CN109944785B - 一种真空泵控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空泵控制方法和系统，该真空泵控制系统包括初抽真空泵、控制模块和多个层压机，每个层压机均通过独立的初抽通道与初抽真空泵相连，所述初抽通道上均设有第一开关阀，所述层压机上设有传感器模块；所述第一开关阀、传感器模块和初抽真空泵均与控制模块相连，所述控制模块配置用于：依据传感器模块的传感数据，判断是否存在工作已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀。本发明可有效减少系统的电能消耗。

Description

一种真空泵控制方法和系统

技术领域

本发明涉及层压机技术领域，尤其是一种真空泵控制方法和系统。

背景技术

真空层压机需要配套使用真空泵，通过真空泵对作业环境进行抽真空，保证PCB多层结构之间稳定粘合。通常，一台层压机配套使用一个真空泵，多台层压机形成的层压机系统需要配套使用到多个真空泵。

对于现有的层压机系统，所有的真空泵都是实时工作的，而实际上，并非所有的层压机都在真实工作，这就导致了部分真空泵空运转，由此带来电能浪费。即便真空泵处于真实工作状态，现有控制方式并没有对真空泵进行合理配置或管理，全负荷运行的真空泵仍然会带来一定的电能浪费。

发明内容

本发明提供一种真空泵控制方法和系统，可有效减少系统的电能消耗。

本发明提供一种真空泵控制系统，包括初抽真空泵、控制模块和多个层压机，每个层压机均通过独立的初抽通道与初抽真空泵相连，所述初抽通道上均设有第一开关阀，所述层压机上设有传感器模块；所述第一开关阀、传感器模块和初抽真空泵均与控制模块相连，所述控制模块配置用于：依据传感器模块的传感数据，判断是否存在已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀。

优选的，还包括保压真空泵，每个层压机均通过独立的保压通道与保压真空泵相连，所述保压通道上均设有第二开关阀，所述保压真空泵和第二开关阀均与控制模块相连，所述控制模块还配置用于：在初抽真空泵开始工作预定时间之后，依据传感器模块的真空度数据，判断已工作的层压机内的真空度是否达到预定真空度，当已工作的层压机内的真空度未达到预定真空度时，控制保压真空泵开始工作并打开与未达到预定真空度的层压机相连的保压通道上的第二开关阀。

优选的，所述控制模块还配置用于：当层压机内的真空度达到预定真空度时，控制初抽真空泵停止工作并控制保压真空泵保持工作；所述初抽真空泵的运行功率大于保压真空泵的运行功率。

优选的，还包括备用真空泵，所述层压机通过所述保压通道与备用真空泵相连，所述备用真空泵与控制模块相连，所述控制模块还配置用于：在保压真空泵开始工作预定时间之后，依据传感器模块的真空度数据，判断层压机内的真空度是否达到预定真空度，当层压机内的真空度仍未达到预定真空度时，控制备用真空泵开始工作。

优选的，所述真空泵控制系统还包括独立的初抽管和保压管，所述层压机均连接有第一连接管和第二连接管，所述初抽真空泵、保压真空泵和备用真空泵均连接有第三连接管和第四连接管，所述第一连接管和第三连接管均与初抽管相连，所述第二连接管和第四连接管均与保压管相连。

优选的，在层压机内的真空度未达到预定真空度时，保压真空泵以第一功率状态运行，在层压机内的真空度达到预定真空度时，保压真空泵以第二功率状态运行；保压真空泵在第一功率状态时的运行功率大于在第二功率状态时的运行功率。

优选的，所述控制模块还配置用于：接收用户的操作指令，依据用户的操作指令，控制所述初抽真空泵和保压真空泵中的至少一个开始工作或停止工作。

优选的，所述真空泵控制系统还包括与控制模块相连的显示模块，所述显示模块用于显示初抽真空泵的运行状态。

优选的，所述初抽真空泵包括液环式真空泵和罗茨真空泵组成的机组。

优选的，所述液环式真空泵连接有应急水缸。

本发明还提供一种真空泵控制方法，包括如下步骤：接收传感器模块发送的传感数据，依据传感器模块的传感数据，判断是否存在已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀。

