CN115718459A - 热沉真空炉的控制***及方法 - Google Patents

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CN115718459A
CN115718459A CN202310027064.XA CN202310027064A CN115718459A CN 115718459 A CN115718459 A CN 115718459A CN 202310027064 A CN202310027064 A CN 202310027064A CN 115718459 A CN115718459 A CN 115718459A
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CN
China
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module
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furnace
variable
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王长瑞
郑玮巍
陈阳
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Nanjing Ruiwei New Material Technology Co ltd
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Nanjing Ruiwei New Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了热沉真空炉的控制***及方法，能够根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，能够及时对热沉真空炉控制***在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制***实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力，在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行快速预估。

Description

热沉真空炉的控制***及方法
技术领域
本发明涉及一般的控制***领域，特别涉及热沉真空炉的控制***及方法。
背景技术
控制***是指由控制主体、控制客体和***体组成的具有自身目标和功能的管理***，控制***意味着通过它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何感兴趣或可变的量，控制***同时是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的，控制***使被控制对象趋于某种需要的稳定状态，真空炉即在炉腔这一特定空间内利用真空***将炉腔内部分物质排出，使炉腔内压强小于一个标准大气压，炉腔内空间从而实现真空状态，现有热沉真空炉控制***不够全面稳定、功能性以及安全性欠缺、无法在调试阶段快速找出真空炉可能存在的隐患及无法在制备过程中实时控制及动态补偿等使用问题，本发明是为了解决这一问题，提出热沉真空炉的控制***及方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供热沉真空炉的控制***及方法，能够有效解决背景技术中的问题：真空炉即在炉腔这一特定空间内利用真空***将炉腔内部分物质排出，使炉腔内压强小于一个标准大气压，炉腔内空间从而实现真空状态，现有热沉真空炉控制***不够全面稳定、功能性以及安全性欠缺、无法在调试阶段快速找出真空炉可能存在的隐患及无法在制备过程中实时控制及动态补偿等使用问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
热沉真空炉的控制***和方法，其***框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，所述炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，所述数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，所述控制反馈端口用于接受上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；
其中，所述炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，所述温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息
Figure 965879DEST_PATH_IMAGE001
，所述压强采集模块用于实时采集炉内的压强数据信息
Figure 782657DEST_PATH_IMAGE002
，所述熔炼电信号采集模块用于实时采集熔炼炉电信号数据，其中包括熔炼电压
Figure 270007DEST_PATH_IMAGE003
和熔炼电流
Figure 805025DEST_PATH_IMAGE004
,所述冷却源采集模块用于采集冷却源的数据信息，所述炉内数据采集端口还包括数据整理单元和状态确定单元，所述数据整理单元用于对采集的数据进行整理分别储存，所述状态确定单元用于对炉体的运行状态进行确定；
所述数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，所述数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，所述报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，所述异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，所述调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，所述数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，所述状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定，这样根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与***中其他模块之间相连接。
本发明进一步的改进在于，所述控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，所述变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，所述报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，所述数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，所述变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据。
