热沉真空炉的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一般的控制系统领域，特别涉及热沉真空炉的控制系统及方法。

背景技术

控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统，控制系统意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变的量，控制系统同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的，控制系统使被控制对象趋于某种需要的稳定状态，真空炉即在炉腔这一特定空间内利用真空系统将炉腔内部分物质排出，使炉腔内压强小于一个标准大气压，炉腔内空间从而实现真空状态，现有热沉真空炉控制系统不够全面稳定、功能性以及安全性欠缺、无法在调试阶段快速找出真空炉可能存在的隐患及无法在制备过程中实时控制及动态补偿等使用问题，本发明是为了解决这一问题，提出热沉真空炉的控制系统及方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供热沉真空炉的控制系统及方法，能够有效解决背景技术中的问题：真空炉即在炉腔这一特定空间内利用真空系统将炉腔内部分物质排出，使炉腔内压强小于一个标准大气压，炉腔内空间从而实现真空状态，现有热沉真空炉控制系统不够全面稳定、功能性以及安全性欠缺、无法在调试阶段快速找出真空炉可能存在的隐患及无法在制备过程中实时控制及动态补偿等使用问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

热沉真空炉的控制系统和方法，其系统框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，所述炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，所述数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，所述控制反馈端口用于接受上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；

其中，所述炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，所述温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息

所述数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，所述数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，所述报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，所述异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，所述调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，所述数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，所述状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定，这样根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与系统中其他模块之间相连接。

本发明进一步的改进在于，所述控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，所述变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，所述报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，所述数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，所述变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据。

本发明进一步的改进在于，所述异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，所述异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，所述当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据

本发明进一步的改进在于，所述异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，所述当前危险值

本发明进一步的改进在于，所述调节值计算模块中包括调节值计算策略，所述调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率，这样在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。

本发明进一步的改进在于，所述冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，所述冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，所述冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，所述冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据。

本发明进一步的改进在于，所述控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与系统中其他模块之间相连接，能够及时对热沉真空炉控制系统在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制系统实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。

本发明在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。

附图说明

图1为本发明热沉真空炉的控制系统的整体框架示意图。

图2为本发明热沉真空炉的控制系统的信息传输示意图。

图3为本发明热沉真空炉的控制方法的整体流程框架示意图。

图4为本发明热沉真空炉的控制系统的冷却液采集模块框架示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一号”、“二号”、“三号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

本实施例根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与系统中其他模块之间相连接，能够及时对热沉真空炉控制系统在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制系统实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力，具体方案为，如图1－图4所示，热沉真空炉的控制系统及方法，其系统框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，控制反馈端口用于接收上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；

其中，炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息

数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定；

在本实施例中，控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据；

在本实施例中，异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据

在本实施例中，异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，当前危险值

在本实施例中，冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据；

在本实施例中，调节值计算模块中包括调节值计算策略，调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率。

在本实施例中，控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。

实施例2

实施例2在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力，具体方案为，如图1－图4所示，热沉真空炉的控制系统和方法，其系统框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，控制反馈端口用于接受上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；

其中，炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息

数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定。

在本实施例中，控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据。

在本实施例中，异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据

在本实施例中，异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，当前危险值

在本实施例中，调节值计算模块中包括调节值计算策略，调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制系统控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率。

在本实施例中，冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据。

在本实施例中，控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。

通过本实施例能够实现：炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据，将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取，结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输，根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数，调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。