邢 星，羅建巖，賈志淳，于占東，于 震，付 瑩

(1.渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.遼寧省智能真空冶金裝備設(shè)計(jì)與制造工程技術(shù)研究中心，遼寧 錦州 121013)

0 引 言

隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的革新，人們的生活需要和物質(zhì)追求日漸提高，因此對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)對(duì)綠色制造也提高了標(biāo)準(zhǔn)。而綠色、高效的現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展緊密地依賴高品質(zhì)金屬材料技術(shù)的發(fā)展。雖然中國(guó)是金屬材料大國(guó)，金屬產(chǎn)量占據(jù)世界前列，但還不是金屬材料強(qiáng)國(guó)[1]。相比于國(guó)外高質(zhì)量金屬材料產(chǎn)業(yè)，中國(guó)高品質(zhì)的金屬材料研發(fā)的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有差距，主要表現(xiàn)在創(chuàng)新能力不強(qiáng)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利成果不多，核心技術(shù)受制于人，應(yīng)用開(kāi)發(fā)較落后，成果轉(zhuǎn)化率低；高性能、高附加值的產(chǎn)品相對(duì)較少，高品質(zhì)金屬材料的產(chǎn)學(xué)研一體化程度不高，高品質(zhì)金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)集成能力差，難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。加工技術(shù)及裝備制造水平低，資源和能源利用率低，高品質(zhì)金屬材料產(chǎn)業(yè)還未從根本上實(shí)現(xiàn)由資源密集型向技術(shù)密集型、勞動(dòng)密集型向高效經(jīng)濟(jì)型的轉(zhuǎn)變。

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革大勢(shì)下，全球新材料產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大調(diào)整。新材料與信息、能源、生物等高技術(shù)加速融合，互聯(lián)網(wǎng)+、材料基因組計(jì)劃、增材制造等新技術(shù)新模式蓬勃興起，新材料創(chuàng)新步伐持續(xù)加快，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。在此大背景下，中國(guó)高度重視新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前通過(guò)綱領(lǐng)性文件、指導(dǎo)性文件、規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)與任務(wù)等構(gòu)筑起新材料發(fā)展政策金字塔，予以全產(chǎn)業(yè)鏈、全方位的指導(dǎo)。為了促進(jìn)高質(zhì)高效的綠色生產(chǎn)，真空冶金技術(shù)獲得蓬勃的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用[2]。真空冶金是指在小于大氣壓下進(jìn)行的冶金作業(yè)，真空冶金的應(yīng)用是建立在真空技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)上的，具備對(duì)環(huán)境無(wú)污染或極少污染、流程短、占地面積小、基建投資少、能源和原材料消耗少及金屬回收率高且不易氧化、簡(jiǎn)化勞動(dòng)作業(yè)條件等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)70年代至80年代間，真空熱處理技術(shù)主要應(yīng)用于油氣淬火。在此之后真空熱處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，真空熱處理技術(shù)不斷進(jìn)步，與之相關(guān)的各種設(shè)備和裝置不斷發(fā)展并日漸增多。

目前，中國(guó)已能自主生產(chǎn)種類繁多的真空泵、真空閥、真空儀表等真空熱處理技術(shù)的主要設(shè)備以及其他的配套設(shè)備，并在質(zhì)量和性能上趕超國(guó)外同類產(chǎn)品。真空冶金裝備主要包括真空熱處理爐、真空感應(yīng)熔煉爐、真空蒸餾爐等?，F(xiàn)有的真空熱處理設(shè)備存在操作繁瑣和安全隱患大等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了真空熱處理設(shè)備的發(fā)展與普及。針對(duì)真空熱處理設(shè)備的這些問(wèn)題，文中提出了一種智能真空熱處理爐的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了Modbus、WebSocket等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了本地設(shè)備、服務(wù)器和客戶端之間的數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)通訊，在保留設(shè)備的本地控制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了真空熱處理設(shè)備的遠(yuǎn)程操控和管理，大大降低了真空熱處理設(shè)備操作的復(fù)雜性。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中將設(shè)備和人員分離，保障了操作人員的人身安全，間接降低了安全隱患。

