Описание работы схемы
Система имеет вид, представленный на рисунке 3.9. Здесь А1 – ПЛК160-220.И [М02], А2 – нормирующий преобразователь НПТ-1К, А3 – блок питания БП-30Б-Д3-24, А4 – блок управления симисторами и тиристорами БУСТ2, А5 – сенсорная панель СП315, А6 – блок питания резистивного испарителя БП-360, А7 – блок питания электронно-лучевого испарителя БП-ЭЛИ-352-10-6, А8 – блок питания ионного источника ИВЭ-244HLS.
Рисунок 3.9 – Принципиальная электрическая схема установки
В автоматическом режиме оператор запускает процесс откачки либо с помощью кнопки S1, либо с помощью сенсорной панели А5. Начинает работать программа контроллера. Изначально включается двигатель М1 механического насоса 2НВР-5ДМ и производиться откачка воздуха сначала из двухроторного насоса ДВН-50, а затем из вакуумной камеры. После достижения определенного давления, включается двигатель M2 двухроторного насоса и производиться откачка воздуха до нужного давления, как в вакуумной камере, так и в форвакуумном баллоне и диффузионном насосе. После достижения определенного давления, необходимого для запуска нагревателя EK1, производится откачка вакуумной камеры на форбаллон. Следует отметить, что процессы последовательной откачки объектов происходит с определенным открытием-закрытием клапанов Y1-Y3, а также срабатываем контакторов K1-K4 и K7. Значения давлений на вакуумметрах B1-B5 можно отслеживать на сенсорной панели А5.
После достижения требуемого давления в вакуумной камере включается нагреватель EK2, служащий для прогрева подложек. После этого происходит процесс ионной очистки поверхности деталей путем подачи напряжения от блока питания А8. Затем можно производить процесс нанесения покрытий при помощи резистивного и электронно-лучевого испарителя, запитанных от блоков питания А6 и А7. После напыления весь процесс происходит в обратном направлении, где в конце открывается клапан Y4 для напуска атмосферного воздуха в вакуумную камеру.
Работу всех элементов можно экстренно прекратить нажатием кнопки S2.
За процессом нанесения покрытия можно наблюдать через смотровое окно с защитным устройством, управляемым с помощью кнопок S3 и S4, соответственно, отвечающих за включение и выключение устройства: открытие-закрытие заслонки при помощи электродвигателя M4, подключенного через H-мост, и клапана Y5, через который происходит напуск инертного газа.
Для коммутации электродвигателей М1-M4 предусмотрен контактор K1-К6. При срабатывании одного из тепловых реле KK1-KK3 в случае перегрузки двигателя его нормально замкнутый контакт KK1.1-KK3.1 обесточит питание контактора KT1-KT3, двигатель остановится и ПЛК прекратит выполнение цикла. На экране компьютера высветится надпись «Авария».
Перемещение затвора и заслонки отслеживается датчиками конечного положения, передающих сигнал на ПЛК.
Экономический раздел
В экономической части дипломного проекта будет оценена конкурентоспособность проектируемого защитного устройства для смотрового окна вакуумной камеры и обоснована экономическая целесообразность его производства.
Для оценки конкурентоспособности проведено сравнение проектируемого устройства с аналогичным вариантом. Система защиты разработана для научно-исследовательских вакуумных установок с целью предотвращения образования осадка из материала покрытия на поверхности смотровом окна.
При проектировании устройства были произведены изменения в материалах и добавлена новые компоненты, что приведет к изменениям ряда технических характеристик, представленных в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Технические характеристики базового и проектируемого вариантов защитного устройства
Наименование показателя |
Единицы измерения |
Варианты |
|
Базовый |
Проектный |
||
Эффективность защиты |
- |
100 |
150 |
Расход газа |
л/с |
0,005 |
0,001 |
Давление на выходе |
Па |
0,1 |
0,01 |
Управление |
- |
1 |
2 |
Запас газа |
л |
5 |
10 |
Отметим, что дальнейшие расчеты будут вестись по литературе [34].