CN101424945A - 一种生产线设备的控制装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产线设备的控制装置，所述生产线设备包括多个受控器件，所述控制装置位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：配置模块，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；调度模块，包括读取子模块和线程维护子模块，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；至少一个功能控制模块，包括序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。本发明可以在降低成本的基础上，减小开发和维护难度，提高模块控制的灵活性，保证生产线设备的高效运行。

Description

一种生产线设备的控制装置及控制系统

技术领域

本发明涉及设备工艺控制领域，特别是涉及一种生产线设备的控制装置及应用这种控制装置的生产线设备控制系统。

背景技术

生产线设备是现代生活中完成各类产品生产、制造或工艺过程不可缺少的硬件设备，为尽可能降低成本及提高效率，对于生产线设备均配置有相应的控制系统以控制生产线设备的运行。

参考图1所示的现有技术中常用的生产线设备控制系统的结构示意图，这种控制系统包括：工控机11和PLC控制器12。公知的是，工控机(Industrial Personal Computer，IPC)是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行；PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。在这个控制系统中，工控机11可以通过通讯卡111与多个PLC控制器12进行通讯。各个PLC控制器12分别与生产线设备中相应的受控器件13相连，并分别单独编程，根据每一个单独的功能对受控器件13进行独立、自动地循环控制。例如，在In-line PECVD设备(在线镀膜型等离子增强化学气相沉积设备)的控制系统中，可以设置6个PLC控制器分别针对装载台、预热腔、反应腔、冷却腔、卸载腔和回收装置的直接进行控制，即生产线设备的所有功能控制均在PLC控制器12内部实现。在实际中，工控机控制PLC控制器的逻辑相对简单，一般只传递启动、停止的命令以控制PLC控制器的启动运行和停止运行，及监控PLC控制器的运行状态是否正常。

这种现有的控制系统存在以下缺陷：

首先，因为PLC控制器一般都采用硬件实现，必将导致硬件搭建成本和维护成本增加的问题；再者，由于工控机与PLC控制器的通讯只采用了相对简单的逻辑，信息交互较少，不能实现所有功能、过程状态的全部信息的控制，因而控制的灵活性很小；此外，这种工控机-通讯卡-PLC控制器-受控器件的通讯过程较为复杂，当某一PLC控制器所控制功能的性能出现瓶颈时，将对控制系统整体造成巨大的影响，从而导致运行效率较低的问题；并且，当需要对某一功能修改时，需要通过对相应的PLC控制器编程来实现，因而需要单独维护的模块多，版本控制困难，在器件变更等操作中实现也比较困难，在实际中开发的难度较大。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种生产线设备的控制机制，用以在降低成本的基础上，减小开发和维护难度，提高模块控制的灵活性，保证生产线设备的高效运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产线设备的控制装置及控制系统，用以在降低成本的基础上，减小开发和维护难度，提高模块控制的灵活性，保证生产线设备的高效运行。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种生产线设备的控制装置，所述生产线设备包括多个受控器件，所述控制装置位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：

配置模块，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块，包括读取子模块和线程维护子模块，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；

至少一个功能控制模块，包括序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

优选的，所述调度模块还包括：退出控制子模块，用于控制功能控制模块退出运行状态，并停止退出运行状态的功能控制模块的线程。

优选的，所述调度模块还包括：高效控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过相应的预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息。

优选的，所述调度模块还包括：运行状态控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息。

优选的，所述生产线设备为等离子增强化学气相沉积设备，所述装置包括以下功能控制模块：

预热腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

反应腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：

冷却腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

载板传动功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

优选的，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还包括：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

本发明实施例还公开了一种生产线设备的控制系统，所述生产线设备包括多个受控器件，所述控制系统包括：

工控机，用于控制生产线设备运行；

通讯卡，位于工控机中，用于在工控机与生产线设备的受控器件之间进行通讯；

控制装置，位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：

配置模块，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块，包括读取子模块和线程维护子模块，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；以及，

至少一个功能控制模块，包括序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

优选的，所述调度模块还包括：退出控制子模块，用于控制功能控制模块退出运行状态，并停止退出运行状态的功能控制模块的线程。

优选的，所述调度模块还包括：高效控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过相应的预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息。

