PDF《M CGS 组态软件在真空热处理炉中的应用》

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2006210218 作者简介: 周志文(19712) , 男, 甘肃省临夏市人, 大学本科, 副教授.

M CGS 组态软件在真空热处理炉中的应用 周志文 (西北民族大学电气工程学院, 甘肃 兰州 730030) 摘要: 本文简单介绍了M CGS 组态软件在真空热处理炉控制系统设计中的应用以及利用M CGS 组态软件 制作真空热处理炉实时监控画面的过程. 关键词: 真空热处理炉;

组态;

M CGS 组态软件 中图分类号: TP319;

TP273+ .

5 文献标识码: B 文章编号: 100220322(2007)

0320060203 Application of M CGS conf iguration sof tware in vacuum heat-treatmen t furnace ZHOU Zhi2 w en (N orthw est M inorities U niversity , L anz hou 730030, Ch ina) Abstract: Gives a brief introduction to the app lication of M CGS configuration softw are in the vacuum heat2treatm ent fur2 nace, as w ell as the real2ti m e i m age disp laying p rocess of monito ring the vacuum heat2treatm ent furnace, w hich w as done by virtue of the softw are. Key words: vacuum heat2treatm ent furnace;

configuration;

M CGS configuration softw are 真空热处理炉是真空应用设备中应用非常广泛 的设备, 主要用于钎接、 退火、 烘干等方面. 其电气控 制可分为真空系统的控制和炉内温度的控制.电气 控制要求复杂, 接线繁琐.虽然 PLC 在控制系统中 的应用使得控制的自动化水平有了很大的提高, 但PLC 控制系统最大的缺点是过程监控功能有限, 无 法显示生产过程流程, 对过程中需要显示、 记录、 报 警的数据处理困难. 而在系统中对炉内真空度、 炉内 温度的控制对被加工工件的质量有重要的影响, 一 般通过记录仪进行记录. 但传统仪表的显示、 记录方 式笨重, 对生产流程的显示无法实现, 因此组成以 PLC 为下位控制, 计算机为上位控制的系统以实现 生产过程监控、 数据显示, 数据记录, 报警显示等功 能. 本文主要介绍M CGS 组态软件在上位计算机组 态中的应用.

1 系统的构成及工艺要求 本控制系统中的真空热处理炉系统构成如图

1 所示.整个系统主要由真空系统、 加热系统等构成. 整个工艺过程可分为以下四个部分. ① 启动过程: 启动维持泵管道压力<

50 Pa 启动扩散泵扩散泵油温>

220° 给出可抽空指示. ② 抽空过程: 工况正常 启动粗抽泵 启动完毕 开旁通阀、 粗抽 阀、 真空计 真空度<

2000 Pa 关旁通阀 阀关到位 开罗茨 泵 真空度<

10 Pa 关粗抽阀 粗抽阀关到位 开前级阀、 开 高真空阀 抽空到要求真空度 按升温曲线加热真空室 到要求温度 恒温 恒温要求时间结束按要求的曲线降温 室温. ③ 破空过程: 关高真空阀 阀门到位 关前级阀 阀门到位 关罗茨 泵、 关粗抽泵 泵关闭 开破空阀 实体真空度= 大气压 关 破空阀. ④ 关机过程: 关扩散泵加热 扩散泵油温<

60° 关 维持泵. 1. 粗抽泵 2. 旁通阀 3. 罗茨泵 4. 粗抽阀 5. 前级阀 6. 维 持泵 7. 扩散泵 8. 高真空阀 9. 破空阀

10、 11. 真空测量规 管12. 电接点真空表 13. 真空退火炉 图1真空热处理炉系统构成 Fig.

1 Confinguration of vacuum heat2treatm ent furnace system 第44 卷第

3 期2007 年5月真空VACUUM Vol . 44, No.

3 M ay.

2007 其中真空泵、 真空阀门的开关均有严格的联锁、 互锁要求, 若阀门开关顺序有误可能造成设备的损 坏.由于篇幅有限, 以上只是简单进行了顺序说明, 对很多联锁、 互锁条件并未涉及.

