CN109511210A - 具有消耗品识别的等离子处理系统 - Google Patents

Abstract

一种等离子处理系统包括炬，该炬具有消耗品。气体压力调节器包括输入压力传感器，该输入压力传感器被配置成用于感测该气体压力调节器的输入压力。气体导管将气体从该气体压力调节器供应至该炬。控制器被可操作地连接至该气体压力调节器，以从该输入压力传感器接收输入压力信号并且向该气体压力调节器提供控制信号以控制该气体压力调节器的操作并设定该气体压力调节器的输出压力。该控制器被配置成基于该气体压力调节器的输入压力和提供至该气体压力调节器的控制信号二者来识别消耗品。

Description

具有消耗品识别的等离子处理系统

发明背景

技术领域

本发明的实施例涉及采用炬的等离子处理系统，炬在其内具有消耗品。

背景技术

等离子炬可以用于在工件上进行等离子处理操作，例如切割或熔刮操作。这些炬包括可以在使用一段时间之后或者为使得消耗品的安培额定值与有待进行的等离子处理相匹配而进行更换的多种不同的消耗品。实例消耗品包括电极、涡流环、喷嘴、固持帽、和防护帽。消耗品通常成包括这些消耗品中的两个或两个以上的组地安装。例如，更换用电极、涡流环、以及喷嘴(所有这些都具有相同的安培额定值)可能一起被同时安装在炬上。

单个炬可以利用具有不同安培额定值(诸如50A、100A等)的消耗品。如果在较高安培值等离子处理中使用具有过低安培额定值的消耗品，则可能损坏消耗品并可能损坏炬，从而导致增加的费用和停机时间。因此，用来检测消耗品针对等离子操作恰当地还是不恰当地确定大小的能力将是有益的。

发明内容

下面的概述呈现了简化的概述，以提供对本文所讨论的装置、系统和/或方法的一些方面的基本理解。本概述不是本文所讨论的装置、系统和/或方法的广泛的综述。其并不旨在识别关键的元件或划定这类装置、系统和/或方法的范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细的说明的序言。

根据本发明的一方面，提供一种等离子处理系统。等离子处理系统包括炬，并且炬包括消耗品。气体压力调节器包括输入压力传感器，输入压力传感器被配置成用于感测气体压力调节器的输入压力。气体导管将气体从气体压力调节器供应至炬。控制器被可操作地连接至气体压力调节器，以从输入压力传感器接收输入压力信号并且向气体压力调节器提供控制信号以控制气体压力调节器的操作并设定气体压力调节器的输出压力。控制器被配置成基于气体压力调节器的输入压力和提供至气体压力调节器的控制信号二者来识别消耗品。等离子处理系统可以包括存储器，存储器是控制器可访问的，其中，存储器存储气体压力调节器的输入压力与所述位置信号的相应的位置信号水平之间的相关性。在某些实施例中，气体压力调节器可以包括比例阀，控制信号是比例阀的位置信号。等离子处理系统可以进一步包括输出压力传感器，输出压力传感器在气体压力调节器下游、并且被配置成用于感测气体压力调节器的输出压力，其中，控制器被可操作地连接至输出压力传感器，以从输出压力传感器接收输出压力信号，并且其中，控制器被配置成基于气体压力调节器的输入压力、被提供至气体压力调节器的控制信号、以及气体压力调节器的输出压力来识别消耗品。在某些实施例中，控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生控制信号。等离子处理系统可以进一步包括用户接口，用户接口被可操作地连接至控制器，其中，当消耗品的安培额定值不与等离子处理操作的安培值水平相匹配时，用户接口显示警报消息。在某些实施例中，消耗品是涡流环，在某些实施例中，消耗品包括涡流环和喷嘴。在某些实施例中，被提供至气体压力调节器的控制信号具有占空比，并且控制器被配置成基于气体压力调节器的输入压力以及控制信号的占空比来识别消耗品。

