應用于磁控濺射鍍膜生產線的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計

摘 要：本文介紹了一種成功應用的磁控濺射鍍膜生產線計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計，重點討論了計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置、軟件設計、通信協(xié)議、控制過程實現(xiàn)以及軟件編程的控制算法。

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

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該系列生產線在吸收歐洲同類生產線的先進技術和鍍膜工藝的同時，融合了獨特的操作人性化、使用簡便化設計理念，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線中，一臺10.4寸pro-face彩色觸摸屏作為主要操作界面已經成為標準配置，工作亦較穩(wěn)定.由于鍍膜生產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，我們設計了一套計算機監(jiān)控系統(tǒng)來完成整個生產過程的監(jiān)控和參數(shù)優(yōu)化，從而使鍍膜生產具有很好的工藝重復性，更適合工

業(yè)化大批量生產的需要。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能設計

根據(jù)生產線工作狀況和生產要求，該計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計有以下功能。

（1） 模式選擇：為了滿足生產線的工作需要，該計算機監(jiān)控系統(tǒng)設計了兩種運行模式一一 用于鍍膜生產的自動監(jiān)控模式和用于調試及檢修的手動監(jiān)控模式，兩種運行模式可自由切換。

（2） 工藝方案選擇：為了實現(xiàn)對多種工件的鍍膜自動化，該監(jiān)控系統(tǒng)設計了多種工藝方案供使用者選擇，設備運行前選擇要使用的方案，或自行設定新的方案，然后開始鍍膜生產。

（3） 數(shù)據(jù)檢測記錄：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，及時調整工藝參數(shù)以獲得更好的鍍膜效果，該監(jiān)控系統(tǒng)：1）實時顯示各磁控靶電源電壓、電流、各真空計數(shù)值、氣體流量等參數(shù)數(shù)值；2）定時記錄設備運行情況，每30分鐘記錄一次，或按要求隨時記錄；3）記錄重要工藝參數(shù)，并形成報表文件和歷史曲線。

（4） 故障報警記錄：1）在設備出現(xiàn)故障時監(jiān)控系統(tǒng)自動彈出報警畫面和文字提示，同時報警燈閃爍；2）記錄所有報警信息，以備檢修時查詢；3）根據(jù)故障的輕重緩急，可對報警信息進行分類。

（5） 自動診斷保護：這是一種保護措施，減少因故障對設備造成的損害，主要表現(xiàn)在：1）當設備出現(xiàn)嚴重故障時，監(jiān)控系統(tǒng)可自動關機；2）磁控電源開啟后，對其電壓和電流實行緩升，緩降以保護電源；3）可自行檢測上、下位機通信是否正常。

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

（7） 其它功能：該計算機監(jiān)控系統(tǒng)還設置了系統(tǒng)時鐘、設備輸入輸出點監(jiān)控界面、設備操作說明界面等方便用戶查詢、使用的一些實用功能。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的構成

本計算機監(jiān)控系統(tǒng)由上位機、下位機和通信協(xié)議三部分構成，系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。

上位機用于監(jiān)控生產運行狀況和生產工藝數(shù)據(jù)，完成對鍍膜生產的全部控制，并將獲取的歷史數(shù)據(jù)，作為鍍膜效果檢測分析的一項憑據(jù)。由于上位機所處的環(huán)境干擾較小，所以選用普通的PC機，操作系統(tǒng)采用通用性好、功能強的Microsoft WindowsXP。監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集軟件選用北京九思易自動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.NET的同類產品，具有監(jiān)控功能強大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學易用、開發(fā)高效及擴展容易等一系列優(yōu)點，它采用高級語言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，只要安裝好設備的驅動程序就能與各種PLC、智能儀表、板卡及變頻器等設備進行通信，還可以與其它計算機相連，組成一個企業(yè)的分布式生產管理網(wǎng)絡。