CN110888415A - 一种mpcvd合成设备模拟测试装置及其模拟测试方法 - Google Patents

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    • G05B2219/24Pc safety
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Abstract

本发明提供一种MPCVD合成设备模拟测试装置及其模拟测试方法,包括:供电模块、控制系统和显示模块;供电模块用于为控制系统和显示模块进行供电和配电;控制系统包括控制中心和输入/输出模块,用于接收测试对象输入的测试信号和测试指令后,对其进行测量、解析、判断和显示,并按照要求输出反馈信号和反馈指令;显示模块用于显示模拟测试装置所检测到测试信号的测试值和判定结果,以及所接收到的测试指令的解析结果。本发明能模拟MPCVD合成设备内除操作系统和数据控制单元外的所有功能模块,在设备调试和检修过程中,能验证由自动化控制程序实现的工艺流程的准确性和稳定性,并测量数据控制单元输出信号的准确性。

Description

一种MPCVD合成设备模拟测试装置及其模拟测试方法
技术领域
本发明涉及一种微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)合成设备自动化控制方法和操作流程的模拟测试装置,具体涉及一种MPCVD合成设备模拟测试装置及其模拟测试方法,属于化学气相沉积设备领域和测试控制技术领域。
背景技术
MPCVD(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition的英文缩写,中文意思为微波等离子体化学气相沉积,以下简称“MPCVD”)法不仅可以用于合成金刚石,还适用于很多其他材料的制备,但MPCVD合成设备在调试和检修过程中,会遇到易燃易爆气体泄露、大功率微波泄露和高压触电等危险情况,同时在上机调试设备操作流程时如出现错误以及控制程序出现故障都可能对设备造成损伤,甚至危及测试人员人身安全,因此需要在设备调试阶段和故障检测前先通过模拟测试器进行对各操作流程和控制程序进行模拟和测试,及时发现操作流程和控制程序存在的问题,大幅降低实际测试和检修时发生事故的几率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种MPCVD合成设备模拟测试装置及其模拟测试方法,能解决当前MPCVD合成设备在调试和检修时必须连接设备内部的仪器设备进行实际测试,无法通过一种模拟测试装置对其自动化控制程序的操作对象进行模拟,实现快速、准确、安全的设备测试的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供技术方案如下:
提供一种MPCVD合成设备模拟测试装置,包括:供电模块、控制系统和显示模块;
所述供电模块用于为控制系统和显示模块进行供电和配电,使内部器件可正常工作;
所述控制系统包括控制中心和输入/输出模块,用于接收测试对象输入的测试信号和测试指令后,对其进行测量、解析、判断和显示,并按照要求输出反馈信号和反馈指令;
所述显示模块用于显示控制系统所检测到测试信号的测试值和判定结果,以及所接收到的测试指令的解析结果,便于测试人员对上位机和控制程序的测试结果进行分析和判断。
进一步地,所述测试对象包括MPCVD合成设备内的微波发生及传输系统、气体流量控制系统、气路控制系统、气压测量系统、冷却水测量系统、温度测量系统、升降系统、安全防护系统中的各主要元器件和电气功能元件。
进一步地,所述供电模块包括电源分配器及AC-DC电源(能使电路中形成恒定电流的装置,如干电池、蓄电池、直流发电机等,称为直流电源)。
优选地,所述AC-DC电源为开关电源或线性电源等。
进一步地,所述控制中心为微型计算机、嵌入式系统、单片机、PLC等具备数据处理功能的器件。
进一步地,所述输入/输出模块包括数字输入/输出器件和模拟输入/输出器件;或者为其他具备信号输入输出功能的器件。
进一步地,所述显示模块包括显示屏、指示灯和数码管,或者为其他具备显示功能的器件。
本发明还提供上述MPCVD合成设备模拟测试装置的模拟测试方法,具体包括如下步骤:
(1)按测试要求,连接上位机、上位机控制单元和与测试功能相关的测试接口;
(2)选择与测试功能相关的测试选项;
(3)上位机发送测试指令,上位机控制单元按操作指令输出相应测试信号至模拟测试装置,模拟测试装置根据所选的测试指令对输入的测试信号进行测量,并将测试值显示在显示模块上;
