WO2023178926A1 - 工艺控制方法、装置及工业控制系统 - Google Patents

工艺控制方法、装置及工业控制系统 Download PDF

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WO2023178926A1
WO2023178926A1 PCT/CN2022/116630 CN2022116630W WO2023178926A1 WO 2023178926 A1 WO2023178926 A1 WO 2023178926A1 CN 2022116630 W CN2022116630 W CN 2022116630W WO 2023178926 A1 WO2023178926 A1 WO 2023178926A1
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control
process flow
equipment
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冀鸣
刘伟基
林秀刚
张军
陈文俊
易洪波
郭一鸣
赵刚
易卓越
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佛山市博顿光电科技有限公司
中山市博顿光电科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/4186—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32252—Scheduling production, machining, job shop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • This application relates to the field of industrial control technology, in particular to a process control method, device and industrial control system.
  • PLC Programmable Logic Controller
  • the process flow generally consists of a fixed process, and the relevant process control can only be carried out under the curing parameters supported by the control system, and additional operational control of parameters or processes cannot be performed during the process.
  • the vacuum coating process mainly includes vacuuming, heating, pre-melting, film formation, and pick-up; before and after film formation, it is generally operated manually, and the parameters of the film formation process are controlled through document templates (such as Excel). Template) is imported into the control system, and the craftsman sets the control parameters during the film formation process through the cured document template, and the control system reads the document template and executes it.
  • a process control method including:
  • the process control method further includes:
  • the structured data format is a list data structure
  • Each list element corresponds to a process
  • Each process contains multiple stages
  • Each stage has at least one key value representing an execution instruction or detection condition, corresponding to the protocol defined for control device communication.
  • the process flow file is traversed and analyzed in the order of the process flow to obtain each process of the process flow and the stages included in the process, including:
  • the execution instructions of each stage of each process are read in sequence, and the execution instructions are sent to the corresponding control equipment for execution by setting the communication protocol to control the corresponding equipment components of the process equipment, including:
  • the process control method further includes:
  • the process control method further includes:
  • Import existing process files into the process design platform parse the process files into data in a set data exchange format through the process design platform, and display them in the process design platform;
  • control device includes a plurality of mutually independent functional module devices; wherein,
  • Each functional module device corresponds to equipment components that control different functional types
  • the built-in program modules of each functional module device are encapsulated in an object-oriented manner and are uniformly called externally in the form of interfaces.
  • the process flow includes: an air extraction process, a baking and heating process, a cleaning process, a film forming process, and a gas release process;
  • the set data exchange format is JSON format
  • the set communication protocol is modbus protocol.
  • a process control device including:
  • a data interaction unit configured to receive a process flow file that sets a data exchange format; wherein the process flow file includes the execution content of each process of the process flow described in a structured data format;
  • a data analysis unit is used to traverse and analyze the process flow file according to the order of the process flow, and obtain each process of the process flow and the stages included in the process; wherein the stages include a set of execution instructions;
  • the instruction execution unit is used to sequentially read the execution instructions of each stage of each process, and send the execution instructions to the corresponding control equipment for execution by setting the communication protocol to control the corresponding equipment components of the process equipment; wherein, the The control device is each connected to at least one device component.
  • An industrial control system including: an industrial computer and a plurality of control devices, the industrial computer also communicates with a cloud platform through the Internet of Things; wherein,
  • the industrial computer is connected to each control device respectively;
  • Each of the control devices respectively corresponds to controlling several equipment components of the process equipment
  • the industrial computer and the cloud platform interact with each other through data exchange process files that set the data exchange format;
  • the industrial computer performs data interaction with the control device by setting a communication protocol
  • the industrial computer is configured to execute the steps of the process control method
  • the process control method includes:
  • a kind of computer equipment includes:
  • processors one or more processors
  • one or more application programs wherein the one or more application programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors, the one or more programs are configured to perform a process Control Method;
  • the process control method includes:
  • a computer-readable storage medium stores at least one instruction, at least a program, a code set or an instruction set, the at least one instruction, the at least a program, the code set or the instruction set is composed of the
  • the processor loads and executes the process control method
  • the process control method includes:
  • An industrial control system for a vacuum coating machine including: an industrial computer and multiple control devices.