1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備、服務(wù)器、客戶端三者之間的數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)通訊并提高系統(tǒng)的實(shí)用性，方便完善和擴(kuò)展業(yè)務(wù)，設(shè)計(jì)了如圖1所示的系統(tǒng)架構(gòu)[3]。智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分為設(shè)備控制層、數(shù)據(jù)傳輸層、云端服務(wù)層和遠(yuǎn)程控制層四部分[4]。設(shè)備控制層負(fù)責(zé)真空熱處理爐的控制，包括溫度控制、真空控制、工藝流程控制等設(shè)備層的控制；數(shù)據(jù)傳輸層是數(shù)據(jù)傳輸模塊，將采集到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，負(fù)責(zé)設(shè)備控制層和云端服務(wù)層的數(shù)據(jù)傳輸和通訊；云端服務(wù)層是基于云技術(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控和管理平臺(tái)；而遠(yuǎn)程控制層則負(fù)責(zé)系統(tǒng)與用戶的交互。數(shù)據(jù)通過(guò)固定協(xié)議逐層傳遞以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通訊。

圖1 智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.1 設(shè)備控制層

設(shè)備控制層包括本地集中控制單元、保障子系統(tǒng)、真空子系統(tǒng)、加熱子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng)、整機(jī)HMI、整機(jī)操作面板以及遠(yuǎn)程溫控表等。設(shè)備控制層的架構(gòu)如圖2所示。

圖2 設(shè)備控制層架構(gòu)

可編程控制器(PLC)組建本地集中控制單元用于協(xié)調(diào)各部分工作、接收本地和遠(yuǎn)程的操作指令、執(zhí)行熱處理控制、實(shí)現(xiàn)連鎖保護(hù)功能。整機(jī)HMI和整機(jī)操作面板用于現(xiàn)場(chǎng)的人機(jī)操作、超級(jí)用戶登錄、普通用戶登錄、用戶管理登錄、系統(tǒng)狀態(tài)面板顯示、流程控制、分段單元控制操作設(shè)置、固定流程操作等。各子系統(tǒng)通過(guò)不同的繼電器與本地控制器相連，受可編程控制器控制并向控制單元反饋水壓、真空度、溫度等重要信息，用于實(shí)現(xiàn)加熱工件、溫度控制、自適應(yīng)加熱物料及工況、真空的建立與保持、誤操作保護(hù)、報(bào)警等功能。

本地集中控制單元與整機(jī)HMI和遠(yuǎn)程溫控表之間采用Modbus-RTU通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。Modbus通訊協(xié)議采用主從式的通信模式，只允許在控制器和終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)往來(lái)，而不允許獨(dú)立的設(shè)備之間相互交換數(shù)據(jù)[5]。Modbus-RTU通信協(xié)議采用二進(jìn)制的表現(xiàn)形式具有緊湊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和較高的通信效率。Modbus-RTU使用數(shù)據(jù)幀的形式實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求和響應(yīng)[6]，其通訊格式如表1所示。

表1 Modbus-RTU通訊數(shù)據(jù)幀格式

當(dāng)主機(jī)需要從機(jī)執(zhí)行任務(wù)時(shí)向從機(jī)發(fā)送請(qǐng)求，先將從機(jī)地址存入地址域，將該任務(wù)所對(duì)應(yīng)的代碼及執(zhí)行該功能所必須的數(shù)據(jù)分別存入功能域和數(shù)據(jù)域，錯(cuò)誤校驗(yàn)域包含兩個(gè)8位字符，其內(nèi)容是通過(guò)對(duì)消息內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè)方法得出。Modbus通過(guò)請(qǐng)求內(nèi)所封裝的地址找到對(duì)應(yīng)從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收請(qǐng)求時(shí)重新計(jì)算錯(cuò)誤校驗(yàn)域內(nèi)的冗余循環(huán)碼，并與錯(cuò)誤校驗(yàn)域內(nèi)的冗余循環(huán)碼進(jìn)行比較，若兩者不同說(shuō)明請(qǐng)求有誤不予執(zhí)行，這樣就避免了在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)異常而導(dǎo)致的從機(jī)錯(cuò)誤操作；若相同則根據(jù)功能域內(nèi)的代碼執(zhí)行任務(wù)。從機(jī)執(zhí)行任務(wù)后給主機(jī)返回響應(yīng)。從機(jī)將地址存入地址域表明信息來(lái)源，將其執(zhí)行功能的代碼存入功能域，將從機(jī)執(zhí)行動(dòng)作或從機(jī)采集的返回信息存入數(shù)據(jù)域，計(jì)算信息的冗余循環(huán)碼存入錯(cuò)誤校驗(yàn)域用于主機(jī)接收響應(yīng)時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)[7]。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸層

