電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括有一組電子束熔煉爐及對應(yīng)一組用于采集電子束熔煉爐熔煉過程參數(shù)的傳感器；在熔煉現(xiàn)場對應(yīng)配設(shè)一組用于對各臺電子束熔煉爐實施現(xiàn)場監(jiān)測與控制的子級監(jiān)測設(shè)備；設(shè)立一現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心，在現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心至少安裝一臺監(jiān)測中心服務(wù)器，用于提取、分析和存儲來自現(xiàn)場子級監(jiān)測設(shè)備所采集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數(shù)信息；建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設(shè)置一組遠程監(jiān)測設(shè)備；各子級監(jiān)測設(shè)備的信號輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)通訊線接現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心服務(wù)器的輸入端；監(jiān)測中心服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測設(shè)備通訊。其可實現(xiàn)電子束熔煉爐的監(jiān)測與控制。
【專利說明】電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子束熔煉爐是利用高速運動的電子束流所產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓M而使金屬熔化的一種真空熔煉設(shè)備。主要用于稀有、珍貴金屬材料的提純、真空澆鑄以及重熔，還可以用于制取半導(dǎo)體材料和難熔金屬及其合金的單晶等。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，真空電子束熔煉爐向著大功率、智能化、高效率方向發(fā)展。國外能夠制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(jiān)測的功能，基本可以實現(xiàn)熔煉過程參數(shù)的遠程實時監(jiān)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(shù)，直接影響到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對于這些熔煉過程參數(shù)，不僅需要現(xiàn)場監(jiān)測與控制，而且還應(yīng)該具備遠程實時監(jiān)測顯示和存儲的功能，同時，對于熔煉過程參數(shù)的后期處理，制定工藝路線，指導(dǎo)設(shè)備維護等具有重要的意義。
[0004]目前，國內(nèi)研制生產(chǎn)的電子束熔煉爐尚無完善的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，有的電子束熔煉爐具備一些初步的遠程監(jiān)測功能，但是功能不完善，而且大多采用專用的軟件，如組態(tài)王、WinCC等工業(yè)組態(tài)軟件，這些軟件對系統(tǒng)環(huán)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(xiàn)有的電子束熔煉爐大多采用現(xiàn)場監(jiān)測模式，隨著電子束熔煉爐向著大功率方向發(fā)展，如果長期采用現(xiàn)場監(jiān)測可能存在一定的輻射危險，遠程監(jiān)測系統(tǒng)可以很好地解決這一問題。
[0006](2)電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測不同于簡單對現(xiàn)場監(jiān)測信號的延長，因為監(jiān)測信號線纜大多采用并口或串口連接形式，在信號延長的過程中會出現(xiàn)信號的衰減和不穩(wěn)定。同時，采用TCP/IP協(xié)議的傳輸模式，以及集中監(jiān)測和分布式監(jiān)測模式是未來發(fā)展方向。
實用新型內(nèi)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(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，使得現(xiàn)場監(jiān)測信號遠距離傳輸更穩(wěn)定和方便。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案:
[0009]一種電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括有一組電子束熔煉爐及對應(yīng)一組用于采集電子束熔煉爐熔煉過程參數(shù)的傳感器；其還包括:
[0010]在熔煉現(xiàn)場對應(yīng)配設(shè)一組用于對各臺電子束熔煉爐實施現(xiàn)場監(jiān)測與控制的子級監(jiān)測設(shè)備；
[0011]設(shè)立一現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心，在現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心至少安裝一臺監(jiān)測中心服務(wù)器，該工控機用于提取和存儲來自現(xiàn)場子級監(jiān)測設(shè)備所采集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數(shù)信息；
[0012]建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設(shè)置一組遠程監(jiān)測設(shè)備；
[0013]所述各子級監(jiān)測設(shè)備的信號輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)通訊線接現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心監(jiān)測中心服務(wù)器的輸入端；所述監(jiān)測中心服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測設(shè)備通訊。
[0014]所述電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)中，所述的監(jiān)測中心服務(wù)器與遠程監(jiān)測設(shè)備間通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸；或所述監(jiān)測中心服務(wù)器與遠程監(jiān)測設(shè)備間采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)傳輸數(shù)據(jù)
[0015]所述電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)中，所述各子級監(jiān)測設(shè)備及現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心服務(wù)器設(shè)在企業(yè)局域網(wǎng)范圍內(nèi)，所述各子級監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)測中心服務(wù)器間采用雙絞線或同軸電纜通訊傳輸數(shù)據(jù)。
[0016]所述電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)中，所述各子級監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)測中心服務(wù)器間聯(lián)接用的數(shù)據(jù)通訊線采用RVVP雙絞屏蔽線為佳。
[0017]所述電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)中，一優(yōu)選方案是:所述的監(jiān)測中心服務(wù)器采用PC總線工控機；所述的各子級監(jiān)測設(shè)備采用研華工控機。