  • the industrial computer communicates with a cloud platform through the Internet of Things;
  • the industrial computer is connected to each control device respectively;
  • Each control device corresponds to controlling several equipment components of the vacuum coating machine
  • the industrial computer and the cloud platform interact with each other through process flow files that set the data exchange format
  • the industrial computer interacts with the control equipment by setting the communication protocol
  • the industrial computer is configured to execute the steps of the process control method
  • the process control method includes:
  • the above technical solution forms a process flow file that sets the data exchange format by describing the execution content of each process step of the process flow in a structured data format.
  • the process flow file is traversed and analyzed to obtain each step of the process flow.
  • the execution instructions of the process and the stages included in the process are sent to the corresponding control equipment to control the corresponding equipment components of the process equipment by setting the communication protocol.
  • each step of the process flow can be effectively described through the customized process data structure, and the structured data format can construct several process flow modules according to the conventional process flow.
  • the parameters involved in each process flow module are relatively Fixed, thus forming a default template for quick reference and personalized adjustment of some parameters.
  • the protocols of different devices are standardized and called by the upper layer through the conversion program, so that the adaptation of different devices can be quickly realized through the configuration files of the conversion program.
  • a modular control scheme is adopted, which is managed collaboratively and uniformly by the bus service of the industrial computer, which can facilitate the expansion of each functional module.
  • Each functional module focuses on its own stability and provides interfaces for bus service calls to facilitate module upgrades. replace.
  • Each functional module integrates all controllable instructions and collected data into bus services, thereby enabling finer-grained, more personalized, and more complex control logic to meet the advanced usage scenarios of coating process personnel.
  • modular units can be realized, and the process flow can be reconstructed from the modular units to achieve a fully open process flow design, which can not only satisfy the in-depth controllability of the process, but also Based on the modular and reusable idea, it meets the rapid construction of conventional process flows, and finally realizes the automatic execution of the entire process through the generated process flow files.
  • a technical solution for re-editing the process flow file is provided to facilitate re-editing of the edited process flow file and realize the modification function of the process flow file.
  • Figure 1 is a schematic structural diagram of an example industrial control system
  • Figure 2 is a schematic diagram of the control system of an example vacuum coating machine
  • Figure 3 is a flow chart of a process control method according to an embodiment
  • Figure 4 is a schematic structural diagram of a process control device according to an embodiment
  • Figure 5 is a schematic structural diagram of a vacuum coating control system according to an embodiment.
  • the technical solution of this application is applied to process equipment to control various equipment components of the process equipment and achieve complete fully automatic process control functions for each link of the process. Based on the above technical purposes, this application constructs an industrial control system, so that the fully automatic process control function can be realized through the system; the technical solution of this application can be applied to the process control processes of various industrial equipment, especially Vacuum coating machine, vacuum etching machine, etc.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an example industrial control system; the system is implemented based on the industrial control software architecture and mainly includes: an industrial computer and multiple control devices, each control device corresponding to controlling at least one equipment component.
  • a vacuum coating machine will be taken as an example to assist in the explanation. Accordingly, this application provides an example of a control system of a vacuum coating machine, as shown in Figure 2.
  • FIG. 2 is an example of Schematic diagram of the control system of the vacuum coating machine; in this example, the industrial computer can also communicate with the cloud platform through the Internet of Things; among them, the industrial computer is connected to each control device; each control device corresponds to controlling several equipment components of the vacuum coating machine; The industrial computer and the cloud platform interact with each other by setting the process flow file of the data exchange format; the industrial computer interacts with the control equipment by setting the communication protocol; for the convenience of explanation, the set data exchange format in the embodiment of the present application can be JSON (JavaScript Object Notation, a lightweight data exchange format) format; the communication protocol can be set to modbus (a serial communication protocol) protocol. Among them, the industrial computer can be configured with execution programs to uniformly execute instructions such as instruction issuance and data collection instructions.
  • JSON JavaScript Object Notation, a lightweight data exchange format
  • the communication protocol can be set to modbus (a serial communication protocol) protocol.
  • the industrial computer can be configured with execution programs to uniformly execute instructions such as instruction issuance and data collection instructions
  • the industrial computer provides web services to implement functions including real-time monitoring, process editing, data analysis and remote analysis; further, it provides friendly Convenient visual interactive design encapsulates the process flow in the vacuum coating process by modules, provides the most granular process parameter combination setting function, and runs through the entire coating process.
  • the process execution file generated online can be started with one click to realize coating. The process is fully automated.
  • the process flow of vacuum coating targeted by this application may include: an air extraction process, a baking and heating process, a cleaning process, a film forming process, a degassing process, and so on.