根据本发明的另一个方面，提供一种等离子处理系统。等离子处理系统包括炬。炬包括安装在炬上的消耗品。气体压力调节器包括比例阀和在比例阀下游的压力传感器。气体导管将气体从气体压力调节器供应至炬。控制器被可操作地连接至气体压力调节器，以从压力传感器接收压力信号并且向气体压力调节器提供位置信号以控制比例阀的操作并设定气体压力调节器的输出压力。存储器是控制器可访问的、并且存储预期的消耗品参数。控制器被配置成基于比例阀的位置来确定安装在炬上的消耗品是否对应于预期的消耗品参数。在某些实施例中，控制器从位置信号确定比例阀的位置。等离子处理系统可以包括输入压力传感器，输入压力传感器被配置成用于感测气体压力调节器的输入压力，其中，控制器被可操作地连接至输入压力传感器以从输入压力传感器接收输入压力信号，并且其中，控制器被配置成基于位置信号和输入压力信号来确定安装在炬上的消耗品是否对应于预期的消耗品参数。在某些实施例中，控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生位置信号。等离子处理系统可以包括用户接口，用户接口被可操作地连接至控制器，其中，当消耗品的安培额定值不与等离子处理操作的安培值水平相匹配时，用户接口显示警报消息。在某些实施例中，消耗品包括涡流环。在某些实施例中，被提供至气体压力调节器的位置信号具有占空比，并且控制器被配置成基于位置信号的占空比来确定安装在炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。在某些实施例中，提供至气体压力调节器的位置信号具有量级，并且控制器被配置成基于位置信号的量级来确定安装在炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。

根据另一个方面，提供一种用于进行等离子操作的等离子处理系统。等离子处理系统包括炬。炬包括安装在炬上的消耗品。气体压力调节器包括比例阀和在比例阀下游的压力传感器。气体导管将气体从气体压力调节器供应至炬。控制器被可操作地连接至气体压力调节器，以从压力传感器接收压力信号并且向气体压力调节器提供位置信号以控制比例阀的操作并设定气体压力调节器的输出压力。控制器被配置成基于比例阀的位置来识别消耗品，并且被配置成用于当消耗品的安培额定值不与等离子操作的安培值水平相匹配时产生警报输出。在某些实施例中，控制器从位置信号确定比例阀的位置。等离子处理系统可以包括输入压力传感器，输入压力传感器被配置成用于感测气体压力调节器的输入压力，其中，控制器被可操作地连接至输入压力传感器以从输入压力传感器接收输入压力信号，并且其中，控制器被配置成基于位置信号和输入压力信号来识别消耗品。等离子处理系统可以进一步包括存储器，存储器是控制器可访问的，其中，存储器与消耗品的参数相关联地存储气体压力调节器的输入压力与所述位置信号的相应的位置信号水平之间的相关性。等离子处理系统可以包括用户接口，用户接口被可操作地连接至控制器，其中用户接口基于警报输出显示警报消息，并且其中，控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生位置信号。

附图说明

图1示出实例等离子切割系统；

图2示出等离子炬的一部分；

图3是等离子切割系统的示意图；并且

图4是流程图；并且

图5是实例控制器的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及等离子处理系统。现在将参照附图描述本发明，其中相同的附图标记通篇被用来指代相同的要素。将理解的是，各种附图不必以彼此按比例的方式来绘制，在给定的附图内也同样是这样，并且特别地，部件的尺寸被任意地绘制，以便于对附图加以理解。在以下说明中，出于解释的目的，阐述了多个具体的细节以便提供对本发明的全面理解。然而，可能明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。此外，本发明的其他实施例是可能的并且能够以除了如所描述的方式之外的方式来实践和实施本发明。在描述本发明中使用的术语和短语是出于促进对本发明的理解的目的，并且不应该被认为是限制性的。

本文中描述了一种可以自动地识别安装在等离子处理系统的炬中的消耗品中的一种或多种消耗品的等离子处理系统，例如等离子切割或熔刮设备。例如，等离子处理系统可以验证在炬上安装了正确的消耗品或消耗品组，或者确定安装了不正确的消耗品或消耗品组。在某些实施例中，等离子处理系统可以确定安装在炬上的消耗品(多个)是否与对于有待进行的特定等离子操作是正确的预期消耗品(或与消耗品相关联的参数)相匹配。如果确定当前安装在炬上的是不正确的消耗品，则等离子处理系统可以向等离子处理系统的用户产生警告和/或阻止等离子操作继续进行。