(4)同时模拟测试装置对测试信号进行解析和判断,并将解析结果和判定结果显示在显示模块上,便于测试人员对上位机和控制程序的测试结果进行分析和判断。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明装置能模拟除操作系统和数据控制单元外的所有功能模块,在MPCVD合成设备(例如:MPCVD金刚石合成设备)调试和检修过程中,使用本装置可对控制程序的信号控制功能进行快速检测,并对控制程序的故障进行定位,缩短设备开发周期。
2、本发明装置能对控制程序模拟的MPCVD合成设备(例如:MPCVD金刚石合成设备)产品合成工艺的全流程进行验证,及早发现自动化流程中的缺陷,降低设备投产后的故障率。
3、本发明装置能模拟微波发生/传输系统的所有工作流程,避免微波源高压输出信号输出失误损毁磁控管;同时在设备调试和检修过程中可能发生微波泄露的情况下,实现控制软件的微波发生/传输的模拟测试,降低发生事故的概率,保障测试人员的人身安全。
4、本发明装置能对设备内微波发生及传输系统、气体流量控制系统、气路控制系统、气压测量系统、冷却水测量系统、温度测量系统、升降系统、安全防护系统内的各主要元器件和电气功能进行模拟,通过设备控制程序对上述系统进行模拟测试,以验证由自动化控制程序实现的工艺流程的准确性和稳定性,并测量数据控制单元输出信号的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的模拟测试装置的结构示意图;
图2为采用本发明模拟测试装置进行通讯功能模拟测试的流程示意图;
图3为采用本发明模拟测试装置进行信号输入/输出功能模拟测试的流程示意图;
图4为采用本发明模拟测试装置进行MPCVD设备工艺流程模拟测试的流程示意图。
实施方式
下面结合实施例及附图对发明进一步说明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1MPCVD合成设备模拟测试装置实施例
如图1所示,本实施例提供一种MPCVD合成设备模拟测试装置,包括:控制系统1、供电模块2、显示模块3,供电模块2用于为控制系统1和显示模块3进行供电和配电,使内部器件可正常工作;控制系统1包括控制中心11和输入/输出模块12,用于接收测试对象输入的测试信号和测试指令后,对其进行测量、解析、判断和显示,并按照要求输出反馈信号和反馈指令;显示模块3用于显示控制系统1所检测到测试信号的测试值和判定结果,以及所接收到的测试指令的解析结果,便于测试人员对上位机和控制程序的测试结果进行分析和判断。
作为优选实施例,供电模块2包括电源分配器及AC-DC电源。
作为优选实施例,控制中心11为微型计算机、嵌入式系统、单片机、PLC等具备数据处理功能的器件。
作为优选实施例,输入/输出模块12包括数字输入/输出器件和模拟输入/输出器件;或者为其他具备信号输入输出功能的器件。
作为优选实施例,显示模块3包括显示屏、指示灯和数码管,或者为其他具备显示功能的器件。
本实施例提供的模拟测试装置其功能主要包括控制系统信号输入/输出功能模拟测试、控制系统通讯功能模拟测试和控制系统MPCVD设备工艺流程模拟测试,各模拟测试的实现方式如下:
应用实施例1通讯功能模拟测试
本实施例采用实施例1所提供的模拟测试装置对MPCVD合成设备进行通讯功能模拟测试,具体包括如下步骤:
1、按测试要求,连接上位机、上位机控制单元和模拟测试装置的相关通讯测试接口;
2、上位机发送通讯测试指令,通过USB导线、串口线等数据线缆传输至模拟测试装置的控制系统;
3、控制系统控制中心接收上位机发送的通讯测试指令后进行解析,并将解析结果在显示模块进行实时显示,并将应答指令反馈至上位机。
应用实施例2信号输入/输出功能模拟测试
本实施例采用实施例1所提供的模拟测试装置对MPCVD合成设备进行信号输入/输出功能模拟测试,具体包括如下步骤:
1、按测试要求,连接上位机、上位机控制单元和模拟测试装置的相关信号测试接口;
2、选择模拟测试装置的“电压输入测试”、“电压输出测试”、“电流输入测试”、“电流输出测试”“继电器测试”等功能测试选项;
3、如选择输出功能测试或继电器测试,上位机发送信号测试指令,上位机控制单元按操作指令输出相应测试信号至模拟测试装置的控制系统,模拟测试装置根据所选的测试功能对输入信号进行测量,并将测试值显示在显示模块上;
如选择输入功能测试,模拟测试装置的控制系统输出相应测试信号至上位机控制单元,上位机控制单元对输入信号进行测量后将测试值在显示屏上显示并反馈至上位机。
通过此测试功能可对上位机输入/输出信号控制指令和控制单元的输出信号进行一次性全覆盖模拟测试,并可对控制程序发生的错误进行快速定位。
应用实施例3MPCVD设备工艺流程模拟测试