數(shù)據(jù)傳輸層由數(shù)據(jù)傳輸中轉(zhuǎn)站構(gòu)成，使用串口通訊將采集到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)設(shè)備控制層與云端服務(wù)層的通訊與數(shù)據(jù)傳輸。串口通信部分基于幀的傳輸思想，即工控機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)以幀為單位，一幀一幀發(fā)送，設(shè)備接收到一幀數(shù)據(jù)之后，要有一個(gè)應(yīng)答，應(yīng)答時(shí)，把設(shè)備的狀態(tài)順便發(fā)送給工控機(jī)。工控機(jī)接收到設(shè)備的狀態(tài)后，在本地備份一份，以便當(dāng)云端連接以后，向云端傳輸設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)(或者云端不連接的時(shí)候，工控機(jī)沒(méi)有任何動(dòng)作，直到云端連接之后，才開(kāi)始與設(shè)備通信)。串口通訊的傳輸格式如表2所示。

表2 串口通訊的傳輸格式

在工控機(jī)啟動(dòng)并初始化完成之后，向設(shè)備發(fā)出握手幀，此時(shí)設(shè)備要比對(duì)設(shè)備編碼是否一致，一致則產(chǎn)生令牌碼，不一致就返回錯(cuò)誤，不接受控制。

數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，下位機(jī)接收到報(bào)文的順序如下：

(1)接收握手報(bào)文；(2)下載數(shù)據(jù)指令(設(shè)置溫度曲線)；(3)開(kāi)始運(yùn)行指令；(4)關(guān)閉設(shè)備指令。

1.3 云端服務(wù)層

智能真空熱處理爐的云端服務(wù)層是基于Windows操作系統(tǒng)，使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，采用B/S程序架構(gòu)，使用Struts，Hibernate，Spring開(kāi)發(fā)框架和Tomcat和MySQL等技術(shù)開(kāi)發(fā)的基于云技術(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控和管理平臺(tái)。由于智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)與從機(jī)之間是一對(duì)多的關(guān)系，在這種關(guān)系下為了實(shí)現(xiàn)智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程客戶端對(duì)從機(jī)設(shè)備的監(jiān)控與管理，智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的云端服務(wù)層采用B/S架構(gòu)。

B/S架構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，這種模式將系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)核心部分放在服務(wù)器上，統(tǒng)一了客戶端，通過(guò)這種方式可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用。由于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)核心被放在服務(wù)器上，客戶端得到極大的簡(jiǎn)化，在服務(wù)器上安裝SQL Server、Oracle、MySQL等數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶機(jī)只需要一個(gè)瀏覽器，用戶就可以使用瀏覽器通過(guò)Web Server同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。B/S架構(gòu)采取瀏覽器請(qǐng)求和瀏覽器響應(yīng)的工作模式[8]。用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Internet上由Web服務(wù)器產(chǎn)生的文本、數(shù)據(jù)、圖片、動(dòng)畫、視頻和聲音等信息。大量的數(shù)據(jù)實(shí)際上被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，每一個(gè)Web服務(wù)器可以通過(guò)使用各種方式與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接。圖3所示的是B/S架構(gòu)的運(yùn)行原理，其工作流程如下：

圖3 B/S架構(gòu)的工作原理

(1)客戶端發(fā)送請(qǐng)求：用戶在客戶端提交表單，發(fā)送請(qǐng)求，等待服務(wù)器響應(yīng)；

(2)服務(wù)器端處理請(qǐng)求：服務(wù)器接收請(qǐng)求并處理，使用服務(wù)器端技術(shù)處理請(qǐng)求數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生響應(yīng)；