图1示出了示例性等离子处理系统100，例如等离子切割系统。系统100含有电力供应器10，电力供应器包括壳体12，壳体带有连接的炬组件14。壳体12包括用于控制等离子电弧炬的多个不同的常规部件，诸如电力供应器电子器件、等离子启动电路、气体压力调节器、输入和输出电连接器和气体连接器、控制器、电路板等。炬组件14附接至壳体12的前侧16。炬组件14内包括多个电连接器，以用于将炬端部18内的电极和喷嘴连接至壳体12内的电连接器。针对导引电弧和工作电弧可以提供多个分开的电通路，其中切换元件被提供在壳体12内。炬组件14内还存在气体导管以用于将变成等离子电弧的气体传递至炬的端头。多个不同的用户接口装置20(诸如按钮、开关、刻度盘、指示器、显示器等)连同多个不同的电连接器和气体连接器一起，可以提供在壳体12上。

应理解的是，图1中展示的壳体12不过是可以采用本文中所披露的发明概念的多个方面的等离子装置的单个实例。相应地，以上的总体披露和描述不应被理解为以任何方式限制可以采用本文中所披露的发明概念的等离子装置的类型或大小。

如图1所示，炬组件14在一端处包括连接器22以用于附接至壳体12的匹配连接器23。在以这样的方式连接时，连接了穿过炬组件14的软管部分24的多个电与气体通路，以便使炬200的相关部分与壳体12内的相关部分相连接。图1所示的炬200具有连接器201并且是手持类型的，但是炬200可以是机械化或自动化类型的。炬200的一般构造(诸如手柄、触发器等)可以类似于已知的炬构造并且不必在此进行详细描述。然而，炬200的、有助于进行切割目的的电弧的产生和维持的多个部件位于炬端部18内，并且在以下将更详细地讨论这些部件中的一些部件。确切地讲，以下将讨论的这些部件中的一些部件包括诸如炬电极、涡流环、喷嘴、固持帽、以及防护帽等消耗品。

图2描绘了具有已知构造的示例性炬头部200a的截面。应注意，为清晰起见，炬头部200a的这些部件中的一些部件未示出。如图所示，炬头部200a包括阴极本体203，电极205电联接至该阴极本体。电极205被插入喷嘴213的内部空腔中，其中喷嘴213坐在涡流环211中，该涡流环联接至隔离器结构209，该隔离器结构将该涡流环、喷嘴等与阴极本体203隔离。喷嘴213被固持帽组件217a-c保持在位。

电极205可以具有螺纹部分，该螺纹部分将电极螺纹连接到阴极本体203中。电极205还可以包括铪插入件207，该铪插入件被插入电极的远端中。普遍已知的是，等离子射流/电弧从这个铪插入件207开始，该铪插入件在电极205的远端的平坦的表面上居中。

炬头部200a还包括喷嘴213，该喷嘴具有喉部，在切割期间等离子射流被导引穿过该喉部。涡流环211具有小排气孔，这些小排气孔将等离子气体转换成旋涡流(swirlingvortex)，该旋涡流通过喷嘴喉部离开炬。炬头部200a还可以包括防护帽215，该防护帽覆盖喷嘴213。在等离子操作期间，防护气体可以在防护帽215与喷嘴213之间流动、并且可以从防护帽中的孔口219排出。

图3是等离子处理系统100的示意图，并且具体地是电力供应器10的示意图。该电力供应器从电源300(诸如商用电源或发电机)接收电力。电力供应器10内的电力电子器件302和其他电气部件/电路利用输入电力以已知的方式在切割、熔刮等期间产生等离子，在此不需要详细描述。

电力供应器10还被连接至加压气体源304，诸如车间空气或压缩气体罐。加压气体用于从炬200产生等离子射流。电力供应器10内的气体压力调节器306将输入气体压力减小至可用的气体压力。加压气体源304可以具有基本上恒定的压力，或具有常压范围。例如，电力供应器10可以被连接至车间空气源，该车间空气源具有在大约90psi至150psi之间的常压范围。气体压力调节器306可以将输入气体的压力减小至可用的压力水平，无论该压力是90psi、150psi、或是其之间的某个压力水平。对于不同的等离子操作或所安装的消耗品，可用的气体压力可以不同。例如，较高电流等离子操作(例如100A)可能利用与较低电流等离子操作(例如50A)不同的来自气体压力调节器的输出压力。来自气体压力调节器306的输出气体压力实例范围是45psi至55psi。

