專利名稱：一種真空鍍膜設(shè)備的plc虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于真空設(shè)備技術(shù)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
真空鍍膜設(shè)備一般由真空獲得系統(tǒng)、真空測量系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、工藝電源系統(tǒng)(包括直流電源、射頻電源、中頻電源、電子槍電源、離子源等)、 警報(bào)系統(tǒng)組成。不同的真空鍍膜設(shè)備的組成系統(tǒng)具體組成方式都存在差異，在對(duì)發(fā)生改變的設(shè)備部件進(jìn)行控制時(shí)必須對(duì)這些差異重新設(shè)計(jì)控制方式包括硬件和軟件，很容易造成設(shè)計(jì)任務(wù)加大，生產(chǎn)成本增加且也浪費(fèi)時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真空鍍膜設(shè)備使用一套控制系統(tǒng)來適應(yīng)不同外部部件，能降低軟件設(shè)計(jì)任務(wù)， 減少生產(chǎn)成本，從而保證了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于包括PLC、上位機(jī)、外部設(shè)備，其中PLC為主控設(shè)備包括各虛擬設(shè)備和PLC輸入/輸出端口，各虛擬設(shè)備通過PLC輸入/輸出端口接外部設(shè)備；PLC輸入端口接外部設(shè)備的反饋信號(hào)，PLC輸出端口接外部設(shè)備的控制端；上位機(jī)為計(jì)算機(jī)與PLC通訊連接，并控制外部設(shè)備的控制參數(shù)寫入到PLC對(duì)應(yīng)虛擬設(shè)備控制參數(shù)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程與控制。PLC內(nèi)的各虛擬設(shè)備包括8路開關(guān)量輸入端口、8路開關(guān)量輸出端口、4路模擬量輸入端口、2路模擬量輸出端口。在PLC內(nèi)最多可設(shè)置64臺(tái)虛擬設(shè)備。在PLC內(nèi)優(yōu)選可設(shè)置為1 32臺(tái)虛擬設(shè)備。所述PLC輸入/輸出端口由開關(guān)量模塊和模擬量模塊組成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果是1、本實(shí)用新型主要解決更改設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)硬件和軟件的問題，并該方法設(shè)計(jì)簡單，易實(shí)施，主要在PLC內(nèi)采用虛擬化輸入/輸出端口，使工藝流程實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備無關(guān)聯(lián)，保證外部設(shè)備的更改只需簡單地修改配置參數(shù)就能達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。2、本實(shí)用新型真空鍍膜設(shè)備的控制方法，通過使用虛擬設(shè)備參數(shù)尋址方法，主要利用PLC變址技術(shù)將輸入/輸出端口與虛擬設(shè)備的端口建立映射聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)真空鍍膜設(shè)備使用一套控制系統(tǒng)來適應(yīng)不同外部部件，從而保證了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；[0014]圖2為圖1虛擬設(shè)備輸入/輸出端口示意圖；圖3為虛擬設(shè)備輸入/輸出數(shù)據(jù)處理總流程圖；圖4為虛擬設(shè)備輸入數(shù)據(jù)處理流程圖；圖5為虛擬設(shè)備輸出數(shù)據(jù)處理流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于包括PLC、上位機(jī)、外部設(shè)備，其中PLC為主控設(shè)備包括各虛擬設(shè)備和PLC 輸入/輸出端口，各虛擬設(shè)備通過PLC輸入/輸出端口接外部設(shè)備；PLC輸入端口接外部設(shè)備的反饋信號(hào)PLC輸出端口接外部設(shè)備的控制端；上位機(jī)為計(jì)算機(jī)與PLC通訊連接，并控制外部設(shè)備的控制參數(shù)寫入到PLC對(duì)應(yīng)虛擬設(shè)備控制參數(shù)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程與控制。外部設(shè)備包括真空泵、閥、加熱器、沉積電源、質(zhì)量流量控制器的真空?qǐng)?zhí)行部件。PLC內(nèi)最大可設(shè)置64臺(tái)虛擬設(shè)備。PLC內(nèi)優(yōu)選可設(shè)置1 32臺(tái)虛擬設(shè)備，可根據(jù)外圍設(shè)備的需求調(diào)整虛擬設(shè)備的數(shù)量。所述PLC輸入/輸出端口由開關(guān)量模塊和模擬量模塊組成。