优选的，所述调度模块还包括：运行状态控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息。

优选的，所述生产线设备为等离子增强化学气相沉积设备，所述控制装置包括以下功能控制模块：

预热腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

反应腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：

冷却腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

载板传动功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

优选的，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还包括：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用软件控制方式代替现有控制系统的硬件控制方式，在现有的工控机上部署控制软件装置，利用该装置和通讯卡进行信息传输通讯控制，并通过通讯卡直接和生产线设备的各个受控器件相连。该控制软件装置不仅降低了成本，还使得需求的变更及版本的控制跟踪方便；并能灵活配置驱动受控器件完成相应功能的功能控制模块，使各类功能的实现可灵活配置，不仅增加了控制的灵活性，还增加了程序的易用性，减少了开发和维护的难度；同时使得各功能模块可以相互协作，解决了模块间的交互问题，提高了生产线设备的运行效率。

再者，本发明还可以在控制过程中监控各模块的协调工作状态，并通过报警提示获知独立模块在系统中的协作能力。在出现报警提示后可以得知模块在哪个执行环节出错，以及在何时的运行不够高效等信息，使技术人员可以有针对性地调节相关模块的功能的处理参数和方法，从而达到实现功能的基础上系统的效率最高，克服系统瓶颈无法获知、难以调整的技术缺陷。

附图说明

图1是现有技术中常用的生产线设备控制系统的结构示意图；

图2是本发明的一种生产线设备的控制装置实施例1的结构图；

图3是一种In-line PECVD设备的结构示意图；

图4是应用本发明控制装置实施例1的一种In-line PECVD设备中调度模块工作过程示意图；

图5是本发明的一种生产线设备的控制装置实施例2的结构图；

图6是应用本发明控制装置实施例2的一种In-line PECVD设备中调度模块工作过程示意图；

图7是本发明实施例中预热腔功能模块的一种动作执行过程的步骤流程图；

图8示出了本发明的一种生产线设备的控制系统实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本发明实施例的核心构思之一在于：将现有技术的硬件控制方式改为软件控制方式，即在工控机上部署控制装置，利用该装置和通讯卡进行信息传输通讯控制，并通过通讯卡直接和生产线设备的各个受控器件相连。该控制装置以较小成本简单实现了PLC控制器的功能，并能灵活配置驱动受控器件完成相应功能的功能控制模块，有效提高了控制的灵活性。

参考图2，示出了本发明的一种生产线设备的控制装置实施例1的结构图，所述生产线设备包括多个受控器件，所述控制装置位于工控机中，通过通讯卡和所述生产线设备的各个受控器件相连，所述控制装置可以包括以下模块：

配置模块201，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块202，包括读取子模块2021和线程维护子模块2022，所述读取子模块2021用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块2022用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；以及，

至少一个功能控制模块203，包括序列执行子模块2031，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下以一种用于制备晶硅太阳能电池的PECVD设备为例来说明本发明实施例。

目前制备晶硅太阳能电池多采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺。而在晶硅太阳能电池制造设备中，PECVD设备多采用在线型镀膜技术(In-line PECVD，在线镀膜型等离子增强化学气相沉积设备)。参考图3所示的In-line PECVD设备的结构示意图，In-line PECVD设备一般包括若干个真空密闭腔室，即图中的预热腔1、反应腔2和冷却腔3，打开抽真空的阀门6，及真空密闭腔室的门阀G1、G2、G3和G4的配合作用，即可保持所述预热腔1、反应腔2和冷却腔3中的真空状态；该设备还包括装片台7和卸片台8、载板回收装置9。这种In-line PECVD设备的工作流程如x1—x9所示的载板搬运方向，主要包括以下步骤：

步骤S1、将硅片4放置于载板5上；

步骤S2、将载板5搬运(通过辊轮或机械手等自动装置)到预热腔1中，在预热腔1进行载板5的预热处理流程，加热载板5和硅片4；将载板5搬运到工艺腔2中，进行沉积工艺。反应完成后将载板5搬运到冷却腔3中进行冷却处理，然后将载板5搬运到卸片台8上，将加工完成的硅片4取走；

步骤S3、载板5通过自动搬运装置9返回装片台7。

由于在生产线设备中，完成某项功能涉及多个受控器件的参与，各个受控器件也可能参与到多项功能实现中，当多个功能的实现涉及相关受控器件的交互时，例如，对于预热腔、反应腔和冷却腔而言，存在真空压力平衡、传送装置同步、各受控器件间门开关的交互问题，这种交互处理将极大的影响生产线设备的运行效率。