本实施例采用实施例1所提供的模拟测试装置对MPCVD合成设备进行信号输入/输出功能模拟测试,具体包括如下步骤:
1、按测试要求,连接上位机、控制单元和模拟测试装置相关信号、通讯接口;
2、选择模拟测试装置的“完整工艺流程测试”、“开机工艺流程测试”、“工作参数自动匹配工艺流程测试”、“异常情况智能处理工艺流程测试”及“关机工艺流程测试”等工艺流程测试项目进行测试;
3、上位机控制程序依次运行或选择性运行设备开机、运行过程关键参数匹配、异常情况智能处理、关机等自动化工艺流程,在工艺流程运行过程中上位机将按工艺流程的顺序发送相对应的控制指令和通讯信号,控制单元接收到控制指令后输出相应的测试信号;
4、模拟测试装置的控制系统接收到通讯信号和测试信号后进行解析和测量,同时在接收到特定指令和信号后按工艺流程要求向上位机或控制单元反馈应答指令和输出信号以完成全流程模拟,并将测量值、解析结果和判断结果显示在显示屏上(如红灯表示异常,绿灯表示正常)。如果在工艺流程测试过程中检测到错误信号和错误指令,则可根据显示的测试结果对其进行快速定位。
综上,本发明能在MPCVD合成设备调试和检修过程中,对设备控制程序的故障进行定位,缩短设备开发周期;也能对控制程序模拟的MPCVD合成设备产品合成工艺的全流程进行验证,及早发现自动化流程中的缺陷,降低设备投产后的故障率;由于本发明能模拟微波发生/传输系统的所有工作流程,因此能避免微波源高压输出信号输出失误损毁磁控管;同时在设备调试和检修过程中可能发生微波泄露的情况下,实现控制软件的微波发生/传输的模拟测试,降低发生事故的概率,保障测试人员的人身安全。
本发明装置能应用在MPCVD合成设备内微波发生及传输系统、气体流量控制系统、气路控制系统、气压测量系统、冷却水测量系统、温度测量系统、升降系统、安全防护系统内的各主要元器件和电气功能的模拟测试,通过设备控制程序对上述系统进行模拟测试,以验证由自动化控制程序实现的工艺流程的准确性和稳定性,并测量数据控制单元输出信号的准确性。
以上所述为本发明的具体实施方式,但不能对本发明构成任何限制,因此需特别指出,凡是以本发明为基础,做得任何修改与改进均落在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,包括:供电模块、控制系统和显示模块;
所述供电模块用于为控制系统和显示模块进行供电和配电,使内部器件可正常工作;
所述控制系统包括控制中心和输入/输出模块,用于接收测试对象输入的测试信号和测试指令后,对其进行测量、解析、判断和显示,并按照要求输出反馈信号和反馈指令;
所述显示模块用于显示控制系统所检测到测试信号的测试值和判定结果,以及所接收到的测试指令的解析结果,便于测试人员对上位机和控制程序的测试结果进行分析和判断。
2.根据权利要求1所述的MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,所述测试对象包括MPCVD合成设备内的微波发生及传输系统、气体流量控制系统、气路控制系统、气压测量系统、冷却水测量系统、温度测量系统、升降系统、安全防护系统中的各主要元器件和电气功能元件。
3.根据权利要求1所述的MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,所述供电模块包括电源分配器及AC-DC电源。
4.根据权利要求1所述的MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,所述控制中心为微型计算机、嵌入式系统、单片机或PLC。
5.根据权利要求1所述的MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,所述输入/输出模块包括数字输入/输出器件和模拟输入/输出器件。
6.根据权利要求1所述的MPCVD合成设备模拟测试装置,其特征在于,所述显示模块包括显示屏、指示灯和数码管。
7.权利要求1-6所述的MPCVD合成设备模拟测试装置的模拟测试方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)按测试要求,连接上位机、控制单元和与测试功能相关的测试接口;
(2)选择与测试功能相关的测试选项;
(3)上位机发送测试指令,控制单元按操作指令输出相应测试信号至模拟测试装置,模拟测试装置根据所选的测试指令对输入的测试信号进行测量,并将测试值显示在显示模块上;
(4)同时模拟测试装置对测试信号进行解析和判断,并将解析结果和判定结果显示在显示模块上。
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