(3)服務(wù)器端發(fā)送響應(yīng)：服務(wù)器端把客戶端請(qǐng)求的數(shù)據(jù)返回給瀏覽器；

(4)顯示頁(yè)面：瀏覽器解釋并執(zhí)行HTML文件，呈現(xiàn)用戶頁(yè)面。

B/S架構(gòu)底層支持TCP/IP協(xié)議，可以做到Web網(wǎng)和局域網(wǎng)的連接，因此不存在異構(gòu)系統(tǒng)的連接問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和重用性。精簡(jiǎn)的客戶端使得系統(tǒng)的開(kāi)放性得到極大的改善，系統(tǒng)對(duì)將要訪問(wèn)系統(tǒng)的用戶數(shù)量的限度有所提升。使用B/S架構(gòu)，系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展變得更加集中和容易[9]。

1.4 遠(yuǎn)程控制層

遠(yuǎn)程控制層是智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端，負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行交互，使用戶實(shí)時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行控制與管理[10]。對(duì)于智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，通信實(shí)時(shí)性是一項(xiàng)最重要的指標(biāo)。服務(wù)器接收到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后，需要即刻將數(shù)據(jù)推送到客戶端，實(shí)時(shí)刷新客戶端的數(shù)據(jù)，使用戶實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的狀態(tài)和信息，從而使異常發(fā)生時(shí)，用戶能夠在第一時(shí)間掌握設(shè)備信息與運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間做出反應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)通訊，使用輪詢和長(zhǎng)連接都無(wú)法滿足智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的需要。輪詢是在設(shè)定的時(shí)間間隔由瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求，若服務(wù)器有新信息則由響應(yīng)帶回。這種方法需要服務(wù)器具有很快的處理速度和資源。長(zhǎng)連接也是使用輪詢的方式，采用阻塞模型，即瀏覽器發(fā)起連接后，會(huì)一直等待，直到有新信息返回，然后客戶端再次建立連接。這種方法需要有很高的并發(fā)。這兩種方式都太過(guò)被動(dòng)，只能由客戶端詢問(wèn)服務(wù)器，而服務(wù)器不能主動(dòng)聯(lián)系客戶端，因此選擇了采用WebSocket實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊[11-12]。

2 功能設(shè)計(jì)

智能真空熱處理爐監(jiān)控系統(tǒng)的流程如圖4所示。圖4的左邊是智能真空熱處理爐的啟動(dòng)流程，圖4的右邊是智能真空熱處理爐的停止流程。

圖4 智能真空熱處理爐監(jiān)控系統(tǒng)的流程

通過(guò)對(duì)真空熱處理爐的生產(chǎn)和管理過(guò)程中的需求分析，抽離出幾個(gè)功能模塊。這幾個(gè)模塊之間相互獨(dú)立，且耦合度較低，有利于系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)展，同時(shí)能提高開(kāi)發(fā)效率[13-15]。如圖5所示，系統(tǒng)劃分為系統(tǒng)管理、設(shè)備管理、工藝管理和監(jiān)控報(bào)警四個(gè)功能模塊。

圖5 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理包括用戶管理、權(quán)限管理和編碼維護(hù)三個(gè)功能。用戶管理負(fù)責(zé)管理用戶的添加、刪除、修改等功能。權(quán)限管理用于修改用戶權(quán)限。編碼維護(hù)用于設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于云平臺(tái)的多用戶系統(tǒng)[16-18]，用戶基于權(quán)限進(jìn)行劃分，賦予不同的用戶以不同的操作權(quán)限。用戶分為普通用戶、超級(jí)用戶和系統(tǒng)管理員。普通用戶使用設(shè)備面板進(jìn)行操作時(shí)，需要遠(yuǎn)程訪問(wèn)通過(guò)后，才可以啟動(dòng)本地設(shè)備。超級(jí)用戶登陸時(shí)，經(jīng)本地控制器核實(shí)，可以直接啟動(dòng)。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)增添、刪除用戶，修改用戶權(quán)限和系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

2.2 設(shè)備管理

設(shè)備管理功能模塊作為智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能模塊之一，包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程控制和溫度曲線對(duì)比三個(gè)主要功能。設(shè)備狀態(tài)管理負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)(開(kāi)關(guān)量)、實(shí)際溫度曲線、功率曲線、設(shè)備工作狀態(tài)(自動(dòng)狀態(tài)或手動(dòng)狀態(tài))及系統(tǒng)推送等內(nèi)容。設(shè)備遠(yuǎn)程控制負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制設(shè)備的啟動(dòng)和停止。溫度曲線對(duì)比可查看用戶設(shè)置的溫度曲線和設(shè)備。

