CN110221630A - 一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统 - Google Patents

一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统，包括相通信连接的镀膜参数数据库、人机界面和PLC控制器：镀膜参数数据库用于存储多组配方，每组配方包括真空磁控溅射镀膜生产线中各靶位处的镀膜装置所需镀膜参数所构成的一套参数；人机界面用于由镀膜参数数据库中调取和选定当前所需的一组配方，并将所选定的一组配方导入PLC控制器中；PLC控制器用于根据所选定的一组配方控制真空磁控溅射镀膜生产线在生产过程中进行镀膜参数调整，使得玻璃片经过各靶位时，靶位对应的镀膜装置的实际镀膜参数与所选定的一组配方中的所需镀膜参数相一致。本发明能够实现镀膜参数的自动化调整，提高生产线信息化和自动化水平、降低人员劳动强度、提高生产效率。

Description

一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统
技术领域
本发明属于建筑玻璃真空磁控溅射镀膜领域，具体涉及一种用于控制真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整的控制系统。
背景技术
真空磁控溅射镀膜建筑片是利用真空磁控溅射原理在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能的技术，用于生产满足某种特定要求的玻璃产品。建筑镀膜玻璃因其具有较好隔热性能和光学性能因而被广泛应用。
为了达到特定的光学和隔热性能，在建筑用镀膜玻璃的真空磁控溅射镀膜生产过程中，需要调整镀膜参数。现有的建筑玻璃真空磁控溅射镀膜生产线需要操作人员紧张地关注玻璃片在生产线上的位置，玻璃片到达相应位置后，操作人员在控制系统的人机界面上调整相应靶位电源参数和气体流量参数。由于不能自动向控制系统传递配方参数，故调整过程繁琐、不够人性化，镀膜参数的调整需要人工输入和核对使得工艺调试人员劳动强度大，生产效率低；且在生产中调样困难。生产线信息化水平低，生产线控制系统和企业数据库不能交换数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高生产线信息化和自动化水平、降低人员劳动强度、提高生产效率的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统，用于控制为玻璃片镀膜而形成建筑玻璃所使用的真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整，所述真空磁控溅射镀膜生产线具有若干靶位，所述真空磁控溅射镀膜生产线包括分别设置于各所属靶位处的镀膜装置，所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统包括相通信连接的镀膜参数数据库、人机界面和PLC控制器：
所述镀膜参数数据库用于存储多组配方，每组所述配方包括所述真空磁控溅射镀膜生产线中各所述靶位处的所述镀膜装置所需镀膜参数所构成的一套参数；所述人机界面用于由所述镀膜参数数据库中调取和选定当前所需的一组配方，并将所选定的一组配方导入所述PLC控制器中；所述PLC控制器用于根据所选定的一组配方控制所述真空磁控溅射镀膜生产线在生产过程中进行镀膜参数调整，使得所述玻璃片经过各所述靶位时，所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数与所选定的一组配方中的所需镀膜参数相一致。
优选的，所述镀膜参数数据库、所述人机界面、所述PLC控制器均连接至一交换机而实现通信连接。
优选的，所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统还包括若干个反馈器，所述反馈器向所述PLC控制器反馈所述真空磁控溅射镀膜生产线中用于传送所述玻璃片依次经过各所述靶位的传送装置的传送参数，以供所述PLC控制器计算所述玻璃片在所述真空磁控溅射镀膜生产线中的位置。
优选的，所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统具有两种调样模式来控制所述真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整，两种所述调样模式分别为普通调样模式和生产中调样模式；
在所述普通调样模式下，当所述玻璃片被传送至任一靶位时，所述PLC控制器控制该所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数调整至与所需镀膜参数相一致，当所述玻璃片离开该所述靶位时，所述镀膜装置的实际镀膜参数保持不变；
在所述生产中调样模式下，当所述玻璃片被传送至任一靶位时，所述PLC控制器控制该所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数调整至与所需镀膜参数相一致，当所述玻璃片离开该所述靶位时，所述镀膜装置的实际镀膜参数恢复此次参数调整前的原有镀膜参数。
优选的，所述传送装置包括传送带系统、驱动所述传送带系统的伺服电机，所述反馈器包括与所述伺服电机相连接并向所述PLC控制器反馈所述伺服电机实际转速作为所述传送参数的编码器。
优选的，所述真空磁控溅射镀膜生产线包括具有进口和出口的溅射室，各所述靶位和对应所述镀膜装置设置于所述溅射室中。
优选的，所述溅射室的进口之前设置有与所述PLC控制器相通信连接并用于检测所述玻璃片即将进入所述溅射室的光电开关。
优选的，所述镀膜装置包括镀膜电源和镀膜气源，所述镀膜装置的镀膜参数包括所述镀膜电源的电源功率参数和所述镀膜气源的气体流量参数。
优选的，所述镀膜参数数据库中存储多组所述配方具有对应配方号，通过所述人机界面选择所述配方号而实现配方选定。
优选的，所述镀膜参数数据库与上位机相通信连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够实现镀膜参数的自动化调整，从而可以提高生产线信息化和自动化水平、降低人员劳动强度、提高生产效率。