针对这个问题，本发明采用配置模块配置各功能控制模块所执行的动作及执行序列，使各受控器件相互协作，从而提高生产线设备的运行效率。如配置模块配置各功能控制模块所执行的动作及执行序列的一种示例为：

配置预热腔功能控制模块执行：F11传片、F12加热、F13抽真空、F14充大气、F15送片的动作序列；

配置反应腔功能控制模块执行：F21传片、F22加热、F23抽真空、F24工艺、F25吹扫、F26送片的动作序列：

配置冷却腔功能控制模块执行：F31传片、F32冷却、F33抽真空、F34充大气、F35送片的动作序列；

配置载板传动功能控制模块执行：F41载板装载、F42载板卸载、F43载板回收的动作序列。

在具体实现中，可以根据实际需求任意配置功能控制模块不同的执行动作及执行序列，例如，在上述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块及冷却腔功能控制模块的动作序列中添加送片后的传片动作；或者，改变反应腔功能控制模块中F24工艺和F25吹扫动作的先后顺序等、本发明对此无需加以限制。本发明正是通过这种功能控制模块的可配置性设计，从而方便功能的增删及控制次序的调整，有效提高了控制的灵活性和有效性。

在完成配置后启动调度模块，其读取子模块会根据制造需求、工艺需求或测试需求等从配置模块读取当前所需的功能控制模块，及所需的执行动作及执行序列；然后通过线程维护子模块针对该功能控制模块维护相应的线程。如图4所示的In-line PECVD设备中调度模块工作过程示意图，具体可以包括以下步骤：

步骤401、启动调度模块；

步骤402、从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；

假设在本例中读取上述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块、冷却腔功能控制模块、载板传动功能控制模块的执行动作及执行序列；下一步则可以针对各功能控制模块分别启动及维护相应的线程，具体为：

步骤403a、维护预热腔功能控制模块的线程T1；

步骤403b、维护反应腔功能控制模块的线程T2；

步骤403c、维护冷却腔功能控制模块的线程T3；

步骤403d、维护载板传动功能控制模块的线程T4。

在实际中，本领域技术人员采用任一种线程维护方式都是可行的，例如，进一步配置线程的优先级，建立线程组等，本发明对此无需加以限制。

在这种情况下，各功能控制模块的序列执行子模块即可在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。例如，预热腔功能控制模块的序列执行子模块，在线程T1中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作序列；反应腔功能控制模块的序列执行子模块，在线程T2中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作序列：冷却腔功能控制模块的序列执行子模块，在线程T3中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作序列；载板传动功能控制模块的序列执行子模块，在线程T4中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作序列。

从功能控制模块控制底层的结构来看，在本发明实施例中，每一个功能控制模块均可设置驱动层、物理层和功能层；其中，驱动层用于与通讯卡进行信息传输通讯，实现生产线设备中相应受控器件的功能驱动；物理层用于按功能对驱动层进行封装，即按功能集成受控器件；功能层用于实现功能的逻辑控制，完成规定的动作序列。

参考图5，示出了本发明的一种生产线设备的控制装置实施例2的结构图，所述生产线设备包括多个受控器件，所述控制装置位于工控机中，通过通讯卡和所述生产线设备的各个受控器件相连，所述控制装置可以包括以下模块：

配置模块501，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块502，包括以下子模块：

读取子模块5021，用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；

线程维护子模块5022，用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；以及，

退出控制子模块5023，用于在功能控制模块退出运行状态时，停止所述功能控制模块的线程；

高效控制子模块5024，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过相应的预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息；

运行状态控制子模块5025，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息；

该控制模块还包括至少一个功能控制模块503，包括序列执行子模块5031，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

本实施例与图2所示实施例的区别在于，本实施例进一步增加了：控制功能控制模块退出运行状态并停止相应线程的退出控制子模块；监控生产线设备运行是否高效的高效控制子模块及监控生产线设备运行是否正常的运行状态控制子模块，用以在控制过程中监控各模块的协调工作状态，并通过报警提示获知独立模块在系统中的协作能力。在出现报警提示后可以得知模块在哪个执行环节出错，以及在何时的运行不够高效等信息，使技术人员可以有针对性地调节相关模块的功能的处理参数和方法，从而达到实现功能的基础上系统的效率最高，克服系统瓶颈无法获知、难以调整的技术缺陷，进一步保证生产线设备的高效运行。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述退出控制子模块、高效控制子模块和运行状态控制子模块可以根据实际情况任意选用，如单选其一，或两两组合均是可行的，本实施例旨在说明一种较为优选的情况。