本发明中，多个层压机与一个初抽真空泵相连，在默认状态下，层压机和初抽真空泵都不工作，当检测到其中一个或多个层压机开始工作，初抽真空泵才开始工作，且与开始工作的层压机的初抽通道导通，初抽真空泵对层压机进行抽真空，从而不存在真空泵空运转的情况，可以有效减少电能消耗。

在层压机内的真空度未达到预定真空度时，启动保压真空泵，保压真空泵和初抽真空泵同时工作，加大抽真空力度，以便于层压机快速达到真空度要求。

当层压机内的真空度未达到预定真空度时，保压真空泵以较低功率运行，在保证维持既有真空度的基础上，无需真空泵全负荷运行，可以减少电能消耗。

附图说明

图1为本发明一种实施例的真空泵控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种真空泵控制系统，如图1所示，其包括初抽真空泵11、控制模块和多个层压机2，控制模块可以由一个或多个控制芯片组成，用于接收数据、进行数据计算和发出控制指令等。每个层压机2与初抽真空泵11之间均连接有相对独立的初抽通道，使初抽真空泵11可以对每个层压机2进行抽真空，在初抽通道上均设有第一开关阀，用于控制初抽通道的导通与断开。在所述层压机2上设有传感器模块，传感器模块包含多个传感器，具体包含与层压机2驱动模块相连的电源检测模块，用于检测驱动模块是否上电，当驱动模块上电后，表征层压机2开始工作，若没有检测到驱动模块上电，则表征层压机2未工作。传感器模块还可包含设置在层压机2内部的压力检测传感器，用于检测层压机2内作业环境的压力。第一开关阀、传感器模块和初抽真空泵11均与控制模块相连，传感器模块检测到的传感数据发送至控制模块，控制模块可控制第一开关阀通断并可控制初抽真空泵11开始或停止工作。控制模块可以与电源相连，控制模块依据传感器的传感数据来输出电源信号，进而控制初抽真空泵11开始或停止工作。

在默认状态下，层压机2和初抽真空泵11均未工作，层压机2工作与否是由人为控制。传感器模块实时检测其所在层压机2是否工作，并将相应的传感数据发送到控制模块，控制模块依据该传感数据来判断层压机2是否开始工作，以上述电源检测模块为例，当层压机2开始工作时，电源检测模块所检测到的电压或者电流值大于预定值，因此，通过控制模块判断所检测到的电压或者电流值是否大于预定值，如果大于，则认定层压机2开始工作。在确认层压机2开始工作后，控制模块控制初抽真空泵11开始工作并打开与开始工作的层压机2相连的初抽通道上的第一开关阀，则初抽真空泵11仅对开始工作的层压机2进行抽真空，从而不存在真空泵空运转的情况，可以有效减少电能消耗。

在一种实施例中，真空泵控制系统还包括保压真空泵12，每个层压机2均通过独立的保压通道与保压真空泵12相连，使保压真空泵12可以对每个层压机2进行抽真空，在保压通道上均设有第二开关阀，用于控制保压通道的导通与断开。所述保压真空泵12和第二开关阀均与控制模块相连，控制模块可控制第二开关阀通断并可控制保压真空泵12开始或停止工作。

在初抽真空泵11开始工作后，控制模块可开始计时，相应层压机2内的真空度随初抽真空泵11抽真空而逐渐增大。当计时达到预定时间时，控制模块依据传感器模块发送的传感数据，判断已工作的层压机2内的真空度是否达到预定真空度，当层压机2内的真空度未达到预定真空度，控制模块将控制保压真空泵12开始工作，并打开与该未达到预定真空度的层压机相连的保压通道上的第二开关阀，使保压真空泵12对该层压机进行抽真空。由此，初抽真空泵11和保压真空泵12均对该层压机进行抽真空，加大抽真空力度，以便于该层压机快速达到相应的真空度要求。其中，对于不同尺寸的层压机，相应的预定时间也不同，一般层压机尺寸越大的，该预定时间也越大，通常，预定时间可以设定为五分钟左右。