附图说明
附图1为本发明的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统的组成示意图。
附图2为本发明的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统的连接示意图。
附图3为本发明的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统的普通调样模式的流程示意图。
附图4为本发明的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统的生产中调样模式的流程示意图。
附图5为真空磁控溅射镀膜生产线的主视示意图。
附图6为真空磁控溅射镀膜生产线的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图5和附图6所示，为玻璃片镀膜形成建筑波路所使用的真空磁控溅射镀膜生产线包括溅射室、传送装置、若干套镀膜装置。溅射室具有进口和出口，并在进口外形成进口区，在出口外形成出口区。溅射室内由进口至出口依次性形成真空磁控溅射镀膜生产线的若干个靶位，每个靶位的位置固定不变，每个靶位处均对应设置有一套镀膜装置。镀膜装置包括镀膜装置包括镀膜电源和镀膜气源，其中镀膜气源的出口上设置有用于控制气体流量的气体流量计。传送装置设置于进口区、溅射室至出口区，用于传送待镀膜的玻璃片。在溅射室内，传送装置传送玻璃片使其依次经过各个靶位。传送装置包括传传送带系统、驱动传送带系统的若干个伺服电机。
基于以上真空磁控溅射镀膜生产线方案，一种用于控制为建筑玻璃镀膜所使用的真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整的建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统如附图1所示，它包括相通信连接的镀膜参数数据库（以服务器为载体）、人机界面和PLC控制器（PLC控制系统）。可以将镀膜参数数据库、人机界面、PLC控制器均连接至一交换机而实现它们的通信连接，如附图2所示。
镀膜参数数据库用于存储多组配方，每组配方包括真空磁控溅射镀膜生产线中各靶位处的镀膜装置所需镀膜参数所构成的一套参数。每套镀膜装置的镀膜参数包括镀膜电源的电源功率参数和镀膜气源的气体流量参数。在镀膜参数数据库中，其存储多组配方均具有对应配方号。
人机界面用于由镀膜参数数据库中调取和选定当前所需的一组配方，并将所选定的一组配方导入PLC控制器中。可以采用通过人机界面选择配方号而实现配方选定的方案。
PLC控制器用于根据所选定的一组配方控制真空磁控溅射镀膜生产线在生产过程中进行镀膜参数调整，使得玻璃片经过各靶位时，靶位对应的镀膜装置的实际镀膜参数与所选定的一组配方中的所需镀膜参数相一致。
为了使PLC控制器依据玻璃片所处位置而实现其控制功能，该建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统还包括若干个反馈器，反馈器向PLC控制器反馈真空磁控溅射镀膜生产线中用于传送玻璃片依次经过各靶位的传送装置的传送参数，以供PLC控制器计算玻璃片在真空磁控溅射镀膜生产线中的位置。例如，反馈器包括与伺服电机相连接并向PLC控制器反馈伺服电机实际转速作为传送参数的编码器。该PLC控制器通过现场总线与伺服电机的控制器、电镀电源、电镀气源等相通信连接。
此外，溅射室的进口之前还可以设置与PLC控制器相通信连接并用于检测玻璃片即将进入溅射室的光电开关。也可以将镀膜参数数据库与上位机相通信连接，从而实现镀膜参数数据库、PLC控制器与上位机三者之间的数据交换。
上述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统具有两种调样模式来控制真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整，两种调样模式分别为普通调样模式和生产中调样模式。调样模式也可以在人机界面按需进行选择。
在普通调样模式下，当玻璃片被传送至任一靶位时，PLC控制器控制该靶位对应的镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）调整至与所需镀膜参数（配方参数）相一致，当玻璃片离开该靶位时，镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）保持不变。
在生产中调样模式下，当玻璃片被传送至任一靶位时，PLC控制器控制该靶位对应的镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）调整至与所需镀膜参数（配方参数）相一致，当玻璃片离开该靶位时，镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）恢复此次参数调整前的原有镀膜参数。
使用上述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统配合真空磁控溅射镀膜生产线对玻璃片进行真空磁控溅射镀膜的过程如下：
1、生产前，人员在人机界面进行操作，选择所需的配方号和调样模式，在建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统内，所选择的配方导入到PLC控制器中。
2、生产开始，真空磁控溅射镀膜生产线的传送装置传送待镀膜的玻璃片。
①玻璃片被传送到溅射室外的进口区，光电开关感应玻璃片是否到来，如果检测到玻璃片即将进入溅射室，则向PLC控制器发出对应信号，PLC控制器准备开始计算玻璃片在溅射室中的实际位置。
②玻璃片被送入溅射室中，PLC控制器计算玻璃片所处的实际位置即将到达的靶位，进而控制该靶位处的镀膜装置根据所选定的配方进行镀膜参数调整，将镀膜电源和镀膜气源的实际镀膜参数调整至与所选配方中的所需镀膜参数一致，使得镀膜电源和镀膜气源分别按照所需的电源功率参数和气体流量参数来工作，这样就完成了调整，如附图2和附图4的上半部分所示。由此可知，当玻璃片即将到达某一靶位时，PLC控制器获取该靶位处镀膜装置原有的镀膜参数，若原有的镀膜参数与所需镀膜参数不一致，则调整镀膜装置的实际镀膜参数，若原有的镀膜参数与所需镀膜参数一致，即可不再调整。