本发明进一步的改进在于，所述异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，所述异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，所述当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据
Figure 262289DEST_PATH_IMAGE005
，同时提取安全范围内的数据
Figure 199152DEST_PATH_IMAGE006
，对
Figure 156324DEST_PATH_IMAGE007
中不属于
Figure 37692DEST_PATH_IMAGE008
的变量取出获得集合
Figure 3374DEST_PATH_IMAGE009
，集合
Figure 762121DEST_PATH_IMAGE010
内部变量即为当前危险变量，所述蔓延危险变量数据的提取策略为：取实时获得的测量数据
Figure 686214DEST_PATH_IMAGE011
和前
Figure 930245DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 870257DEST_PATH_IMAGE013
的测量数据
Figure 109608DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 844084DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 434465DEST_PATH_IMAGE012
设置为1-2s，求其两个时间间隔的变量的变化率，
Figure 7529DEST_PATH_IMAGE016
Figure 12306DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 278202DEST_PATH_IMAGE018
，这样当
Figure 496825DEST_PATH_IMAGE019
中的对应元素大于等于
Figure 513061DEST_PATH_IMAGE020
中的对应元素，且该元素在
Figure 258163DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 68862DEST_PATH_IMAGE020
中的值均大于安全变化率
Figure 633835DEST_PATH_IMAGE021
时，则该时刻该变量数据设为蔓延危险变量。
本发明进一步的改进在于，所述异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，所述当前危险值
Figure 424068DEST_PATH_IMAGE022
的计算公式
Figure 522211DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 270856DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 691167DEST_PATH_IMAGE025
中最接近
Figure 675304DEST_PATH_IMAGE026
的值，
Figure 270364DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 16341DEST_PATH_IMAGE028
中最接近
Figure 431273DEST_PATH_IMAGE029
的值，
Figure 953521DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 636044DEST_PATH_IMAGE031
中最接近
Figure 585546DEST_PATH_IMAGE032
的值，
Figure 81249DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 781090DEST_PATH_IMAGE034
中最接近
Figure 944218DEST_PATH_IMAGE035
的值，所述蔓延危险值
Figure 444381DEST_PATH_IMAGE036
的计算公式为：
Figure 958539DEST_PATH_IMAGE037
，其中i为在
Figure 697956DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 214126DEST_PATH_IMAGE020
中的第i项，所述报警系数计算模块中包括报警系数的计算策略，所述报警系数P的计算策略公式为
Figure 646376DEST_PATH_IMAGE039
，由此计算出报警系数与报警阈值比较，四舍五入取其比值，比值为n，则为n级报警，这样根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与***中其他模块之间相连接，能够及时对热沉真空炉控制***在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制***实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。
本发明进一步的改进在于，所述调节值计算模块中包括调节值计算策略，所述调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制***对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制***控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率，这样在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。
本发明进一步的改进在于，所述冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，所述冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，所述冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，所述冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据。
本发明进一步的改进在于，所述控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与***中其他模块之间相连接，能够及时对热沉真空炉控制***在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制***实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。
本发明在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。
附图说明
图1为本发明热沉真空炉的控制***的整体框架示意图。
图2为本发明热沉真空炉的控制***的信息传输示意图。
图3为本发明热沉真空炉的控制方法的整体流程框架示意图。
图4为本发明热沉真空炉的控制***的冷却液采集模块框架示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一号”、“二号”、“三号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