参考图6所示的In-line PECVD设备中调度模块工作过程示意图，具体可以包括以下步骤：

步骤601、启动调度模块；

步骤602、从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；

假设在本例中读取上述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块、冷却腔功能控制模块、载板传动功能控制模块的执行动作及执行序列；下一步则可以针对各功能控制模块分别启动及维护相应的线程，具体为：

步骤603a、维护预热腔功能控制模块的线程T1；

步骤603b、维护反应腔功能控制模块的线程T2；

步骤603c、维护冷却腔功能控制模块的线程T3；

步骤603d、维护载板传动功能控制模块的线程T4。

在这种情况下，各功能控制模块的序列执行子模块即可在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。例如，所述预热腔功能控制模块的序列执行子模块，即可在线程T1中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；所述反应腔功能控制模块的序列执行子模块，即可在线程T2中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：所述冷却腔功能控制模块的序列执行子模块，即可在线程T3中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；所述载板传动功能控制模块的序列执行子模块，即可在线程T4中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

步骤604、判断各功能控制模块的运行状态是否正常，即在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列是否出错，若是，则执行步骤609；否则执行下一步；

步骤605、判断各功能控制模块的运行是否高效，即在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间是否超过预设时间阈值，若是，则执行步骤609；否则执行下一步；

所述时间阈值可以由配置模块进行配置。

步骤606、判断是否要控制功能控制模块退出运行状态，若是，则执行步骤607；否则，返回步骤604；

在实际中，可以控制某一个、某几个或全部功能控制模块退出运行状态，在本例中假设为控制全部功能控制模块退出运动状态。另外，在返回步骤604时，还可以根据具体情况设置一定的延时，如10ms。

步骤607、分别针对所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块、冷却腔功能控制模块和载板传动功能控制模块设置退出状态参数mExit＝1，表示当前功能控制模块退出运行；并执行步骤608；

步骤608、停止线程T1、T2、T3和T4；在这种情况下，整个调度模块停止。

步骤609、进行报警处理，产生报警信息或提示信息。

作为本发明的一种优选实施例，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还可以包括以下子模块：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

以下结合图7所示的预热腔功能模块的动作执行过程对本发明实施例进一步说明。假设调度模块所读取的动作执行序列为：F11传片、F12加热、F13抽真空、F14送片、F15充大气，控制该预热腔功能控制模块执行的过程为：

步骤701、启动预热腔功能控制模块；

步骤702、预置所述预热腔功能控制模块的高效标识位为高效状态，即iTranfer＝1；

步骤703、读取所述预热腔功能控制模块的退出状态参数，判断当前模块是否退出运行，若是，则执行步骤704退出运行；否则执行下一步；

步骤705、检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则直接执行步骤710；否则；执行步骤706；

步骤706、等待一定时间，如10ms；

步骤707、判断等待是否超过用于评价模块是否高效运行的时间阈值，如60ms；若是，则执行步骤708将高效标识位更改为非高效状态，即iTranfer＝0；否则执行步骤709将高效标识位维护在高效状态，即iTranfer＝1，并执行下一步；

步骤710、执行F11传片、F12加热、F13抽真空的动作序列；

由于序列是下一个动作是送片，因而在下一步启动送片前的检查。

步骤711、检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则直接执行步骤716；否则执行步骤712；

步骤712、等待一定时间，如10ms；

步骤713、判断等待是否超过用于评价模块是否高效运行的时间阈值，如60ms；若是，则执行步骤714将高效标识位更改为非高效状态，即iTranfer＝0；否则执行步骤715将高效标识位维护在高效状态，即iTranfer＝1，并执行下一步；

步骤716、继续执行F14送片、F15充大气的动作序列；

步骤717、校验F11传片、F12加热、F13抽真空、F14送片、F15充大气的动作执行是否正常，若是则返回步骤703；否则执行步骤718，设置运行状态参数为不正常状态，并等待报警子模块进行报警处理。

综上，本发明采用软件控制方式代替现有控制系统中必须采用PLC控制器来进行的硬件控制方式，不仅降低了成本，还使得需求的变更及版本的控制跟踪方便；并且，对于各类功能的实现可灵活配置，不仅使控制的灵活性增强，还增加了程序的易用性，减少了开发和维护的难度；并可以在调度过程中监控模块的协调工作状态，通过报警获知独立模块在系统中的协作能力。当获得模块的缺陷时，可通过参数进行系统的调优，达到实现功能的基础上系统的效率最高，克服系统瓶颈无法获知、难以调整的技术缺陷。

