應(yīng)用于磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：本文介紹了一種成功應(yīng)用的磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)討論了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置、軟件設(shè)計(jì)、通信協(xié)議、控制過程實(shí)現(xiàn)以及軟件編程的控制算法。

肇慶市大力真空設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DJW（L）系列臥式（立式）磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線采用DC電源或中頻電源控制平面靶、圓柱旋轉(zhuǎn)靶或中頻孿生靶在工件上濺射成膜，廣泛應(yīng)用于各種建筑玻璃、ITO透明導(dǎo)電玻璃、家電玻璃、高反射后視鏡及亞克力鍍膜等行業(yè)。

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該系列生產(chǎn)線在吸收歐洲同類生產(chǎn)線的先進(jìn)技術(shù)和鍍膜工藝的同時(shí)，融合了獨(dú)特的操作人性化、使用簡(jiǎn)便化設(shè)計(jì)理念，在用戶群體中得到了充分的肯定。

在該系列磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線中，一臺(tái)10.4寸pro-face彩色觸摸屏作為主要操作界面已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置，工作亦較穩(wěn)定.由于鍍膜生產(chǎn)中需要控制的工藝參數(shù)較多，為了更大地提高工作效率和鍍膜工藝的可控性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控和參數(shù)優(yōu)化，從而使鍍膜生產(chǎn)具有很好的工藝重復(fù)性，更適合工

業(yè)化大批量生產(chǎn)的需要。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)線工作狀況和生產(chǎn)要求，該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)有以下功能。

（1） 模式選擇：為了滿足生產(chǎn)線的工作需要，該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種運(yùn)行模式一一 用于鍍膜生產(chǎn)的自動(dòng)監(jiān)控模式和用于調(diào)試及檢修的手動(dòng)監(jiān)控模式，兩種運(yùn)行模式可自由切換。

（2） 工藝方案選擇：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多種工件的鍍膜自動(dòng)化，該監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種工藝方案供使用者選擇，設(shè)備運(yùn)行前選擇要使用的方案，或自行設(shè)定新的方案，然后開始鍍膜生產(chǎn)。

（3） 數(shù)據(jù)檢測(cè)記錄：為了方便用戶監(jiān)控工藝過程，分析研究工藝參數(shù)的作用，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)以獲得更好的鍍膜效果，該監(jiān)控系統(tǒng)：1）實(shí)時(shí)顯示各磁控靶電源電壓、電流、各真空計(jì)數(shù)值、氣體流量等參數(shù)數(shù)值；2）定時(shí)記錄設(shè)備運(yùn)行情況，每30分鐘記錄一次，或按要求隨時(shí)記錄；3）記錄重要工藝參數(shù)，并形成報(bào)表文件和歷史曲線。

（4） 故障報(bào)警記錄：1）在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)彈出報(bào)警畫面和文字提示，同時(shí)報(bào)警燈閃爍；2）記錄所有報(bào)警信息，以備檢修時(shí)查詢；3）根據(jù)故障的輕重緩急，可對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分類。

（5） 自動(dòng)診斷保護(hù)：這是一種保護(hù)措施，減少因故障對(duì)設(shè)備造成的損害，主要表現(xiàn)在：1）當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)關(guān)機(jī)；2）磁控電源開啟后，對(duì)其電壓和電流實(shí)行緩升，緩降以保護(hù)電源；3）可自行檢測(cè)上、下位機(jī)通信是否正常。

（6） 操作權(quán)限限定：利用該功能可以限制一般用戶的權(quán)限，防止誤操作，減少出錯(cuò)幾率；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)控制和監(jiān)控的統(tǒng)一。

（7） 其它功能：該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)置了系統(tǒng)時(shí)鐘、設(shè)備輸入輸出點(diǎn)監(jiān)控界面、設(shè)備操作說明界面等方便用戶查詢、使用的一些實(shí)用功能。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

本計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由上位機(jī)、下位機(jī)和通信協(xié)議三部分構(gòu)成，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

上位機(jī)用于監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行狀況和生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，完成對(duì)鍍膜生產(chǎn)的全部控制，并將獲取的歷史數(shù)據(jù)，作為鍍膜效果檢測(cè)分析的一項(xiàng)憑據(jù)。由于上位機(jī)所處的環(huán)境干擾較小，所以選用普通的PC機(jī)，操作系統(tǒng)采用通用性好、功能強(qiáng)的Microsoft WindowsXP。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集軟件選用北京九思易自動(dòng)化軟件有限公司開發(fā)的易控（INSPEC）E20通用組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件,它是全球首款基于Microsoft最新操作平臺(tái).NET的同類產(chǎn)品，具有監(jiān)控功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學(xué)易用、開發(fā)高效及擴(kuò)展容易等一系列優(yōu)點(diǎn)，它采用高級(jí)語言C#作為用戶程序（腳本）語言，能很好地滿足控制的要求。采集和數(shù)據(jù)顯示的功能也比較完善，只要安裝好設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序就能與各種PLC、智能儀表、板卡及變頻器等設(shè)備進(jìn)行通信，還可以與其它計(jì)算機(jī)相連，組成一個(gè)企業(yè)的分布式生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)。