本实施例根据炉内温度、气压等参数的实时显示，对炉内状态进行实时监控，并能够调用温度控制子单元、真空度控制子单元和上下位机通讯子单元多种模组，报警反馈单元始终与***中其他模块之间相连接，能够及时对热沉真空炉控制***在工作过程中由于炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响时，做出最及时的监控和准确的警报等级反馈，有助于整个热沉真空炉控制***实现实时控制及动态补偿，有效提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力，具体方案为，如图1－图4所示，热沉真空炉的控制***及方法，其***框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，控制反馈端口用于接收上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；
其中，炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息
Figure 382250DEST_PATH_IMAGE001
，压强采集模块用于实时采集炉内的压强数据信息
Figure 158314DEST_PATH_IMAGE040
，熔炼电信号采集模块用于实时采集熔炼炉电信号数据，其中包括熔炼电压
Figure 296035DEST_PATH_IMAGE003
和熔炼电流,冷却源采集模块用于采集冷却源的数据信息，炉内数据采集端口还包括数据整理单元和状态确定单元，数据整理单元用于对采集的数据进行整理分别储存，状态确定单元用于对炉体的运行状态进行确定；
数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定；
在本实施例中，控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据；
在本实施例中，异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据
Figure 928879DEST_PATH_IMAGE041
，同时提取安全范围内的数据
Figure 230678DEST_PATH_IMAGE042
，对
Figure 93590DEST_PATH_IMAGE007
中不属于
Figure 85817DEST_PATH_IMAGE008
的变量取出获得集合
Figure 358405DEST_PATH_IMAGE009
，集合
Figure 944238DEST_PATH_IMAGE010
内部变量即为当前危险变量；
在本实施例中，异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，当前危险值
Figure 688203DEST_PATH_IMAGE043
的计算公式
Figure 174417DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 244004DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 815668DEST_PATH_IMAGE025
中最接近
Figure 35428DEST_PATH_IMAGE026
的值，
Figure 2247DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 356917DEST_PATH_IMAGE028
中最接近
Figure 182922DEST_PATH_IMAGE029
的值，
Figure 32804DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 588550DEST_PATH_IMAGE031
中最接近
Figure 344148DEST_PATH_IMAGE032
的值，
Figure 483880DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 638918DEST_PATH_IMAGE034
中最接近
Figure 924537DEST_PATH_IMAGE035
的值；报警系数计算模块中包括报警系数的计算策略，报警系数P的计算策略公式为
Figure 739784DEST_PATH_IMAGE044
，由此计算出报警系数与报警阈值比较，四舍五入取其比值，比值为n，则为n级报警；
在本实施例中，冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据；
在本实施例中，调节值计算模块中包括调节值计算策略，调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制***对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制***控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率。
在本实施例中，控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。
实施例2
实施例2在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力，具体方案为，如图1－图4所示，热沉真空炉的控制***和方法，其***框架包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，控制反馈端口用于接受上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；
其中，炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息
Figure 868277DEST_PATH_IMAGE001
，压强采集模块用于实时采集炉内的压强数据信息
Figure 295847DEST_PATH_IMAGE040
，熔炼电信号采集模块用于实时采集熔炼炉电信号数据，其中包括熔炼电压
Figure 459807DEST_PATH_IMAGE003
和熔炼电流,冷却源采集模块用于采集冷却源的数据信息，炉内数据采集端口还包括数据整理单元和状态确定单元，数据整理单元用于对采集的数据进行整理分别储存，状态确定单元用于对炉体的运行状态进行确定；
数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定。
在本实施例中，控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，变量输入模块用于接受上位机发出的控制变量数据。
在本实施例中，异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据
Figure 947420DEST_PATH_IMAGE005
，同时提取安全范围内的数据
Figure 297630DEST_PATH_IMAGE006
，对
Figure 433951DEST_PATH_IMAGE007
中不属于
Figure 225320DEST_PATH_IMAGE008
的变量取出获得集合
Figure 149414DEST_PATH_IMAGE009
，集合
Figure 485455DEST_PATH_IMAGE010