2.3 工藝管理

工藝管理是智能真空熱處理爐生產(chǎn)和加工過(guò)程中最重要的一環(huán)。智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工藝管理功能模塊包含溫度曲線設(shè)置和溫度曲線查看兩個(gè)主要功能。用戶通過(guò)溫度曲線控制功能設(shè)置設(shè)備的溫控曲線，使用該功能用戶可以任意添加和修改升溫、降溫的溫度曲線控制段。溫度曲線查看功能可查看用戶設(shè)置的溫度曲線，用戶確認(rèn)無(wú)誤后，下載溫度先到本機(jī)設(shè)備，當(dāng)溫控?cái)?shù)據(jù)完成準(zhǔn)備即可進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)。

2.4 監(jiān)控報(bào)警

監(jiān)控報(bào)警提供了設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常報(bào)警和消息推送等功能[19-20]。通過(guò)該功能模塊，用戶可以更好地掌握智能真空熱處理爐的狀態(tài)，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)監(jiān)控報(bào)警可以更快地通知用戶或管理人員，提示異常并及時(shí)采取相應(yīng)的措施，保障設(shè)備和人身安全。

智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控報(bào)警功能的報(bào)警內(nèi)容如下：

(1)水壓傳感器，水壓正常為0，當(dāng)欠壓時(shí)，報(bào)警停機(jī)。

(2)電力電子模塊溫度傳感器，溫度正常為0，當(dāng)過(guò)溫時(shí)，報(bào)警停機(jī)。

(3)加熱電源過(guò)壓，電壓正常為0，過(guò)壓=1，停機(jī)報(bào)警。

(4)加熱電源欠壓，電壓正常為0，欠壓=1，停機(jī)報(bào)警。

(5)加熱電源過(guò)流，電流正常為0，過(guò)流=1，停機(jī)報(bào)警。

(6)加熱電源進(jìn)入容性區(qū)，感性負(fù)載為0，容性負(fù)載=1，容性負(fù)載時(shí)停機(jī)報(bào)警。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分，運(yùn)用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，選擇Tomcat9作為系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)使用MySQL，使用SSH框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)。硬件部分選擇使用西門子S7-200作為本地控制單元的可編程邏輯控制器，使用Eview ET070作為人機(jī)交互的觸摸屏。按照第2節(jié)所介紹的架構(gòu)方式所搭建的智能真空熱處理爐如圖6所示。

圖6 智能真空熱處理爐

智能真空熱處理爐可由工業(yè)觸屏進(jìn)行本地操作或使用上位PC進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。用戶通過(guò)本地觸屏或遠(yuǎn)程PC設(shè)置設(shè)備的溫控曲線，用戶可以任意添加和修改升溫、降溫的溫度曲線控制段。用戶設(shè)置的溫度曲線和實(shí)際的溫度曲線均可在遠(yuǎn)程的PC端進(jìn)行查看。用戶可在遠(yuǎn)程的控制端對(duì)設(shè)備進(jìn)行工藝管理、設(shè)備管理和物料管理等操作。用戶也可在遠(yuǎn)程控制端監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度和功率，可進(jìn)行設(shè)備開(kāi)關(guān)、操控模式切換、動(dòng)力電斷和、繼電器開(kāi)關(guān)、機(jī)械泵開(kāi)關(guān)、循環(huán)水泵開(kāi)關(guān)、真空閥開(kāi)關(guān)、控制切換以及模式切換等操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了智能真空熱處理爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，有效地避免了傳統(tǒng)真空熱處理設(shè)備的安全隱患，同時(shí)有效地降低了真空熱處理設(shè)備操作的復(fù)雜性。實(shí)現(xiàn)了真空熱處理爐智能化的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和操控。通過(guò)本系統(tǒng)真空熱處理爐的生產(chǎn)過(guò)程擺脫了本地操作的約束，將人與機(jī)器分離，提高真空熱處理爐的安全性能，規(guī)避了生產(chǎn)過(guò)程中可能的風(fēng)險(xiǎn)。