在实例实施例中，气体压力调节器306包括比例阀308以将输入气体压力减小至适用于有待进行的等离子操作的可用压力。比例阀308典型地包括可移动的阀柱，该可移动的阀柱基于该阀柱的位置和阀中的可调节孔口的相应的尺寸减小流动穿过压力调节器306的气体的压力。阀柱的位置可以由具有线圈的螺线管310和附接至阀柱的弹簧偏置的柱塞进行控制。基于施加至螺线管310的位置信号312的水平，可以设定和/或调整调节器306内阀柱的位置，并且因此设定和/或调整输出压力。可以向螺线管施加多种不同类型的位置信号，诸如电压(例如0V至24V)或电流(例如4mA至20mA)水平，或该螺线管可以例如基于周期性波形的占空比(0％至100％)来控制。在某些实施例中，控制或位置信号312可以仅仅是通过气体压力调节器306内的处理电路转换成相应的定位信号的值或数字。尽管已经在比例阀的背景下描述了气体压力调节器306，但仍可以在电力供应器10中采用其他类型的气体压力调节器，例如像电动阀。

电力供应器10包括控制器314，该控制器被可操作地连接至气体压力调节器306。控制器314向气体压力调节器306提供控制信号312以控制气体压力调节器的操作并且设定调节器的输出压力。控制器314可以是电子控制器并且可以包括处理器。控制器314可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑电路等等中的一者或多者。控制器314可以包括存储致使控制器提供在本文中赋予它的功能的程序指令的存储器部分316(例如，RAM或ROM)。存储器部分316可以是控制器314的一部分或是控制器可访问的单独的装置。控制器314可以包括多个物理上分开的电路或电子装置，诸如与单独的比较器、逻辑电路等组合的处理器。然而，为了便于解释，控制器314被示出为单片装置。在某些实施例中，除了对气体压力调节器306的操作进行控制之外，控制器314还可以控制电力供应器10中的电力电子器件302的操作，以因而控制等离子处理操作。

控制器314还控制截止阀318的操作，该截止阀可以是位于压力调节器306上游的常闭的电磁阀。控制器314经由截止阀318可以控制炬200的气体供应。因此，控制器314可以控制炬200的气体供应和所递送的气体的压力二者。

压力调节器306包括位于比例阀308上游的输入压力传感器320。输入压力传感器320感测调节器306的输入气体压力(例如，车间空气的压力)、并且产生相应的输入压力信号。控制器314被可操作地连接至压力调节器306以从输入压力传感器320接收输入压力信号、并且监测供应至电力供应器10的气体的压力。压力调节器306还包括位于比例阀308下游的输出压力传感器322。输出压力传感器322感测调节器306与炬200之间的输出气体压力、并且产生相应的输出压力信号。控制器314被可操作地连接至压力调节器306以从输出压力传感器322接收输出压力信号、并且监测供应至炬200的气体的压力。因此，控制器306可以监测供应至电力供应器10的气体的压力和供应至炬200的气体的压力二者。

应当理解的是，供应至炬200的气体的压力主要由穿过该炬且穿过压力调节器306的气体的流速确定。炬200中的消耗品(尤其是涡流环和喷嘴)对穿过炬的气体流动提供限制，从而产生可以通过输出压力传感器322感测的压降。为了进行给定的等离子操作，控制器314可以控制穿过炬200的气体的流速，使得流速等于适合等离子操作的预先确定的水平。控制器314通过以下来完成此工作：监测来自输出压力传感器322的输出压力信号、并且调节比例阀308的位置以实现与期望的流速相对应的期望的输出压力。在某些实施例中，控制器314可以执行比例积分微分(PID)控制例程以基于来自输出压力传感器322的反馈产生位置信号312。在此类实施例中，控制器314可以包括误差计算/PID处理部分324，该误差计算/PID处理部分从输出压力传感器322接收输出压力信号并且计算输出压力的误差(即当前输出压力与期望的设定点输出压力的偏差)。然后，根据PID算法处理该误差以产生位置信号312，该位置信号被供应至压力调节器308。