进一步的，控制模块继续判断层压机2内的真空度是否达到预定真空度，当传感器模块检测到层压机2内的真空度达到预定真空度，说明层压机2内的真空环境符合层压机2作业条件，层压机2可以进行作业。此时，控制模块控制初抽真空泵11停止工作并控制保压真空泵12保持工作，其中，初抽真空泵11的运行功率大于保压真空泵12的运行功率。当层压机2内的真空环境快速达到作业条件后，只需要保持层压机2内的真空度，无需继续以大功率进行抽真空，因此，使初抽真空泵11停止工作，使保压真空泵12继续工作，以保持层压机2内的真空度，这种控制方式可以有效减少电能消耗。

对于保压真空泵12，当传感器模块检测到已工作的层压机2内的真空度未达到预定真空度时，控制模块可控制保压真空泵12以第一功率状态运行，当传感器模块检测到层压机2内的真空度达到预定真空度时，控制模块可控制保压真空泵12以第二功率状态运行，其中，保压真空泵12在第一功率状态时的运行功率大于在第二功率状态时的运行功率。由此，通过对保压真空泵12进行控制，调节保压真空泵12的运行功率，使保压真空泵12在保压环节以更低的运行功率工作，有助于进一步降低电能消耗。

层压操作具体可在层压机2内的真空室进行，在放入和取出PCB板的过程中，真空室需要打开，此时的真空室处于非密闭状态，真空泵应该仅在真空室处于密闭状态时开始工作。因此，在保压过程中，层压机2进行层压作业，当作业完成，PCB板需要从真空室中取出，则一个生产流程结束，继续等待下一个生产流程的开始。

在一种实施例中，如图1所示，真空泵控制系统还包括备用真空泵13，每个层压机通过其保压通道与备用真空泵13相连，所述备用真空泵13与控制模块相连，控制模块用于控制备用真空泵13开始工作或停止工作。在保压真空泵开始工作后，开始计时，传感器模块实时检测层压机2内的真空度，当计时达到预定时间时，控制模块依据传感器模块发送的传感数据，判断已工作的层压机2内的真空度是否达到预定真空度，如果没有达到预定真空度，说明当前的抽真空力度不足，则控制备用真空泵13开始工作，与保压真空泵12一起工作，加大抽真空力度，以便于该层压机快速达到相应的真空度要求。

在上述实施例的基础上，将详细对保压通道和初抽通道进行说明。如图1所示，所述真空泵控制系统还包括独立的初抽管31和保压管32，所述层压机2均连接有第一连接管41和第二连接管42，所述初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13均连接有第三连接管43和第四连接管44，所述第一连接管41和第三连接管43均与初抽管31相连，所述第二连接管42和第四连接管44均与保压管32相连，则每一根第一连接管41均通过初抽管31和所有第三连接管43相连，每一根第二连接管42均通过保压管32和所有第四连接管44相连。在第一连接管41上设有第一电磁阀51，第二连接管42上设有第二电磁阀52，第三连接管43上设有第三电磁阀53，第四连接管44上设有第四电磁阀54，各电磁阀分别用于控制相应连接管的通断。第一电磁阀51、第二电磁阀52、第三电磁阀53和第四电磁阀54均与控制模块相连，控制模块可控制相应电磁阀打开或关闭，使初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13分别与一个或多个层压机2相连，从而可以灵活配置初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13与层压机2的连接关系，使一个或多个真空泵为一个或多个层压机2工作。

同时也节省了管道布置。

上述的初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13在工作时的运行功率均不相同。控制模块依据传感器模块反馈的数据，计算层压机2内的真空度变化率，判断该变化率是否满足层压机当前工作阶段的需求，如不满足当前需求，则调整对应于其需求的真空泵开始工作。判断真空度的变化率是否满足层压机当前工作阶段的需求，具体可以是判断真空度的变化率是否满足层压机当前工作阶段的标准真空度变化率，通过调整初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13中的一个或多个工作，使真空泵的运行功率与标准真空度变化率匹配。同时，初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13可分别具有多个工作模式，每个工作模式具有不同的运行功率，从而可以调整真空泵的运行功率与标准真空度变化率更加匹配。控制模块预存有三个真空泵每个工作模式所对应的运行功率，也预存有标准真空度变化率与运行功率的映射关系，具体可以列表形式存储。控制模块依据上述映射关系，控制初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13中的一个或多个在相应的工作模式下工作，使得工作的真空泵的整体运行功率与标准真空度变化率相匹配。

