SiC作为一种新型半导体材料，以其优良的物理化学特性和电特性，成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率／高额电子器件最重要的材料。目前，SiC器件和其各类传感器已逐步成为半导体行业的关键器件之一，发挥着越来越重要的作用。

为了满足晶体生长苛刻的环境要求，实现晶体生长的工艺，SiC单晶材料生长炉采用了大量控制设备。控制设备大体上可以分为真空设备、加温设备和运动设备。

真空设备包括变频器、真空计、真空泵、智能控制仪表、真空控制器和密封设备等。真空计采集炉腔内的真空度，真空控制器根据真空度变化调节变频器频率，进而改变真空泵的运行频率，以保证炉腔内真空度的稳定。

加温设备包括中频加热炉、中频电源、电流/电压传感器、可控硅和PID智能调节温控仪表等。温控仪表采集电流传感器的模拟量信号，根据电流值和设定值进行PID调节，输出给可控硅来调节中频电源的电压，进而保证炉内温度的稳定。

运动设备包括PLC、步进电机、丝杠、导轨、编码器、限位开关和触摸屏等。PLC是运动设备的核心。该方案选用和利时公司的HOLLiAS LM系列PLC的CPU模块LM3106A，分别控制坩埚杆、籽晶杆的步进电机和坩埚自转的电机。在坩埚杆和籽晶杆的步进电机和丝杠之间，选用两个两级减速器：一级为80：1，二级为100：1。当快速调节坩埚杆和籽晶杆平移位置时只使用一级减速，当慢速调节或者拉晶过程中两级都使用，减速比为8000：1，坩埚自转选用12：1的一级减速器。触摸屏通过RS485口以ModBus协议连接两个PLC从站，进行相关参数的设定和显示。三个步进电机分别驱动丝杠带动坩埚杆和籽晶杆的上下移动及坩埚自转。两个编码器用于反馈坩埚杆和籽晶杆的位置等信号。

基于和利时PLC的SiC晶体生长炉控制系统，凭借PLC的高速输出和高速计数功能，出色地完成了碳化硅晶体生长炉的运动控制功能，且电机转速稳定、定位准确。