如圖2所示，為虛擬設(shè)備輸入/輸出端口示意圖。在PLC內(nèi)的各虛擬設(shè)備包括8路開關(guān)量輸入端口 DIl DI8、8路開關(guān)量輸出端口 DOl D08、4路模擬量輸入端口 ADl AD4、2路模擬量輸出端口 DAI、DA2。如圖3所示，為虛擬設(shè)備輸入/輸出數(shù)據(jù)處理總流程圖。該真空鍍膜設(shè)備的PLC 虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟讀取PLC輸入端口數(shù)據(jù)；各虛擬設(shè)備根據(jù)其配置參數(shù)對(duì)PLC輸入端口數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址處理，獲得虛擬設(shè)備的開關(guān)量和/或模擬量數(shù)據(jù)；真空鍍膜工藝流程根據(jù)開關(guān)量和/或模擬量對(duì)各虛擬設(shè)備進(jìn)行控制，通過各虛擬設(shè)備輸出外部設(shè)備所需的開關(guān)量和/或模擬量；各虛擬設(shè)備根據(jù)配置參數(shù)對(duì)其輸出的開關(guān)量和/或模擬量進(jìn)行尋址處理，將其發(fā)送到PLC輸出端口。所述虛擬設(shè)備配置參數(shù)包括虛擬設(shè)備數(shù)量、開關(guān)量數(shù)量、模擬量數(shù)量、PLC輸入/ 輸出端口模塊ID號(hào)、模擬量分辨率、模擬量量程包括電壓0 10V，電流4 20MA，該虛擬設(shè)備配置參數(shù)是根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場設(shè)備的帶載輸入/輸出電流、電壓范圍而對(duì)應(yīng)設(shè)置。如圖4所示，為虛擬設(shè)備輸入數(shù)據(jù)處理流程圖。虛擬設(shè)備開關(guān)量和/或模擬量數(shù)據(jù)輸入尋址處理具體步驟如下讀取PLC開關(guān)量輸入數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)暫存區(qū)；將暫存區(qū)數(shù)據(jù)與虛擬設(shè)備的配置參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果設(shè)置為虛擬設(shè)備的開關(guān)量輸入端口 DI1 DI8狀態(tài)；判斷開關(guān)量個(gè)數(shù)是否小于或等于8，如果大于8，讀取PLC模擬量輸入到數(shù)據(jù)暫存區(qū)，根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將計(jì)算結(jié)果設(shè)為虛擬設(shè)備的模擬量輸入端口 ADl AD4數(shù)據(jù)；然后判斷模擬量個(gè)數(shù)是否小于或等于4，如大于4尋址過程完成。如果模擬量個(gè)數(shù)不大于4時(shí)，返回執(zhí)行參數(shù)運(yùn)算程序步驟。如果開關(guān)量個(gè)數(shù)是小于或等于8，接續(xù)執(zhí)行參數(shù)運(yùn)算程序步驟。所述開關(guān)量輸入狀態(tài)運(yùn)算步驟將暫存區(qū)數(shù)據(jù)與虛擬設(shè)備的配置參數(shù)進(jìn)行“與”運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果與虛擬設(shè)備的配置參數(shù)進(jìn)行比較，如比較結(jié)果相同，將虛擬設(shè)備的開關(guān)量輸入端口 DIl DI8狀態(tài)設(shè)置為1，如果不同，將虛擬設(shè)備的開關(guān)量輸入端口 DIl DI8狀態(tài)設(shè)置為0。所述模擬量輸入狀態(tài)運(yùn)算步驟根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)計(jì)算當(dāng)前模擬量輸入點(diǎn)物理地址，使用變址指令讀取模擬量數(shù)值，將數(shù)值設(shè)置為虛擬設(shè)備的模擬量輸入端口 ADl AD4輸入數(shù)據(jù)。如圖5所示，為虛擬設(shè)備輸出數(shù)據(jù)處理流程圖。虛擬設(shè)備開關(guān)量和/或模擬量數(shù)據(jù)輸出尋址處理具體步驟如下讀取PLC開關(guān)量輸出數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)暫存區(qū)；將暫存區(qū)數(shù)據(jù)、虛擬設(shè)備的配置參數(shù)和虛擬設(shè)備開關(guān)量輸出端口 DOl D08狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算，判斷開關(guān)量個(gè)數(shù)是否小于或等于8，如果個(gè)數(shù)大于8，將運(yùn)算結(jié)果寫入PLC開關(guān)量輸出端口，根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)和虛擬設(shè)備模擬量輸出端口 DAI、DA2數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算， 將運(yùn)算結(jié)果寫入PLC模擬量輸出端口 ；然后判斷模擬量個(gè)數(shù)是否小于或等于2，如個(gè)數(shù)大于 2尋址過程完成。