[0018]本實用新型的優(yōu)點是:其可以實現(xiàn)電子束熔煉爐監(jiān)測與控制。該系統(tǒng)有別于目前國內(nèi)外其他設(shè)備的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，是結(jié)合了組態(tài)王控件和C++語言編程兩者的優(yōu)勢，在VS.net編程環(huán)境下開發(fā)的，因此，具有較高的靈活性和方便性，還可以依據(jù)客戶的需求對特定功能進行定制，滿足 不同用戶的需求提高了現(xiàn)場監(jiān)測信號遠距離傳輸?shù)姆€(wěn)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(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0020]下面結(jié)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(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)主要包括有三大部分:子設(shè)備級監(jiān)測與控制1、現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心2和遠程監(jiān)測與控制3。
[0022](I)子設(shè)備級監(jiān)測與控制I，主要包括一組子級監(jiān)測設(shè)備Z1、Z2……Zn (可采用研華工控機)，該組子級監(jiān)測設(shè)備Zl、Z2……Zn分別對每一臺電子束熔煉爐設(shè)備(Rl、R2……Rn)實施現(xiàn)場監(jiān)測與控制，利用一組傳感器分別采集各電子束熔煉爐設(shè)備相關(guān)過程參數(shù)，這些在熔煉過程中主要監(jiān)測的過程參數(shù)包括:電子槍參數(shù)、爐體真空參數(shù)、報警提示信息以及操作控制命令等?？梢酝ㄟ^組態(tài)王軟件編程實現(xiàn)，并安裝于現(xiàn)場工控設(shè)備(即子級監(jiān)測設(shè)備Z1、Z2......Zn)中，方便現(xiàn)場工作人員操作。
[0023](2)現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心2，主要由監(jiān)測中心操作員21進行操作和維護，將多臺電子束熔煉爐設(shè)備所采集獲得的信號匯集，并提取和存儲到數(shù)據(jù)服務(wù)器(亦即監(jiān)測中心服務(wù)器22，優(yōu)選采用PC總線工控機)，以方便遠程客戶端讀取信號。
[0024](3)遠程監(jiān)測與控制系統(tǒng)3，主要由遠程操作員31、31’或相關(guān)工作人員進行操作和維護，通過遠程客戶端(遠程監(jiān)測電腦)讀取來自現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的用戶權(quán)限，可以遠程操作和控制現(xiàn)場運行的電子束熔煉爐。遠程監(jiān)測電腦可以是臺式電腦32或便攜是手提電腦32’，其上安裝了遠程監(jiān)測客戶端軟件。
[0025]本實用新型的工作原理及過程是:遠程監(jiān)測與控制系統(tǒng)3根據(jù)實時數(shù)據(jù)讀取控件，通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，可以得到現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心系統(tǒng)所實時采集的過程參數(shù)。由于電子束熔煉爐運行過程中的數(shù)據(jù)非常多，遠程監(jiān)測系統(tǒng)不便于對每一個數(shù)據(jù)進行讀取和顯示；也不能讓每一個遠程用戶都具備控制現(xiàn)場設(shè)備的權(quán)限，為了確保設(shè)備安全性，必須要得到授權(quán)才可以遠程控制，否則只具備監(jiān)測和查看的權(quán)限。綜上所述，本實用新型電子束熔煉爐遠程監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能有:關(guān)鍵數(shù)據(jù)實時顯示、報警數(shù)據(jù)處理、報表統(tǒng)計分析和授權(quán)控制操作。這些功能采用編程語言在編程環(huán)境下可以實現(xiàn)，可以靈活安裝于客戶端電腦，并且不需要專用的硬件驅(qū)動支持，因此具有更強的靈活性和可操作性。這些技術(shù)可由現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，此處不贅述。
[0026]上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，包括有一組電子束熔煉爐及對應(yīng)一組用于采集電子束熔煉爐熔煉過程參數(shù)的傳感器；其特征在于還包括: 在熔煉現(xiàn)場對應(yīng)配設(shè)一組用于對各臺電子束熔煉爐實施現(xiàn)場監(jiān)測與控制的子級監(jiān)測設(shè)備； 設(shè)立一現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心，在現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心至少安裝一臺監(jiān)測中心服務(wù)器，用于提取、分析和存儲來自現(xiàn)場子級監(jiān)測設(shè)備所采集的各電子束熔煉爐熔煉過程的參數(shù)信息； 建立一遠程客戶端，在該遠程客戶端設(shè)置一組遠程監(jiān)測設(shè)備； 所述各子級監(jiān)測設(shè)備的信號輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)通訊線接現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心服務(wù)器的輸入端；所述監(jiān)測中心服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)與遠程監(jiān)測設(shè)備通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的監(jiān)測中心服務(wù)器與遠程監(jiān)測設(shè)備間通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。
3.如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述各子級監(jiān)測設(shè)備及現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測中心服務(wù)器設(shè)在企業(yè)局域網(wǎng)范圍內(nèi)，所述各子級監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)測中心服務(wù)器間采用雙絞線或同軸電纜通訊傳輸數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述各監(jiān)測中心服務(wù)器與遠程監(jiān)測設(shè)備間采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求3所述的電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述各子級監(jiān)測設(shè)備與監(jiān)測中心服務(wù)器間聯(lián)接用的數(shù)據(jù)通訊線采用RVVP雙絞屏蔽線。
6.如權(quán)利要求1所述的電子束熔煉爐過程參數(shù)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的監(jiān)測中心服務(wù)器采用PC總線工控機；所述的各子級監(jiān)測設(shè)備采用研華工控機。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)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