  • Figure 3 is a flow chart of a process control method according to an embodiment, including:
  • S110 Receive a process flow file with a set data exchange format; wherein the process flow file includes the execution content of each process of the process flow described in a structured data format.
  • the industrial computer can receive the user's editing operations through the web client to generate process flow files online.
  • the process flow files are sent to the execution program of the industrial computer in a set data exchange format for analysis.
  • process flow documents can also be forwarded through the cloud platform.
  • the process flow file uses a structured data format as a list data structure; each list element corresponds to a process; each process contains multiple stages; each stage is provided with at least one key value representing an execution instruction or The detection condition corresponds to the protocol defined for control device communication.
  • the JSON format is used to describe the execution content of each process.
  • the process flow is composed of processes, the processes are composed of various stages, and each stage is composed of a set of control/detection instructions.
  • the JSON data structure applied to the vacuum coating process can be as follows:
  • each list element is a process
  • process Name represents the process name
  • process List represents the stages in the process
  • a process contains multiple stages
  • stage Name in each stage represents the stage name
  • other keys The value represents the execution instruction or detection condition; it corresponds to the protocol defined for the communication between the industrial computer and the control equipment.
  • the flexible configuration characteristics of JSON keys are fully utilized, and combined with the flexible combination requirements of process procedures, each step of the process flow can be effectively described, and the structured data format can be used in accordance with conventional processes.
  • the process constructs several process flow modules. The parameters involved in each process flow module are relatively fixed, thus forming a default template for quick reference and personalized adjustment of some parameters.
  • S120 Traverse and analyze the process flow file according to the order of the process flow, and obtain each process of the process flow and the stages included in the process; wherein the stages include a set of execution instructions, such as control instructions, detection instructions, etc.
  • the execution process flow can be called through the visual interface, the process flow file setting the data exchange format is passed to the execution program as a string, and the string is converted into a data object through the execution program, and then Traversal analysis.
  • the execution process is called through the web front-end visual interface, and the JSON structure data is passed to the execution program as a string.
  • the execution program converts the JSON string into a JSON object, performs for traversal analysis based on the known data structure, and reads the traversal
  • the first processName air extraction process traverses and parses the stage Name stage name - waiting for closing, door_lock_judge JSON key to obtain the execution instructions of the closing phase of the air extraction process. After waiting for the completion of the execution instructions of the closing phase, continue traversing the next stage of the air extraction process.
  • step S120 After the traversal analysis in step S120, the execution instructions of each process and each stage are obtained in turn, the execution content is converted into execution instructions in the control device according to the set data exchange format, and sent to the corresponding control device through the set communication protocol. , the control device controls the corresponding device components to perform operations through the IO interface.
  • the JSON key and the corresponding protocol can be used to convert the door closing command in the control device.
  • the door closing command protocol is finally sent to the corresponding control device by setting the communication protocol, and the control device controls the relay of the device through the IO, thereby realizing Close the door operation; after waiting for the closing phase to be completed, the control equipment feedbacks the completion information, traverses the execution instructions of the next stage of the air extraction process (the air extraction start stage) through step S120, and the control equipment executes the execution instructions of the air extraction start stage,...; to This process continues until all subsequent processes and stage operations are completed to achieve process automation.
  • the conversion program When converting the execution content into execution instructions in the control device, the conversion program corresponds to different execution instructions and function modules one by one, and the serial communication protocols of different control devices are standardized and escaped;
  • door_lock_judge and coating_vacuum are JSON keys
  • the protocol corresponding to door_lock_judge is to communicate with control device 1
  • the protocol message is 0001.
  • the technical solution of the above embodiment uses a conversion program to standardize the protocols of different devices and call them to the upper layer, so that the adaptation of different devices can be quickly realized through the configuration files of the conversion program.
  • control device may include multiple independent functional module devices; as shown in Figure 2, five functional module devices are listed in the figure, namely control device 1 to control device 5, where each The functional module equipment respectively corresponds to the equipment components that control different functional types; the built-in program modules of each functional module equipment are encapsulated in an object-oriented manner and are uniformly called to the outside in the form of interfaces; in terms of hardware, the control equipment can be implemented through a single-chip microcomputer, and through the modbus protocol and industrial control machine to communicate.
  • the process control system uses the modular idea to divide the equipment components of the vacuum coating machine into multiple functional modules.
  • Each module carries its own independent control range. For example, it can be divided into vacuum control , motion control, temperature control, ion source control, evaporation control and other functional modules; each functional module is uniformly controlled by an industrial control host.