内部变量即为当前危险变量，蔓延危险变量数据的提取策略为：取实时获得的测量数据
Figure 130194DEST_PATH_IMAGE011
和前
Figure 369546DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 963076DEST_PATH_IMAGE013
的测量数据
Figure 163244DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 736308DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 865719DEST_PATH_IMAGE012
设置为1-2s，求其两个时间间隔的变量的变化率，
Figure 741402DEST_PATH_IMAGE045
Figure 819079DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 428790DEST_PATH_IMAGE018
，这样当
Figure 518100DEST_PATH_IMAGE019
中的对应元素大于等于
Figure 689318DEST_PATH_IMAGE020
中的对应元素，且该元素在
Figure 159352DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 339797DEST_PATH_IMAGE020
中的值均大于安全变化率
Figure 844466DEST_PATH_IMAGE021
时，则该时刻该变量数据设为蔓延危险变量。
在本实施例中，异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，当前危险值
Figure 327531DEST_PATH_IMAGE043
的计算公式
Figure 848642DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 489837DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 943952DEST_PATH_IMAGE025
中最接近
Figure 96454DEST_PATH_IMAGE026
的值，
Figure 104861DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 361530DEST_PATH_IMAGE028
中最接近
Figure 138993DEST_PATH_IMAGE029
的值，
Figure 727975DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 489258DEST_PATH_IMAGE031
中最接近
Figure 923519DEST_PATH_IMAGE032
的值，
Figure 493172DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 613575DEST_PATH_IMAGE034
中最接近
Figure 241914DEST_PATH_IMAGE046
的值，蔓延危险值
Figure 840386DEST_PATH_IMAGE036
的计算公式为：
Figure 123599DEST_PATH_IMAGE037
，其中i为在
Figure 382280DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 259100DEST_PATH_IMAGE020
中的第i项，报警系数计算模块中包括报警系数的计算策略，报警系数P的计算策略公式为
Figure 661263DEST_PATH_IMAGE039
，由此计算出报警系数与报警阈值比较，四舍五入取其比值，比值为n，则为n级报警。
在本实施例中，调节值计算模块中包括调节值计算策略，调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制***对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制***控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率。
在本实施例中，冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据。
在本实施例中，控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。
通过本实施例能够实现：炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据，将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取，结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输，根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数，调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警在监控炉内状态参数超标以及真空炉工作安全受到影响的基础上，对数据进行整理，将数据代入异常数据演变模型中计算，得出异常数据的演变过程，对于在未来短时间内会对真空炉工作安全造成影响的蔓延危险变量进行提取，有利于对风险进行预估，更加有效的提升生产执行自动化水平和产品品质控制能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述控制***包括炉内数据采集端口、数据处理端口和控制反馈端口，所述炉内数据采集端口用于实时采集炉体内部的信息数据，所述数据处理端口用于结合炉内数据采集情况对采集的数据进行处理，并对异常值和报警系数进行确定，所述控制反馈端口用于接收上位机的控制指令的同时，通过PLC调节变量值的输入，同时进行风险的报警；
其中，所述炉内数据采集端口包括温度采集模块、压强采集模块、熔炼电信号采集模块和冷却源采集模块，所述温度采集模块用于实时采集炉内的温度数据信息
Figure 874316DEST_PATH_IMAGE001
，所述压强采集模块用于实时采集炉内的压强数据信息
Figure 46802DEST_PATH_IMAGE002
，所述熔炼电信号采集模块用于实时采集熔炼炉电信号数据，其中包括熔炼电压
Figure 751847DEST_PATH_IMAGE003
和熔炼电流
Figure 422999DEST_PATH_IMAGE004
,所述冷却源采集模块用于采集冷却源的数据信息，所述炉内数据采集端口还包括数据整理单元和状态确定单元，所述数据整理单元用于对采集的数据进行整理分别储存，所述状态确定单元用于对炉体的运行状态进行确定；
所述数据处理端口包括数据提取模块、报警系数计算模块、异常值确定模块、调节值计算模块、数据传输模块和状态测定模块，所述数据提取模块用于对炉内数据采集端口采集的数据进行提取，所述报警系数计算模块用于对报警系数进行计算确定，所述异常值确定模块用于对采集数据中的异常值进行确定提取，并将数据传输至蔓延数据模型，对当前和蔓延危险进行确定和提取，所述调节值计算模块用于对调节异常数据至安全范围的调节值进行计算，所述数据传输模块用于数据在各个端口之间的互相传输，所述状态测定模块用于对真空炉的工作状态进行实时测定。