由此，一方面可以使层压机2内的真空度尽快满足作业需求，另一方面，真空泵的整体运行功率与标准真空度变化率相匹配，不需要过高的运行功率，可以有效减少系统的能耗。

在一种实施例中，控制模块还连接有操作面板，在操作面板上可设置控制按钮或者触摸显示屏，以提供人机交换功能。真空泵系统具有自动模式和手动模式这两种工作模式，在自动模式下，整个系统依照上述实施例的工作方式来工作。用户可以切换系统的工作模式，当切换到手动模式时，用户通过在操作面板上的操作，对控制模块发出指令，控制模块接收用户的操作指令，依据用户的操作指令，控制初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13中的至少一个开始工作或停止工作。对于需要维修保养的真空泵，使其停止工作以进行隔离，由其他真空泵工作，可保证生产所需要的真空度，不影响工作进展。

进一步的，所述真空泵控制系统还包括与控制模块相连的显示模块，显示模块具体可以是触摸式显示屏，触摸式显示屏提供可视化的多语言操作界面，显示屏显示各真空泵的运行状态、各层压机的真空度、真空泵的实时运行曲线、历史记录、历史报警数据、I/O表，历史曲线等运行记录信息。报警方式可以有声光报警，在报警的同时会记录对应报警数据，例如时间、故障等数据。

如图1所示，上述实施例的初抽真空泵11可以是水环式真空泵，初抽真空泵11连接有应急水缸6。水源提供的水先储蓄在应急水缸6中，再从应急水缸6中输出，可以使水在应急水缸6中过渡，减缓水流速度，则水中杂质物可以沉淀在缸底，让真空泵用水更加干净，延长液环式真空泵的寿命。同时，在市政网路停水时，缸内的水可以应急使用，不会因为停水导致停产情况发生。

上述实施例中的初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13均可以是两种泵组成的双级泵，一个是液环式真空泵，另一个是罗茨真空泵，两种泵形成一个机组，初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13均包含至少一个机组。上述设置的初抽真空泵11、保压真空泵12和备用真空泵13仅仅是一种实力，实际可根据客户需求匹配4组机泵，甚至更多泵组。

本发明实施例还提供一种真空泵控制方法，该方法基于上述实施例的真空泵控制系统实施，本实施例将从控制模块的视角进行说明，具体的，其包括如下步骤：

接收传感器模块发送的传感数据，依据传感器模块的传感数据，判断是否存在已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀。

进一步的，还包括如下步骤：实时接收传感器模块发送的真空度数据，在初抽真空泵开始工作预定时间之后，依据所述真空度数据，判断已工作的层压机内的真空度是否达到预定真空度，当已工作的层压机内的真空度未达到预定真空度，控制保压真空泵开始工作并打开与该层压机相连的保压通道上的第二开关阀。

进一步的，还包括如下步骤：当已工作的层压机内的真空度达到预定真空度时，控制初抽真空泵停止工作并控制保压真空泵保持工作；所述初抽真空泵的运行功率大于保压真空泵的运行功率。

进一步的，还包括如下步骤：在保压真空泵开始工作预定时间之后，依据所述传感器模块发送的真空度数据，判断层压机内的真空度是否达到预定真空度，当层压机内的真空度仍未达到预定真空度时，控制备用真空泵开始工作。

当传感器模块检测到已工作的层压机内的真空度未达到预定真空度时，保压真空泵以第一功率状态运行，当传感器模块检测到层压机内的真空度达到预定真空度时，保压真空泵以第二功率状态运行；保压真空泵在第一功率状态时的运行功率大于在第二功率状态时的运行功率。

上述真空泵控制方法的实施例可以参考上述真空泵控制系统部分的实施例，在此不做赘述。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种真空泵控制系统，其特征在于，包括初抽真空泵、控制模块和多个层压机，每个层压机均通过独立的初抽通道与初抽真空泵相连，所述初抽通道上均设有第一开关阀，所述层压机上设有传感器模块；所述第一开关阀、传感器模块和初抽真空泵均与控制模块相连，所述控制模块配置用于：依据传感器模块的传感数据，判断是否存在已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀；