2 组态方式 M CGS (M onito r and Contro l Generated Sys2 tem ) 通用组态监控系统是一套基于W indow s

95 98 M E N T

2000 平台 (或更高版本) 的32 位工控 组态软件, 集动画显示、 流程控制、 数据采集、 设备控 制与输出、 网络数据传输、 双机热备、 工程报表、 数据 与曲线等强大功能.它通过对现场数据的采集和处 理, 以流程控制、 实时曲线、 历史曲线、 报警处理和报 表输出等多种方式, 向用户提供解决实际工程问题的 方案, 在自动化领域有着广泛的应用.因此在真空热处 理炉的电气控制设计中选用了M CGS 组态软件. 2.

1 M CGS 组态过程实现的方法 M CGS 用主控窗口、 设备窗口和用户窗口来构 成一个应用系统的人机交互图形界面.设备窗口通 过设备构件驱动外部设备, 将采集的数据送入实时 数据库, 由用户窗口组成的图形对象与实时数据库 中的数据对象建立连接关系, 以动画的形式实现数 据的可视化.组态过程如图

2 所示. 图2MCGS 组态过程 Fig.

2 Configuring p rocess by M CGS softw are 2.

2 真空热处理炉组态过程的设计 2. 2.

1 人机界面窗口设计 根据系统构成和工艺流程要求, 确定系统需要 实时监控的对象, 主要有: ① 各个泵的启、 停控制;

各个阀的开关控制;

② 扩散泵油温的显示和控制;

③ 真空度的控制、 显示和炉内温度的控制;

④ 系统运行过程的实时监控: 主要是显示泵、 阀和真空计的工作状态;

⑤ 报警: 包括扩散泵油温、 罗茨泵压力、 真空室 温度及泵和阀的开关报警. 为此拟定所组建系统的工程框架和策略为: ①

3 个用户窗口: 控制主窗、 实时数据显示、 历 史数据显示. ② 策略: 启动策略、 退出策略、 循环策略及一些 用户策略. 2. 2.

2 建立实时数据库 按照系统中各个数据对象的特征, 确定不同数 据类型的过程是建立实时数据库的过程.如在真空 热处理炉中控制阀的数据对象类型应该是开关型. 按系统的要求定义其他的数据对象. 2. 2.

3 动画连接 通过设置用户窗口的人机画面中的各个器件, 使这些器件与实时数据库中的数据对象建立对应关 系, 达到用数据库中的数据控制监控画面上器件的 动作, 便可实现动画连接. 2. 2.

4 设备的连接 在组态系统中, 把外部设备(如PLC、 扩散泵油 温表、 真空室温度表等) 注册到系统中, 然后给这些 设备登记驱动程序, 再根据所对应的外部设备的类 型和特征, 设置相关的属性, 将设备的操作方法如硬 件参数配置、 数据转换、 设备调试等封装在构件中, 以对象的形式与外部设备建立数据的传输通道连 接. 通过通道连接, 设备构件可以向实时数据库提供 从外部设备所采集的数据, 最终实现外部设备与监 控系统的连接. 2. 2.

5 运行策略 通过对运行策略的定义, 使系统能够按照设定 的顺序和条件操作实时数据库, 控制用户窗口的打 开、 关闭并确定设备构件的工作状态等, 从而实现对 外部设备工作过程的精确控制及有序调度管理. 根据系统要求, 在进行设备连接后, 可以用脚本 程序来实现一些在设备连接中需要实现的动画.如 当管道压力小于

50 Pa 并且维持泵已经启动的情况 下需要启动扩散泵, 用循环策略中以下的脚本程序 来控制: IF 管道压力<

50 and 维持泵=

1 TH EN 扩散泵=

1 END IF 通过脚本程序, 把将需要根据系统当前条件自 动连接的操作由系统来完成, 使控制实现连续合理. 同时, 通过实时数据库的对外部数据采集和处理, 实 时监控系统的界面动画与外部的真空热处理炉系统 的动作同步对应起来, 实现实时监控. 图3是实时监 控系统运行起来后某一过程的监控画面. 2. 2.