2.根据权利要求1所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述控制反馈端口包括变量控制模块、报警模块、数据核对模块和变量输入模块，所述变量控制模块用于根据上位机的控制和调节值数据情况控制炉体的对应数据，所述报警模块用于根据报警系数的值进行报警等级的发布，所述数据核对模块用于对上位机变量输入值进行数据核对，对变量输入值中的异常值发回上位机确认，所述变量输入模块用于接收上位机发出的控制变量数据。
3.根据权利要求2所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述异常值确定模块包括异常值提取单元、当前危险确定单元和蔓延危险确定单元，所述异常值提取单元用于提取当前和蔓延危险变量数据，所述当前危险变量数据的提取策略为：提取炉内数据采集端口实时获得的测量数据
Figure 409541DEST_PATH_IMAGE005
，同时提取安全范围内的数据
Figure 685802DEST_PATH_IMAGE006
，对
Figure 230921DEST_PATH_IMAGE007
中不属于
Figure 467999DEST_PATH_IMAGE008
的变量取出获得集合
Figure 507499DEST_PATH_IMAGE009
，集合
Figure 687201DEST_PATH_IMAGE010
内部变量即为当前危险变量。
4.根据权利要求3所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述蔓延危险变量数据的提取策略为：取实时获得的测量数据
Figure 888375DEST_PATH_IMAGE011
和前
Figure 19273DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 331306DEST_PATH_IMAGE013
的测量数据
Figure 893743DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 469081DEST_PATH_IMAGE015
，其中
Figure 352855DEST_PATH_IMAGE012
设置为1-2s，求其两个时间间隔的变量的变化率，
Figure 734157DEST_PATH_IMAGE016
Figure 888452DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 775636DEST_PATH_IMAGE018
，这样当
Figure 599236DEST_PATH_IMAGE019
中的对应元素大于等于
Figure 95814DEST_PATH_IMAGE020
中的对应元素，且该元素在
Figure 603150DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 317028DEST_PATH_IMAGE020
中的值均大于安全变化率
Figure 930719DEST_PATH_IMAGE021
时，则该时刻该变量数据设为蔓延危险变量。
5.根据权利要求4所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述异常值提取单元中还包括当前危险值和蔓延危险值的计算策略，所述当前危险值
Figure 591507DEST_PATH_IMAGE022
的计算公式
Figure 218929DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 369287DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure 275801DEST_PATH_IMAGE025
中最接近
Figure 287751DEST_PATH_IMAGE026
的值，
Figure 18946DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 795666DEST_PATH_IMAGE028
中最接近
Figure 612312DEST_PATH_IMAGE029
的值，
Figure 427953DEST_PATH_IMAGE030
为
Figure 590818DEST_PATH_IMAGE031
中最接近
Figure 348559DEST_PATH_IMAGE032
的值，
Figure 606496DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 209516DEST_PATH_IMAGE034
中最接近
Figure 167501DEST_PATH_IMAGE035
的值，所述蔓延危险值
Figure 643613DEST_PATH_IMAGE036
的计算公式为：
Figure 700430DEST_PATH_IMAGE037
，其中i为在
Figure 90829DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 854386DEST_PATH_IMAGE020
中的第i项，所述报警系数计算模块中包括报警系数的计算策略，所述报警系数P的计算策略公式为
Figure 439082DEST_PATH_IMAGE039
，由此计算出报警系数与报警阈值比较，四舍五入取其比值，比值为n，则为n级报警。
6.根据权利要求5所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述冷却源采集模块包括冷却源流速单元、冷却源余量单元和冷却源温度单元，所述冷却源流速单元用于采集冷却源流速的数据，所述冷却源余量单元用于采集冷却源的余量数据，所述冷却源温度单元用于采集冷却源的温度数据。
7.根据权利要求6所述的热沉真空炉的控制***，其特征在于：所述调节值计算模块中包括调节值计算策略，所述调节值计算策略包括以下具体步骤：首先将需要调节的值按照当前危险变量和蔓延危险变量进行分类，对于当前危险变量直接使用PLC控制***对控制指定的模块其变量峰值进行调节，将其峰值调节在当前变量安全范围内，对于当前危险变量直接使用PLC控制***控制指定的模块对其变化速率进行调节，使其变化速率低于安全变化速率。
8.热沉真空炉的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下具体步骤：1）炉内数据采集端口实时采集热沉真空炉中的特征变量数据，并且接受上位机和变量控制模块输入的控制数据；2）将数据结合炉体内部环境的状态，对数据进行整理，并对数据中的异常值进行提取；3）结合异常数据的演变过程，确定数据的当前危险值和蔓延危险值，并对异常数据进行提取传输；4）根据异常数据、当前危险值和蔓延危险值的情况，确定调节值和报警系数；5）调节值传输至变量控制模块，变量控制模块通过PLC调节变量的输入，同时通过报警模块结合报警系数向上位机报警。
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CN116136674A (zh) * 2023-04-20 2023-05-19 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 一种基于物联网远程控制的真空感应炉控制***

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