当达到所期望的气体流速和输出压力时，比例阀308的位置将取决于压力调节器306的气体供应的压力。当供应气体的压力(例如，车间空气或气体缸压力)变化时，比例阀的正确位置(例如，阀柱位置)也将变化，这样通过调节器306提供期望的输出压力。

对于期望的等离子操作，存储器部分316可以存储预期的消耗品参数(多个)，控制器314使用这些参数来自动地确定安装在炬200中的消耗品中的一个或多个消耗品对于所期望的等离子操作是否是正确的或不正确的。在存储器部分316中存储的预期的消耗品参数可以允许控制器314识别所安装的一个或多个消耗品。例如，控制器314可以确定所安装的一个或多个消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。所预期的消耗品参数可以包括，例如消耗品名称或型号、安培额定值、尺寸、调节器306输出压力、用于等离子操作的所预期的位置信号312、用于等离子操作的所预期的比例阀308位置等等。所预期的消耗品参数还可以包括参数的多种组合，诸如消耗品名称、额定的安培值、型号、或者与所预期的位置信号或比例阀位置组合的调节器306输出压力。另一个实例是气体压力调节器306的输入压力与相应的位置信号水平(占空比、量级、值等)或比例阀位置之间的相关性。另一实例是用来限定用于等离子操作的预期的消耗品的三个或三个以上不同参数之间的相互关系，例如调节器306输出压力和气体压力调节器306的输入压力与用于实现调节器输出压力的相应的位置信号水平(占空比、量级、值等)或比例阀位置之间的相关性。

当所安装的一个或多个消耗品不对应于所预期的一个或多个消耗品参数或者不与该一个或多个消耗品参数相匹配时，控制器可以产生警报输出，该警报输出例如经由用户接口20被通信给用户。例如，如果安装的涡流环、电极、喷嘴、或消耗品组的安培额定值不与有待进行的等离子操作的安培值水平相匹配，则控制器314可以产生警报。在某些实施例中，控制器314还可以在检测到不合适的消耗品时禁止或阻止等离子操作的发生以防止损坏消耗品和炬。

下面所讨论的是由电力供应器10执行的、用于测试安装在炬200上的消耗品以便识别或验证它们对于有待进行的等离子处理是否正确(例如，以便确定消耗品是否对应于所存储的与等离子处理相关联的预期的消耗品参数)的实例方法。

首先，用户可以经由用户接口选择期望的有待进行的等离子操作。例如，用户可以选择等离子切割操作的安培值水平。控制器314将使存储的用于压力调节器306的输出压力与选定的等离子操作相对应。存储的输出压力将与针对选定的等离子操作正确的消耗品(多个)的气体流动的阻力、以及正确的气体流速相对应。控制器314读取存储的用于选定的等离子操作的输出压力以建立控制设定点、并且打开截止阀318以开始穿过压力调节器306和炬200的气体流动。控制器314然后将来自输出压力传感器322的输出压力信号与控制设定点进行比较，以产生误差信号。误差信号用于产生控制信号，该控制信号用于控制气体压力调节器306的操作。例如，PI例程或PID例程可以处理该误差信号以产生控制压力调节器306的位置的位置信号，诸如电压或电流水平、或占空比。

控制器314调整该压力调节器306的位置，直到实现稳态，其中，误差信号接近或为0，或者是在0附近的±a的容差范围内。通过正确的调节器输出压力设定，控制器314可以确定炬中是否安装了正确的消耗品。

每个消耗品组可以具有唯一气体流动阻力。可以使用此性质从比例阀308的位置或孔口尺寸以及气体压力调节器306的输入压力来识别消耗品。比例阀308的位置将根据输入压力的改变而改变，以实现所期望的调节器306的输出压力和穿过消耗品的气体流速。例如，如果输入气体压力下降，则控制器314将使比例阀308进一步打开以使输出压力保持在期望的水平。相反地，如果输入气体压力上升，则控制器314将关闭阀以减小其孔口尺寸，增加穿过压力调节器306的压降。