若选用的是普通调样模式，当玻璃片离开该靶位时，镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）保持不变，仍与所选配方中的所需镀膜参数（配方参数）保持一致，如附图3的下半部分所示。若选用的是生产中调样模式，则当玻璃片离开该靶位时，镀膜装置的实际镀膜参数（生产参数）恢复至此次参数调整前的原有镀膜参数，如附图4的下半部分所示。
在玻璃片进入溅射室后，PLC控制器计算其位置而判断其所到达靶位的方法是：使用PLC控制器内部的定时器设置时间间隔（如50s），在每段时间间隔内，基于编码器所反馈的伺服电机实际转速，计算该段时间间隔内玻璃片移动过的距离，从而累加各段时间间隔内计算得到的距离即可得到玻璃片总计走过的距离，从而基于已经确定不变的各个靶位的位置，即可得出玻璃片运行前方的靶位，从而对镀膜装置进行及时的参数调整。
3、玻璃片在溅射室内完成真空磁控溅射镀膜，传送至出口区，成为输出的建筑玻璃产品。出口区也可设置光电开关来感应完成镀膜的建筑玻璃。
通过以上方案的应用，使得操作人员只需选择配方号即可完成调样过程，不再需要输入大量的配方数据，从而减少生产所需时间，提高生产效率。而在生成过程中，PLC控制器控制而自动完成参数调整，不需人工调整参数。若采用生产中调样模式，则参数调整后参数可以自动回复，不影响生产过程。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统，用于控制为玻璃片镀膜而形成建筑玻璃所使用的真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整，所述真空磁控溅射镀膜生产线具有若干靶位，所述真空磁控溅射镀膜生产线包括分别设置于各所属靶位处的镀膜装置，其特征在于：所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统包括相通信连接的镀膜参数数据库、人机界面和PLC控制器：
所述镀膜参数数据库用于存储多组配方，每组所述配方包括所述真空磁控溅射镀膜生产线中各所述靶位处的所述镀膜装置所需镀膜参数所构成的一套参数；所述人机界面用于由所述镀膜参数数据库中调取和选定当前所需的一组配方，并将所选定的一组配方导入所述PLC控制器中；所述PLC控制器用于根据所选定的一组配方控制所述真空磁控溅射镀膜生产线在生产过程中进行镀膜参数调整，使得所述玻璃片经过各所述靶位时，所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数与所选定的一组配方中的所需镀膜参数相一致。
2.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述镀膜参数数据库、所述人机界面、所述PLC控制器均连接至一交换机而实现通信连接。
3.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统还包括若干个反馈器，所述反馈器向所述PLC控制器反馈所述真空磁控溅射镀膜生产线中用于传送所述玻璃片依次经过各所述靶位的传送装置的传送参数，以供所述PLC控制器计算所述玻璃片在所述真空磁控溅射镀膜生产线中的位置。
4.根据权利要求3所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述建筑玻璃镀膜参数自动调整控制系统具有两种调样模式来控制所述真空磁控溅射镀膜生产线进行参数自动调整，两种所述调样模式分别为普通调样模式和生产中调样模式；
在所述普通调样模式下，当所述玻璃片被传送至任一靶位时，所述PLC控制器控制该所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数调整至与所需镀膜参数相一致，当所述玻璃片离开该所述靶位时，所述镀膜装置的实际镀膜参数保持不变；
在所述生产中调样模式下，当所述玻璃片被传送至任一靶位时，所述PLC控制器控制该所述靶位对应的所述镀膜装置的实际镀膜参数调整至与所需镀膜参数相一致，当所述玻璃片离开该所述靶位时，所述镀膜装置的实际镀膜参数恢复此次参数调整前的原有镀膜参数。
5.根据权利要求3所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述传送装置包括传送带系统、驱动所述传送带系统的伺服电机，所述反馈器包括与所述伺服电机相连接并向所述PLC控制器反馈所述伺服电机实际转速作为所述传送参数的编码器。
6.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述真空磁控溅射镀膜生产线包括具有进口和出口的溅射室，各所述靶位和对应所述镀膜装置设置于所述溅射室中。
7.根据权利要求6所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述溅射室的进口之前设置有与所述PLC控制器相通信连接并用于检测所述玻璃片即将进入所述溅射室的光电开关。
8.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述镀膜装置包括镀膜电源和镀膜气源，所述镀膜装置的镀膜参数包括所述镀膜电源的电源功率参数和所述镀膜气源的气体流量参数。
9.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述镀膜参数数据库中存储多组所述配方具有对应配方号，通过所述人机界面选择所述配方号而实现配方选定。
10.根据权利要求1所述的一种建筑玻璃镀膜参数自动调增控制系统，其特征在于：所述镀膜参数数据库与上位机相通信连接。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190910

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