  • the industrial computer uses an intelligent bus service application as the control brain to command the operation of each equipment component, drive and monitor the coating Execution of the process.
  • the technical solution of the above embodiment adopts a modular control solution and is managed collaboratively and uniformly by the bus service of the industrial computer, which can facilitate the expansion of each functional module.
  • Each functional module focuses on its own stability and provides an interface for bus service calls. Facilitates module upgrade and replacement.
  • Each functional module integrates all controllable instructions and collectable data into bus services, thereby enabling finer-grained, more personalized, and more complex control logic to meet the advanced usage scenarios of coating process personnel.
  • the process control method provided by this application may also include before step S110:
  • S100 Obtain the execution content of each process of the process flow; describe the execution content through a structured data format; generate a process flow file from the execution content.
  • the process flow in the process is encapsulated according to modules, and the most fine-grained process parameter combination setting function is provided, which can run through the entire process flow and generate processes online.
  • the process file enables one-click start and fully automated execution of the process control process.
  • this application after determining the data structure of the execution program, in order to facilitate users to intuitively design the process flow, this application also provides a visual process design engine, and uses web technology to realize free sequencing and combination of processes and various stages. and editors, freely generating the complete craft required.
  • process control method of this application may also include the following steps:
  • all configurable parameters are provided to the user with an explicit configuration selection form, such as waiting to close the door, pumping air, deflating air, setting the temperature to 180 degrees, etc.
  • the user can In the free combination formation stage, the generation stage information is input in the form of a form. Multiple stage forms can be combined.
  • the generation stage data segment module as in the above JSON data structure, waits for the door to close and the pumping to start to be combined into the pumping stage, and combined with the web page technology
  • the drag-and-drop capability enables drag-and-drop sequencing of processes and their various stages, allowing multiple edited processes to be freely combined or overlapped, and finally a complete coating process is generated.
  • the combined processes can be turned into preset templates to achieve rapid reuse.
  • vacuum degree has different requirements for different processes, which can be adjusted according to actual needs during use, thereby realizing module Chemical combination process design.
  • the embodiment of the present application in order to facilitate the re-editing of the edited process flow file and realize the modification function of the process flow file, the embodiment of the present application also provides the re-editing of the process flow file.
  • process control method of this application may also include the following steps:
  • the designed process flow file is exported into a process file in excel file format.
  • the user can edit the process file again, import the existing process file in the process design platform, and edit the excel file format through the process design platform.
  • the process files are parsed into JSON format data and displayed in the process design platform. After the user edits it again, the process files are recombined to generate a new process file, finally forming a visual design work interface.
  • Figure 4 is a schematic structural diagram of a process control device according to an embodiment, including:
  • the data interaction unit 110 is configured to receive a process flow file that sets a data exchange format; wherein the process flow file includes the execution content of each process of the process flow described in a structured data format;
  • the data analysis unit 120 is used to traverse and analyze the process flow file according to the process flow sequence, and obtain each process of the process flow and the stages included in the process; wherein the stages include a set of execution instructions;
  • the instruction execution unit 130 is used to read the execution instructions of each stage of each process in sequence, and send the execution instructions to the corresponding control equipment for execution by setting the communication protocol to control the corresponding equipment components of the process equipment; wherein, The control devices are respectively connected to at least one device component.
  • the process control device provided by this application may also include:
  • the file generation unit 100 is used to obtain the execution content of each process of the process flow; describe the execution content through a structured data format; and generate a process flow file from the execution content.
  • the process control device of this embodiment can execute a process control method provided by the embodiments of this application. Its implementation principle is similar. The actions performed by each module in the process control device in each embodiment of this application are the same as those of this application. Corresponding to the steps in the process control method in each embodiment of the application, for a detailed functional description of each module of the process control device, please refer to the description in the corresponding process control method shown above, and will not be described again here.
  • This application also provides a computer device, which includes:
  • processors one or more processors
  • one or more application programs wherein the one or more application programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors, the one or more programs are configured to: execute A process control method according to any of the above embodiments.
  • the present application also provides a computer-readable storage medium, which stores at least one instruction, at least a program, a code set or an instruction set, the at least one instruction, the at least a program, the code set or an instruction set.
  • the set is loaded by the processor and executes the process control method of any of the above embodiments.
  • the process control device, computer equipment, and computer-readable storage medium of the above embodiments form a process flow file that sets the data exchange format through the execution content of each process step of the process flow described in a structured data format.