如模擬量個(gè)數(shù)不大于2時(shí)，返回執(zhí)行參數(shù)運(yùn)算程序步驟。如果開關(guān)量個(gè)數(shù)是小于或等于8，接續(xù)執(zhí)行參數(shù)運(yùn)算程序步驟。所述開關(guān)量輸出狀態(tài)運(yùn)算步驟當(dāng)虛擬設(shè)備開關(guān)量輸出端口 DOl D08狀態(tài)為1 時(shí)，根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)計(jì)算當(dāng)前開關(guān)量輸出點(diǎn)在暫存區(qū)的地址，根據(jù)該地址對(duì)暫存區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行置位1操作。當(dāng)虛擬設(shè)備開關(guān)量輸出端口 DOl D08狀態(tài)為0時(shí)，根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)計(jì)算虛擬設(shè)備開關(guān)量輸出點(diǎn)在暫存區(qū)的地址，根據(jù)地址對(duì)暫存區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)位0操作。所述模擬量輸出狀態(tài)運(yùn)算步驟根據(jù)虛擬設(shè)備的配置參數(shù)計(jì)算當(dāng)前模擬量輸入點(diǎn)物理地址，使用變址指令將虛擬設(shè)備的模擬量輸出端口 DA1、DA2數(shù)據(jù)寫入到PLC物理地址。
權(quán)利要求1.一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于包括PLC、上位機(jī)、外部設(shè)備，其中PLC為主控設(shè)備包括各虛擬設(shè)備和PLC輸入/輸出端口，各虛擬設(shè)備通過PLC輸入 /輸出端口接外部設(shè)備；PLC輸入端口接外部設(shè)備的反饋信號(hào)，PLC輸出端口接外部設(shè)備的控制端；上位機(jī)為計(jì)算機(jī)與PLC通訊連接，并控制外部設(shè)備的控制參數(shù)寫入到PLC對(duì)應(yīng)虛擬設(shè)備控制參數(shù)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程與控制。
2.按權(quán)利要求1所述的一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于在 PLC內(nèi)的各虛擬設(shè)備包括8路開關(guān)量輸入端口(DIl DI8)、8路開關(guān)量輸出端口(D01 D08)、4路模擬量輸入端口(ADl AD4)、2路模擬量輸出端口(DAI、DA2)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于 在PLC內(nèi)最多可設(shè)置64臺(tái)虛擬設(shè)備。
4.按權(quán)利要求3所述的一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于在 PLC內(nèi)優(yōu)選可設(shè)置為1 32臺(tái)虛擬設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種真空鍍膜設(shè)備的PLC虛擬設(shè)備控制系統(tǒng)，主要解決更改設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)控制方式的問題，它包括PLC、上位機(jī)、外部設(shè)備，其中PLC為主控設(shè)備包括各虛擬設(shè)備和PLC輸入/輸出端口，各虛擬設(shè)備通過PLC輸入/輸出端口接外部設(shè)備；上位機(jī)為計(jì)算機(jī)與PLC通訊連接，并控制外部設(shè)備的控制參數(shù)寫入到PLC對(duì)應(yīng)虛擬設(shè)備控制參數(shù)區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程與控制；特點(diǎn)是在PLC內(nèi)采用虛擬化輸入/輸出端口，使工藝流程實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備無關(guān)聯(lián)，保證外部設(shè)備的更改只需簡單地修改配置參數(shù)就能達(dá)到控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)真空鍍膜設(shè)備使用一套控制系統(tǒng)來適應(yīng)不同外部部件，從而保證了控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202331148SQ20112044682
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者張華威, 張國棟, 戚暉, 耿達(dá) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器研制中心有限公司