需要说明的是，对于前述的各步骤流程，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

参考图8，示出了本发明的一种生产线设备的控制系统实施例的结构图，所述生产线设备包括多个受控器件84，所述控制系统可以包括：

工控机81，用于控制生产线设备运行；

通讯卡82，位于工控机中，用于在工控机与生产线设备的受控器件之间进行通讯；

控制装置83，位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：

配置模块831，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块832，包括读取子模块8321和线程维护子模块8322，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；以及，

至少一个功能控制模块833，包括序列执行子模块8331，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

作为另一实施例，所述调度模块832还可以包括以下子模块：

退出控制子模块8323，用于控制功能控制模块退出运行状态，并停止退出运行状态的功能控制模块的线程。

和/或，高效控制子模块8324，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息。

和/或，运行状态控制子模块8325，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息。

作为一种示例，当所述生产线设备为等离子增强化学气相沉积设备(PECVD)时，所述控制装置可以包括以下功能控制模块：

预热腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

反应腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：

冷却腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

载板传动功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

优选的是，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还可以包括：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

需要说明的是，本发明的工控机可以为任一种生产线设备的主控计算机，通讯卡可以采用任一种实现主控计算机与受控器件信息交互的通讯器件，本发明对此不作限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种生产线设备的控制装置及应用这种控制装置的生产线设备控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1、一种生产线设备的控制装置，所述生产线设备包括多个受控器件，其特征在于，所述控制装置位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：

配置模块，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块，包括读取子模块和线程维护子模块，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；

至少一个功能控制模块，包括序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：退出控制子模块，用于控制功能控制模块退出运行状态，并停止退出运行状态的功能控制模块的线程。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：高效控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过相应的预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：运行状态控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息。

5、如权利要求1、2、3或4所述的装置，其特征在于，所述生产线设备为等离子增强化学气相沉积设备，所述装置包括以下功能控制模块：

预热腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

反应腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：

冷却腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

载板传动功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还包括：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

7、一种生产线设备的控制系统，所述生产线设备包括多个受控器件，其特征在于，所述控制系统包括：

工控机，用于控制生产线设备运行；

通讯卡，位于工控机中，用于在工控机与生产线设备的受控器件之间进行通讯；

控制装置，位于工控机中，通过通讯卡和各个受控器件相连，所述控制装置包括：

配置模块，用于配置各功能控制模块驱动受控器件所执行的动作及执行序列；

调度模块，包括读取子模块和线程维护子模块，所述读取子模块用于从配置模块读取所需功能控制模块的执行动作及执行序列；所述线程维护子模块用于针对各个功能控制模块维护相应的线程；以及，

至少一个功能控制模块，包括序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件按照所述执行动作及执行序列运行。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：退出控制子模块，用于控制功能控制模块退出运行状态，并停止退出运行状态的功能控制模块的线程。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：高效控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列的时间超过相应的预设时间阈值时，产生报警信息或提示信息。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调度模块还包括：运行状态控制子模块，用于在功能控制模块执行某个动作、某几个动作或整个动作序列出错时，产生报警信息或提示信息。

11、如权利要求7、8、9或10所述的装置，其特征在于，所述生产线设备为等离子增强化学气相沉积设备，所述控制装置包括以下功能控制模块：

预热腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

反应腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、加热、抽真空、工艺、吹扫、送片的动作组合成的序列：

冷却腔功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：传片、冷却、抽真空、充大气、送片的动作组合成的序列；

载板传动功能控制模块，其中的序列执行子模块，用于在相应的线程中驱动相应的受控器件执行：载板装载、载板卸载、载板回收的动作组合成的序列。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述预热腔功能控制模块、反应腔功能控制模块或者冷却腔功能控制模块还包括：

传片前检查子模块，用于在执行传片动作前，检测相应的受控器件是否满足传片动作执行条件，若是，则执行所述传片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足传片动作执行条件；

送片前检查子模块，用于在执行送片动作前，检测相应的受控器件是否满足送片动作执行条件，若是，则执行所述送片动作；否则，等待一定时间，直到相应的受控器件满足送片动作执行条件。

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