Steuerung einer Beschichtungsanlage für Quarzglas (MCVD)

Schaltschrank mit der Steuerung

Diese Steuerung dient dem Betrieb einer Anlage zur Herstellung von Quarzglas-Lichtleiterpreformen.

Die Beschichtungsanlage besteht aus:

  • einem Gaskabinett mit Reaktivgas- und Sauerstoffstrecken
  • Strömungsreglern (AFC-Automatic Flow Controller)
  • einer Brennerstrecke (Wasserstoff/Sauerstoff)
  • einer Glasmacherdrehbank mit Support und Brenner, Pyrometer und Laser Scanner

Die Herstellung erfolgt mit dem MCVD-Verfahren ("Modified Chemical Vapour Deposition"). In das Innere eines rotierenden Quarzglasrohres werden über eine Reaktline Gasgemische (Chloride und Sauerstoff von den Verdampfern im Gaskabinett) mit einer bestimmten Zusammensetzung geleitet, die in der heißen Flamme (1700 ... 1950°C) eines Wasserstoff/Sauerstoff-Knallgasbrenners zu den entsprechenden Oxiden umgesetzt werden.
Die sich bildenden Partikel setzen sich an der kalten Rohrinnenwand ab und werden durch den sich vorwärts (mit einer bestimmten Geschwindigkeit) bewegenden Brenner zu einer klaren Schicht aufgeschmolzen. Die Beschichtung erfolgt in mehreren Zyklen, wobei sich die Zusammensetzung des Gasgemisches ändern kann. Der Brenner fährt nach jedem Zyklus an die Startposition zurück.

Gase, die an der Beschichtung nicht beteiligt sind, werden über eine Ventline geleitet (Schaltung erfolgt über die entsprechenden Magnetventile). Die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Gase erfolgt über AFC´s, die Außentemperatur des Rohres wird mit einem Laser Scanner gemessen.
Nach Beendigung der Beschichtung wird das Rohr in mehreren Durchläufen bei Temperaturen oberhalb 2000°C und langsamer Brennergeschwindigkeit zu einem Stab (Preform) kollabiert.
Der Beschichtungsvorgang kann automatisch (nach einem vorher erstellten Programm) bzw. im Handbetrieb (Einstellung aller Parameter der Anlage über die Tastatur per Hand) ablaufen.
Zur Steuerung und Protokollierung wird Labview© von National Instruments verwendet, für die Ein- und Ausgabe der Signale werden Inline-Klemmen von Phoenix Contact eingesetzt.