相应地，可以产生用于等离子操作和其预期的消耗品的唯一特征标记，该特征标记将气体压力调节器306的输入压力的范围与实现所期望的输出压力的比例阀308的相应的不同位置相关联。输入压力和相应的调节器位置的相关性可以存储在存储器部分316中，以用于各等离子操作。所存储的相关性可以是查询表、参数曲线形式，或是任何其他合适的样式。可以通过实验获得在不同的输入气体压力水平下使输出气体压力和所安装的消耗品与比例阀位置相链接的相关性或唯一特征标记。

通过正确的调节器输出压力设定，控制器314可以将调节器306的输入压力和当前位置与同当前的等离子操作或所预期的消耗品相关联的唯一特征标记(例如，存储的查询表、曲线等)进行比较。控制器314提供至压力调节器306的控制信号312的水平将对应于调节器的当前位置。因此，控制器314可以直接从供应至螺线管310的控制信号(例如位置信号)的量级或占空比确定压力调节器306的当前位置。在某些实施例中，压力调节器306可以包括位置传感器326，例如向控制器314提供位置反馈信号的线性差动变压器(LVDT)，并且控制器可以从位置反馈信号确定调节器的当前位置。

控制器314可以从等离子操作的唯一特征标记、基于输入气体压力确定压力调节器306的预期位置。如果压力调节器306的当前位置(如从控制信号或位置反馈信号确定的)与所预期的位置相匹配，则控制器314验证所安装的消耗品对于选定的等离子操作是正确的。相反，如果压力调节器306的位置不与所预期的位置相匹配，则控制器314产生警报(例如，以警示用户：消耗品的安培额定值不与等离子操作的安培值水平匹配)。

作为举例，如果对气体流动提供的阻力比所预期的阻力小的消耗品被不正确地安装在炬200中，则控制器314将比所预期的更多地打开比例阀308以实现正确的调节器输出压力。控制器314可以识别出比例阀308对于给定的输入压力水平是“过度打开”的，并产生警报。相反，如果对气体流动提供过大阻力的消耗品被安装在炬中，则控制器314将比所预期的更多地关闭比例阀308以实现正确的调节器输出压力。比例阀308的位置可以用于验证消耗品对于当前的等离子操作是正确的、或识别消耗品对于当前的等离子操作是不正确的。

在某些实施例中，可以存储不正确的消耗品的输入气体压力与所预期的调节器306位置之间的相关性，以允许控制器确定不正确安装的消耗品的标识、尺寸或安培额定值。控制器314可以自动地调整等离子操作的参数(例如，最大安培值)以适应不正确安装的消耗品。

在某些实施例中，压力调节器306的输入压力是固定的且不会变化，并且可以只从压力调节器的位置来识别所安装的消耗品。

图4提供了结合以上所描述的方法的多个方面的实例过程的流程图。在步骤400中，用户选择有待进行的等离子操作，诸如选定的安培值水平下的切割或熔刮操作。然后，选择用于等离子操作的气体压力(步骤410)。然后，调整气体压力调节器以减小输入气体供应的压力(步骤420)。调整气体压力调节器，例如，比例阀的位置向外或向内移动以调整阀孔口，直到实现正确的输出压力(步骤430)。当实现正确的输出压力时，确定压力调节器的输入压力和调节器的当前位置(步骤440)。然后，确定调节器的当前位置对于当前输入压力水平是否正确(步骤450)。如果调节器的位置是正确的，则进行等离子操作(步骤460)。如果调节器的位置是不正确的，则产生警报以指示炬中安装了不正确的消耗品(步骤470)。

图5展示了控制器314和用户接口20(图3)的实例实施例。该实例控制器包括至少一个处理器814，该至少一个处理器经由总线子系统812与多个外围设备通信。这些外围设备可以包括存储子系统824(包括例如存储器子系统828和文件存储子系统826)、用户接口(例如用户接口输入装置822和用户接口输出装置820)、以及网络接口子系统816。这些输入装置和输出装置允许与控制器314进行用户交互。网络接口子系统816提供到外网的接口、并且可以联接至其他计算机系统或可编程装置中的相应的接口装置。