还包括保压真空泵，每个层压机均通过独立的保压通道与保压真空泵相连，所述保压通道上均设有第二开关阀，所述保压真空泵和第二开关阀均与控制模块相连，所述控制模块还配置用于：在初抽真空泵开始工作预定时间之后，依据传感器模块的真空度数据，判断已工作的层压机内的真空度是否达到预定真空度，当已工作的层压机内的真空度未达到预定真空度时，控制保压真空泵开始工作并打开与未达到预定真空度的层压机相连的保压通道上的第二开关阀；

所述控制模块还配置用于：当层压机内的真空度达到预定真空度时，控制初抽真空泵停止工作并控制保压真空泵保持工作；所述初抽真空泵的运行功率大于保压真空泵的运行功率；

还包括备用真空泵，所述层压机通过所述保压通道与备用真空泵相连，所述备用真空泵与控制模块相连，所述控制模块还配置用于：在保压真空泵开始工作预定时间之后，依据传感器模块的真空度数据，判断层压机内的真空度是否达到预定真空度，当层压机内的真空度仍未达到预定真空度时，控制备用真空泵开始工作；

所述初抽真空泵、保压真空泵和备用真空泵分别具有多个工作模式，每个工作模式具有不同的运行功率；所述控制模块还配置用于：依据传感器模块反馈的数据，计算层压机内的真空度变化率，判断该变化率是否满足层压机当前工作阶段的需求，如不满足当前需求，依据标准真空度变化率与运行功率的映射关系，控制初抽真空泵、保压真空泵和备用真空泵中的一个或多个在相应的工作模式下工作，使得工作的真空泵的整体运行功率与标准真空度变化率相匹配。

2.根据权利要求1所述的真空泵控制系统，其特征在于：

所述真空泵控制系统还包括独立的初抽管和保压管，所述层压机均连接有第一连接管和第二连接管，所述初抽真空泵、保压真空泵和备用真空泵均连接有第三连接管和第四连接管，所述第一连接管和第三连接管均与初抽管相连，所述第二连接管和第四连接管均与保压管相连。

3.根据权利要求1所述的真空泵控制系统，其特征在于：

在层压机内的真空度未达到预定真空度时，保压真空泵以第一功率状态运行，在层压机内的真空度达到预定真空度时，保压真空泵以第二功率状态运行；保压真空泵在第一功率状态时的运行功率大于在第二功率状态时的运行功率。

4.根据权利要求1-3任一项所述的真空泵控制系统，其特征在于，所述控制模块还配置用于：接收用户的操作指令，依据用户的操作指令，控制所述初抽真空泵和保压真空泵中的至少一个工作或停止工作。

5.根据权利要求1-3任一项所述的真空泵控制系统，其特征在于：

所述真空泵控制系统还包括与控制模块相连的显示模块，所述显示模块用于显示初抽真空泵的运行状态。

6.根据权利要求1-3任一项所述的真空泵控制系统，其特征在于：

所述初抽真空泵包括液环式真空泵和罗茨真空泵组成的机组。

7.一种真空泵控制方法，应用于权利要求1所述的真空泵控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

接收传感器模块发送的传感数据，依据传感器模块的传感数据，判断是否存在已开始工作的层压机，当存在已开始工作的层压机时，控制初抽真空泵开始工作并打开与开始工作的层压机相连的初抽通道上的第一开关阀；

实时接收传感器模块发送的真空度数据，在初抽真空泵开始工作预定时间之后，依据所述真空度数据，判断已工作的层压机内的真空度是否达到预定真空度，当已工作的层压机内的真空度未达到预定真空度，控制保压真空泵开始工作并打开与该层压机相连的保压通道上的第二开关阀；

当已工作的层压机内的真空度达到预定真空度时，控制初抽真空泵停止工作并控制保压真空泵保持工作；所述初抽真空泵的运行功率大于保压真空泵的运行功率；

在保压真空泵开始工作预定时间之后，依据所述传感器模块发送的真空度数据，判断层压机内的真空度是否达到预定真空度，当层压机内的真空度仍未达到预定真空度时，控制备用真空泵开始工作；

依据传感器模块反馈的数据，计算层压机内的真空度变化率，判断该变化率是否满足层压机当前工作阶段的需求，如不满足当前需求，依据标准真空度变化率与运行功率的映射关系，控制初抽真空泵、保压真空泵和备用真空泵中的一个或多个在相应的工作模式下工作，使得工作的真空泵的整体运行功率与标准真空度变化率相匹配。

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