6 数据的显示 在系统运行中需要记录的数据, 如扩散泵的油 温、 真空室温度的实时数据. 则通过实时数据显示和 实时曲线, 历史数据显示和历史曲线来实现, 如图 4. ・

1 6 ・ 第3期周志文:M CGS 组态软件在真空热处理炉中的应用 图3真空热处理炉监控画面 Fig.

3 I m age disp lay of monitoring the vacuum heat2treatm ent furnace 2. 2.

7 安全机制 为了保证在系统运行过程中的安全、 稳定可靠, 防止无权限人员进入工程监控系统, 通过M CGS 提 供的安全机制, 设置系统的操作权限, 避免因为不相 关人员的误操作而造成不必要的损失.

3 结束语 通过M CGS 组态软件实现对真空热处理炉的 图4真空热处理炉炉实时曲线 Fig.

4 Real2ti m e heat2treating curve 监控, 经过一段时间的实际运行表明, 该系统运行平 稳、 自动化水平大大提高, 缩短了同国外设备的差距. 参考文献: [1 ] M CGS 嵌入版用户手册[M ]. 北京昆仑通态自动化软件 科技有限公司. [2 ] M CGS 培训教程[M ]. 北京昆仑通态自动化软件科技有 限公司. [

3 ] 周志文, 薛华. 可编程序控制器在真空系统中的应用 [J ]. 机械研究与应用, 2002(4). 第三届真空镀膜技术培训班通知 【培训背景】 为了满足真空应用界人士对真空技术知识的需求和普及真空镀膜知识, 提高真空镀膜领域的企业管理人员、 生 产技术人员、 维修、 操作人员、 检验人员、 销售人员及经销商对真空镀膜理论及应用实践水平, 同时, 进一步推动真空镀膜产业 的发展, 培养出更多的真空技术专业人才, 由中国真空学会、 中国真空网举办的第三届真空镀膜技术培训班将于

2007 年6月9―13 日在上海华盈元博大酒店举办. 【培训证书】 培训结束后颁发由中华人民共和国人事部监制, 中国继续教育联合学院印发的 《继续教育证书》 .请各位学员与 会时带好

2 张2寸照片. 【培训宗旨】 迄今为止, 中国真空网已在专业人才培训上做了大量的工作, 曾成功举办过二届 真空镀膜技术培训班 、 三届 真空获得培训班 和一届 真空热处理培训班 .我们秉承 创建学习型组织、 知识型经济 和 知识点亮人生, 教育改变命运, 创新改变现状, 学习成就未来 的理念, 为广大真空镀膜设备制造及应用厂家和专业人士建立技术交流平台, 搭建真空界的学 习园地, 提供热诚、 优质的服务. 【培训对象】 真空镀膜设备制造及应用厂家的企业管理人员、 生产技术人员、 维修、 操作人员、 检验人员、 销售人员以及对真空 镀膜希望进一步了解的相关人员. 【培训内容】 真空镀膜技术的现状及发展前景;

真空镀膜技术的基础知识和应用领域;

各种真空镀膜原理、 工艺及设备 的使用维护;

真空镀膜的前、 后清洗、 处理、 测量等;

专家和学员进行现场互动和分组讨论. 【授课专家】 本届培训班将聘请国内真空行业的资深专家及有着丰富实践经验的高级工程师授课, 为业内人士提供与著名专 家、 高级工程师进行面对面沟通和交流的平台. 【宣传媒体】 本次培训班已列入中国真空学会

2007 年年度计划(上报中国科技协会) , 并在各地方真空学会及相关的真空专 业媒体上广为宣传. 【培训费用】

1500 元5天(包括学费、 证书费、 教材费、 餐费、 茶点、 通讯录、 合影等);

住宿费用自理:

200 元 标房 天,

100 元 床位;

回程票可由会务组代办. 【报名、 培训地点】 上海华盈元博大酒店(准三星级酒店, 上海市长寿路

1188 号,

8 楼会议室) 【联系方式】 联系人: 王小姐朱小姐;

电话传真:

021 -

62773032 62769915;

热线

电话:

021 -

62279641 29662747 29661844;

E2 m ail: px@chinesevacuum. com;

网址: www. chinesevacuum. com;

地址: 上海市长寿路

295 弄8号恒达公寓

302 室;

邮编:

200060 (中国真空网) ・

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