用户接口输入装置822可以包括键盘、定点装置(诸如鼠标、追踪球、触摸板、或图形输入板、扫描仪、并入显示器中的触摸屏)、音频输入装置(诸如声音识别系统、麦克风)和/或其他类型的输入装置。总体上，使用术语“输入装置”旨在包括将信息输入到控制器314(图3)或输入到通信网络上的所有可能类型的装置和方式。

用户接口输出装置820可以包括显示子系统、打印机、传真机、或非可见显示器(例如，音频输出装置)。显示子系统可以包括阴极射线管(CRT)、平板装置(例如，液晶显示器(LCD))、投影装置，或者用于创建可见图像的一些其他机构。该显示子系统还可以例如经由音频输出装置来提供非可见显示。总体上，使用的术语“输出装置”旨在包括将来自控制器314的信息输出到用户或到另一个机器或计算机系统的所有可能类型的装置和方式。

存储子系统824存储编程和数据构造，这些编程和数据构造提供了在本文中所描述的一些或所有操作的功能。例如，存储子系统824可以包括编程指令以允许控制器314执行以上所描述的PID例程和消耗品识别例程。

具有编程指令的固件或软件模块通常由处理器814单独执行或与其他处理器组合地执行。存储子系统824中使用的存储器子系统828可以包括多个存储器，该多个存储器包括：在程序执行过程中用于存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)830和存储有固定指令的只读存储器(ROM)832。文件存储子系统826可以对程序和数据文件提供永久存储并且可以包括硬盘驱动器、与相关联的可移动介质一起的软盘驱动器、CD-ROM驱动器、光盘驱动器，或者可移动介质盒。实现某些实施例的功能的这些模块可以通过文件存储子系统826存储在存储子系统824中、或者存储在通过一个或多个处理器814可访问的其他机器中。

总线子系统812提供了让控制器314的这些不同部件和子系统如所旨在地彼此通信的机构。虽然总线子系统812被示意性地示为单一总线，但是该总线子系统的替代实施例可以使用多条总线。

应该明显的是，本披露内容是通过举例的方式的并且可以通过添加、更改或消除细节来作出多种不同改变而不脱离本披露内容中所包含的教导的合理范围。因此，本发明不限于本披露内容的特定的细节，除非以下权利要求书必要地如此限定。

Claims (22)

1.一种等离子处理系统，包括：

炬，所述炬包括消耗品；

气体压力调节器，其中，所述气体压力调节器包括输入压力传感器，所述输入压力传感器被配置成用于感测所述气体压力调节器的输入压力；

气体导管，所述气体导管将气体从所述气体压力调节器供应至所述炬；以及

控制器，所述控制器被可操作地连接至所述气体压力调节器，以从所述输入压力传感器接收输入压力信号并且向所述气体压力调节器提供控制信号以控制所述气体压力调节器的操作并设定所述气体压力调节器的输出压力，

其中，所述控制器被配置成基于所述气体压力调节器的输入压力和提供至所述气体压力调节器的控制信号二者来识别所述消耗品。

2.如权利要求1所述的等离子处理系统，进一步包括存储器，所述存储器是所述控制器可访问的，其中，所述存储器存储所述气体压力调节器的输入压力与所述位置信号的相应的位置信号水平之间的相关性。

3.如权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述气体压力调节器包括比例阀，并且所述控制信号是所述比例阀的位置信号。

4.如权利要求1所述的等离子处理系统，进一步包括输出压力传感器，所述输出压力传感器在所述气体压力调节器下游并且被配置成用于感测所述气体压力调节器的输出压力，其中，所述控制器被可操作地连接至所述输出压力传感器以从所述输出压力传感器接收输出压力信号，并且其中，所述控制器被配置成基于所述气体压力调节器的输入压力、被提供至所述气体压力调节器的控制信号、以及所述气体压力调节器的输出压力来识别所述消耗品。

5.如权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生所述控制信号。

6.如权利要求1所述的等离子处理系统，进一步包括用户接口，所述用户接口被可操作地连接至所述控制器，其中，当所述消耗品的安培额定值不与等离子处理操作的安培值水平匹配时，所述用户接口显示警报消息。

