Promotor: Autor: dr hab. inż. Jan Walkowicz Grzegorz Grzesiak Instytut Mechatroniki Nanotechnologii i Techniki Próżniowej OPRACOWANIE PROJEKTU SYSTEMU STEROWANIA URZĄDZENIA DO AZOTOWANIA PLAZMOWEGO Z AKTYWNYM EKRANEM (ASPN) Promotor: Autor: dr hab. inż. Jan Walkowicz Grzegorz Grzesiak

Cel pracy Cel Projektu: Opracowanie nowej koncepcji sterowania urządzeniem ASPN. Zakres pracy: Zapoznanie z obiektem sterowania, Zaproponowanie nowej koncepcji sterowania, Dobór sterownika PLC, Opracowanie schematów połączeń elektrycznych i programów sterowania, Przetestowanie programów sterowania.

Stanowisko i proces azotowania

Układ dozowania gazów Czterokanałowy system dozowania gazów -ERG. Podłączenie regulatora masowego przepływu z układem sterowania do komory próżniowej.

Układ chłodzenia Schemat układu chłodzenia urządzenia ASPN.

Układ próżniowy

Układ zasilania aktywnego ekranu i stołu roboczego

Układ otwierania komory

Dobór sterownika Lp. Urządzenie wejściowe Sygnał 1. czujnik krańcowy przy komorze 1 (komora otwarta) 24V 2. czujnik krańcowy przy komorze 2 (komora zamknięta) 3. czujnik krańcowy przy komorze 3 (zawór klapowy) 4. czujnik krańcowy przy komorze 4 (zawór el. pneum.1) 5. czujnik krańcowy przy komorze 5 (zawór el. pneum.2) 6. przepływościomierz woda 1 (komora) 7. przepływościomierz woda 2 (pompa dyfuzyjna) 8. przepływościomierz woda 3 (zasilacze) 9. czujnik membranowy (pompa Roota) 10. presostat (sprężarka) 11. analogowy czujnik ciśnienia modbus 12. odczyt temperatury 13. odczyt dozownika gazów 14. odczyt zasilaczy

Dobór sterownika Lp. Urządzenie wyjściowe Sygnał sterujący 1. pompa obrotowa zestaw zas. 3x220V 2. pompa Roota zestaw 3. pompa dyfuzyjna zas. 220V 4. pompa obrotowa bl 5. zawór el-pneum. przy komorze 6. zawór el-pneum. przy pompie dyf. 7. rozdzielacz klapy 8. zawór zapowietrzający komorę 9. zawór zapowietrzający zestaw pomp 10. silnik podnoszenia komory 11. zawór wody 1 (komora) 12. zawór wody 2 (pompa dyfuzyjna) 13. zawór wody 3 (zasilacze) 14. sterowanie dozowaniem gazów modbus 15. sterowanie zasilaczami

Dodatkowe wymagania postawione przy doborze sterownika Moduł GSM, Możliwość archiwizacji danych procesowych, Możliwość stworzenia strony internetowej z wizualizacją procesu i możliwością wpływania na jego przebieg, Duży wyświetlacz do czytelnego obrazowania przebiegu procesu.

Power Panel 520, system wejść/wyjść Systemy rozproszonych wejść/wyjść.

Schematy podłączeń elektrycznych

Programy sterowania Program serwisowy Program ręczny

Programy sterowania Program automatyczny

Podsumowanie W pracy zrealizowane zostały następujące zagadnienia: Zapoznanie się ze stanowiskiem ASPN i procesami azotowania jarzeniowego metodą z aktywnym ekranem, Przedstawienie nowej koncepcji sterowania urządzeniem ASPN, Dobór sterownika PLC, Opracowanie projektu pozwalającego wdrożyć sterownik PLC do systemu w celu sterowania układami: próżniowym, otwierania komory oraz chłodzenia, Przetestowanie opracowanych programów sterowania.

Bibliografia   Alves C. Jr. at al., Use of cathodic cage in plasma nitriding, Surface and Coatings Technology 201 (2006) 2450. Dobrzański L. A. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, WNT Warszawa 2002. Groszkowski J. Technika wysokiej próżni, WNT Warszawa 1978. Hałas A. Technologia wysokiej próżni, PWN Warszawa 1980. Hubbard P. Characterisation of a Commercial Active Screen Plasma Nitriding System, A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the Department of Applied Physics, RMIT University, Australia, 2007. Instrukcja obsługi sterownika ‑ zasilacza ERG1MPSc v.2.0.0. Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych, WNT Warszawa 2006. Korbicz J. Diagnostyka procesów, WNT, Warszawa 2002. Legierski T. Programowanie sterowników PLC Kraków 1998. Ociepa Z. Sterowniki Programowalne oraz komputery w pomiarach i sterowaniu, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2009.

OPRACOWANIE PROJEKTU SYSTEMU STEROWANIA URZĄDZENIA DO AZOTOWANIA PLAZMOWEGO Z AKTYWNYM EKRANEM (ASPN)