電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統的製作方法
2023-04-30 17:13:21 2
電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統的製作方法
【專利摘要】一種電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，包括有一組電子束熔煉爐及對應一組用於採集電子束熔煉爐熔煉過程參數的傳感器；在熔煉現場對應配設一組用於對各臺電子束熔煉爐實施現場監測與控制的子級監測設備；設立一現場設備監測中心，在現場設備監測中心至少安裝一臺監測中心伺服器，用於提取、分析和存儲來自現場子級監測設備所採集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數信息；建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設置一組遠程監測設備；各子級監測設備的信號輸出端經數據通訊線接現場設備監測中心伺服器的輸入端；監測中心伺服器通過網絡與遠程監測設備通訊。其可實現電子束熔煉爐的監測與控制。
【專利說明】電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統及方法。
【背景技術】
[0002]電子束熔煉爐是利用高速運動的電子束流所產生的動能轉變為熱能進而使金屬熔化的一種真空熔煉設備。主要用於稀有、珍貴金屬材料的提純、真空澆鑄以及重熔，還可以用於製取半導體材料和難熔金屬及其合金的單晶等。隨著科學技術的飛速發展，真空電子束熔煉爐向著大功率、智能化、高效率方向發展。國外能夠製造電子束熔煉爐的公司主要有德國的ALD公司、美國的Retech公司、Consarc公司，日本電子公司、烏克蘭的巴頓焊接研究所、ANTARES公司和俄羅斯國家稀有金屬研究院等等。其大部分電子束熔煉爐均具備遠程實時監測的功能，基本可以實現熔煉過程參數的遠程實時監測與維護。
[0003]在電子束熔煉爐的熔煉過程中，真空度、熔煉功率和熔煉速度等是主要的工藝參數，直接影響到生產效率和產品質量。因此，對於這些熔煉過程參數，不僅需要現場監測與控制，而且還應該具備遠程實時監測顯示和存儲的功能，同時，對於熔煉過程參數的後期處理，制定工藝路線，指導設備維護等具有重要的意義。
[0004]目前，國內研製生產的電子束熔煉爐尚無完善的遠程監測系統，有的電子束熔煉爐具備一些初步的遠程監測功能，但是功能不完善，而且大多採用專用的軟體，如組態王、WinCC等工業組態軟體，這些軟體對系統環境依賴性強，大多安裝在專門的工控機上，也不方便用戶在辦公室操作，歸納起來存在以下兩個方面的問題。
[0005](I)現有的電子束熔煉爐大多採用現場監測模式，隨著電子束熔煉爐向著大功率方向發展，如果長期採用現場監測可能存在一定的輻射危險，遠程監測系統可以很好地解決這一問題。
[0006](2)電子束熔煉爐過程參數的遠程監測不同於簡單對現場監測信號的延長，因為監測信號線纜大多採用並口或串口連接形式，在信號延長的過程中會出現信號的衰減和不穩定。同時，採用TCP/IP協議的傳輸模式，以及集中監測和分布式監測模式是未來發展方向。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，使得現場監測信號遠距離傳輸更穩定和方便。
[0008]為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案:
[0009]一種電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，包括有一組電子束熔煉爐及對應一組用於採集電子束熔煉爐熔煉過程參數的傳感器；其還包括:
[0010]在熔煉現場對應配設一組用於對各臺電子束熔煉爐實施現場監測與控制的子級監測設備；
[0011]設立一現場設備監測中心，在現場設備監測中心至少安裝一臺監測中心伺服器，該工控機用於提取和存儲來自現場子級監測設備所採集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數信息；
[0012]建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設置一組遠程監測設備；
[0013]所述各子級監測設備的信號輸出端經數據通訊線接現場設備監測中心監測中心伺服器的輸入端；所述監測中心伺服器通過網絡與遠程監測設備通訊。
[0014]所述電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統中，所述的監測中心伺服器與遠程監測設備間通過TCP/IP協議進行數據傳輸；或所述監測中心伺服器與遠程監測設備間採用虛擬專用網絡(VPN)傳輸數據
[0015]所述電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統中，所述各子級監測設備及現場設備監測中心伺服器設在企業區域網範圍內，所述各子級監測設備與監測中心伺服器間採用雙絞線或同軸電纜通訊傳輸數據。
[0016]所述電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統中，所述各子級監測設備與監測中心伺服器間聯接用的數據通訊線採用RVVP雙絞屏蔽線為佳。
[0017]所述電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統中，一優選方案是:所述的監測中心伺服器採用PC總線工控機；所述的各子級監測設備採用研華工控機。