7.如权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述消耗品是涡流环。

8.如权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述消耗品包括涡流环和喷嘴。

9.如权利要求1所述的等离子处理系统，其中，提供至所述气体压力调节器的控制信号具有占空比，并且所述控制器被配置成基于所述气体压力调节器的输入压力和所述控制信号的占空比来识别所述消耗品。

10.一种等离子处理系统，包括：

炬，所述炬包括安装在所述炬上的消耗品；

气体压力调节器，所述气体压力调节器包括比例阀和在所述比例阀下游的压力传感器；

气体导管，所述气体导管将气体从所述气体压力调节器供应至所述炬；

控制器，所述控制器被可操作地连接至所述气体压力调节器，以从所述压力传感器接收压力信号并且向所述气体压力调节器提供位置信号以控制所述比例阀的操作并设定所述气体压力调节器的输出压力；以及

存储器，所述存储器是所述控制器可访问的、并且存储预期的消耗品参数，

其中，所述控制器被配置成基于所述比例阀的位置来确定安装在所述炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。

11.如权利要求10所述的等离子处理系统，其中，所述控制器从所述位置信号确定所述比例阀的位置。

12.如权利要求11所述的等离子处理系统，进一步包括输入压力传感器，所述输入压力传感器被配置成用于感测所述气体压力调节器的输入压力，其中，所述控制器被可操作地连接至所述输入压力传感器以从所述输入压力传感器接收输入压力信号，并且其中，所述控制器被配置成基于所述位置信号和所述输入压力信号来确定安装在所述炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。

13.如权利要求10所述的等离子处理系统，其中，所述控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生所述位置信号。

14.如权利要求10所述的等离子处理系统，进一步包括用户接口，所述用户接口被可操作地连接至所述控制器，其中，当所述消耗品的安培额定值不与等离子处理操作的安培值水平匹配时，所述用户接口显示警报消息。

15.如权利要求10所述的等离子处理系统，其中，所述消耗品包括涡流环。

16.如权利要求11所述的等离子处理系统，其中，提供至所述气体压力调节器的所述位置信号具有占空比，并且所述控制器被配置成基于所述位置信号的占空比来确定安装在所述炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。

17.如权利要求11所述的等离子处理系统，其中，提供至所述气体压力调节器的所述位置信号具有量级，并且所述控制器被配置成基于所述位置信号的量级来确定安装在所述炬上的消耗品是否对应于所预期的消耗品参数。

18.一种用于进行等离子操作的等离子处理系统，所述等离子处理系统包括：

炬，所述炬包括安装在所述炬上的消耗品；

气体压力调节器，所述气体压力调节器包括比例阀和在所述比例阀下游的压力传感器；

气体导管，所述气体导管将气体从所述气体压力调节器供应至所述炬；以及

控制器，所述控制器被可操作地连接至所述气体压力调节器，以从所述压力传感器接收压力信号并且向所述气体压力调节器提供位置信号以控制所述比例阀的操作并设定所述气体压力调节器的输出压力，

其中，所述控制器被配置成基于所述比例阀的位置来识别所述消耗品，并且被配置成当所述消耗品的安培额定值不与所述等离子操作的安培值水平匹配时产生警报输出。

19.如权利要求18所述的等离子处理系统，其中，所述控制器从所述位置信号确定所述比例阀的位置。

20.如权利要求19所述的等离子处理系统，进一步包括输入压力传感器，所述输入压力传感器被配置成用于感测所述气体压力调节器的输入压力，其中，所述控制器被可操作地连接至所述输入压力传感器以从所述输入压力传感器接收输入压力信号，并且其中，所述控制器被配置成基于所述位置信号和所述输入压力信号来识别所述消耗品。

21.如权利要求20所述的等离子处理系统，进一步包括存储器，所述存储器是所述控制器可访问的，其中，所述存储器与所述消耗品的参数相关联地存储所述气体压力调节器的输入压力与所述位置信号的相应的位置信号水平之间的相关性。

22.如权利要求18所述的等离子处理系统，进一步包括用户接口，所述用户接口被可操作地连接至所述控制器，其中所述用户接口基于所述警报输出显示警报消息，并且

其中，所述控制器执行比例积分微分(PID)控制例程以产生所述位置信号。