[0018]本實用新型的優點是:其可以實現電子束熔煉爐監測與控制。該系統有別於目前國內外其他設備的遠程監測系統，是結合了組態王控制項和C++語言編程兩者的優勢，在VS.net編程環境下開發的，因此，具有較高的靈活性和方便性，還可以依據客戶的需求對特定功能進行定製，滿足 不同用戶的需求提高了現場監測信號遠距離傳輸的穩定性和方便性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統構成示意圖。
[0020]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
【具體實施方式】
[0021]參閱圖1所示，本實用新型電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統主要包括有三大部分:子設備級監測與控制1、現場設備監測中心2和遠程監測與控制3。
[0022](I)子設備級監測與控制I，主要包括一組子級監測設備Z1、Z2……Zn (可採用研華工控機)，該組子級監測設備Zl、Z2……Zn分別對每一臺電子束熔煉爐設備(Rl、R2……Rn)實施現場監測與控制，利用一組傳感器分別採集各電子束熔煉爐設備相關過程參數，這些在熔煉過程中主要監測的過程參數包括:電子槍參數、爐體真空參數、報警提示信息以及操作控制命令等。可以通過組態王軟體編程實現，並安裝於現場工控設備(即子級監測設備Z1、Z2......Zn)中，方便現場工作人員操作。
[0023](2)現場設備監測中心2，主要由監測中心操作員21進行操作和維護，將多臺電子束熔煉爐設備所採集獲得的信號匯集，並提取和存儲到數據伺服器(亦即監測中心伺服器22，優選採用PC總線工控機)，以方便遠程客戶端讀取信號。
[0024](3)遠程監測與控制系統3，主要由遠程操作員31、31』或相關工作人員進行操作和維護，通過遠程客戶端(遠程監測電腦)讀取來自現場設備監測中心收集的相關數據，並根據預先設定的用戶權限，可以遠程操作和控制現場運行的電子束熔煉爐。遠程監測電腦可以是桌上型電腦32或便攜是手提電腦32』，其上安裝了遠程監測客戶端軟體。
[0025]本實用新型的工作原理及過程是:遠程監測與控制系統3根據實時數據讀取控制項，通過TCP/IP協議進行數據傳輸，可以得到現場設備監測中心系統所實時採集的過程參數。由於電子束熔煉爐運行過程中的數據非常多，遠程監測系統不便於對每一個數據進行讀取和顯示；也不能讓每一個遠程用戶都具備控制現場設備的權限，為了確保設備安全性，必須要得到授權才可以遠程控制，否則只具備監測和查看的權限。綜上所述，本實用新型電子束熔煉爐遠程監測系統的主要功能有:關鍵數據實時顯示、報警數據處理、報表統計分析和授權控制操作。這些功能採用程式語言在編程環境下可以實現，可以靈活安裝於客戶端電腦，並且不需要專用的硬體驅動支持，因此具有更強的靈活性和可操作性。這些技術可由現有技術實現，此處不贅述。
[0026]上述各實施例可在不脫離本實用新型的範圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護範圍。
【權利要求】
1.一種電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，包括有一組電子束熔煉爐及對應一組用於採集電子束熔煉爐熔煉過程參數的傳感器；其特徵在於還包括: 在熔煉現場對應配設一組用於對各臺電子束熔煉爐實施現場監測與控制的子級監測設備； 設立一現場設備監測中心，在現場設備監測中心至少安裝一臺監測中心伺服器，用於提取、分析和存儲來自現場子級監測設備所採集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數信息； 建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設置一組遠程監測設備； 所述各子級監測設備的信號輸出端經數據通訊線接現場設備監測中心伺服器的輸入端；所述監測中心伺服器通過網絡與遠程監測設備通訊。
2.如權利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，其特徵在於:所述的監測中心伺服器與遠程監測設備間通過TCP/IP協議進行數據傳輸。
3.如權利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，其特徵在於:所述各子級監測設備及現場設備監測中心伺服器設在企業區域網範圍內，所述各子級監測設備與監測中心伺服器間採用雙絞線或同軸電纜通訊傳輸數據。
4.如權利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，其特徵在於:所述各監測中心伺服器與遠程監測設備間採用虛擬專用網絡傳輸數據。
5.如權利要求3所述的電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，其特徵在於:所述各子級監測設備與監測中心伺服器間聯接用的數據通訊線採用RVVP雙絞屏蔽線。
6.如權利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數的遠程監測系統，其特徵在於:所述的監測中心伺服器採用PC總線工控機；所述的各子級監測設備採用研華工控機。
【文檔編號】G05B19/418GK203588048SQ201320636248
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】魏中青, 尹中榮, 孫照富, 孔祥偉, 金萌時 申請人:北京有色金屬研究總院