  • traverse and analyze the process flow file to obtain the execution instructions of each process of the process flow and the stages included in the process; send it to the corresponding control equipment to control the corresponding equipment components of the process equipment by setting the communication protocol;
  • this technical solution realizes the In the process of fully automatic execution of the process, a complete fully automatic process control input can be formed, which greatly improves the control efficiency of the process equipment.
  • the process flow in the process is encapsulated according to modules, and the most fine-grained process parameter combination setting function is provided, which can run through the entire process flow.
  • the process flow file is generated online, which enables one-click start and fully automated execution of the coating process.
  • Figure 5 is a schematic structural diagram of a vacuum coating control system of an embodiment, including: an industrial computer and multiple control devices.
  • the industrial computer also communicates with the cloud platform through the Internet of Things; wherein, the industrial computer communicates with the cloud platform respectively.
  • Each control device is connected; each control device corresponds to a number of equipment components that control process equipment; the industrial computer and the cloud platform perform data interaction by setting a process flow file in a data exchange format; the industrial computer sets a communication protocol Perform data interaction with the control device; the industrial computer is configured to execute the steps of the process control method of any of the above embodiments.
  • the industrial computer can provide web services including real-time monitoring, process editing, data analysis and remote upgrades. It communicates with the EMQ Broker program of the cloud platform through the EMQ Edge program for the Internet of Things.
  • the web services provided by the cloud platform include Real-time monitoring, process editing, data analysis, remote upgrade, security authentication and rule engine, etc.
  • the cloud platform also provides database and cache middleware functions.
  • the optical control equipment is monitored through the optical control host, which implements signal acquisition and calculation engine functions respectively. The relevant optical control monitoring data is sent to the execution program for processing.
  • the modules can be divided according to function into judge module, motion module, temperature module, evaporation deposition module, ion source module, etc.
  • Each functional module completes its own function internally and provides an interface for other modules to call.
  • the judge module is responsible for pumping, maintaining vacuum, deflating operations of the vacuum chamber, and the safety closed-loop interlocking logic of the underlying equipment, etc.
  • the module program defines the pumping/deflating function internally, sets the operation pumping/deflating control, and calls Corresponding interface function, the function sets the operating parameters (0: off, 1: on), and sends the parameter data to the judge module through the modbus serial port protocol.
  • the electronically controlled judge module receives the control instructions and triggers the internal logic to control pumping/deflating.
  • the valve switching sequence of each device in the logic is encapsulated in an object form using independent program modules, and is uniformly called externally in the form of an interface.
  • the safety closed-loop interlocking logic of the underlying equipment is a safety logic function within the module.
  • the motion module is responsible for controlling the switches of the baffle, correction plate, and crucible in the cavity. For example, if the crucible is called to rotate to the No. 1 crucible position, the module program calls the rotating crucible function, sets the parameter No.
  • the temperature control module is responsible for setting the baking temperature, high-voltage filament and other switch controls. For example, setting the baking 1 temperature to 180 degrees, the module program calls the setting baking 1 temperature function, sets the 180-degree parameters, and converts the parameter instructions into modbus protocol instructions.
  • the serial port protocol communicates with the temperature control module.
  • the temperature control module sets the baking 1 temperature to 180 degrees to control the operation of the equipment.
  • the evaporation deposition module is responsible for coating with crystal control, electron guns and other equipment control equipment.
  • the SIO 2 film system parameters, thickness, etc. are sequentially called to the program function in the evaporation deposition module, and the film system parameters are converted into modbus protocol instructions. It is sent to the evaporation deposition module device through the serial port protocol, thereby setting the SIO 2 film system parameters successfully.
  • the entire process control process is controlled by the master control program.
  • the coating control process is set up through the visual interface, and the overall control program conducts unified scheduling through the current status of each module and the collected data of the equipment, thereby achieving a more scientific and stable work of each module.

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Abstract

一种工艺控制方法、装置及工业控制系统，方法包括：接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容(S110)；按工艺流程顺序对工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，阶段包括执行指令集合(S120)；依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，控制设备分别连接至少一个设备部件(S130)。实现了对工艺过程全自动执行，可以形成完整的全自动流程控制输入，极大提升了工艺设备的控制效率。

Description

工艺控制方法、装置及工业控制系统 技术领域
本申请涉及工业控制技术领域，特别是一种工艺控制方法、装置及工业控制系统。
背景技术
在工业控制技术领域中，传统的工业设备、加工工艺设备采用的控制技术，一般是通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)设备进行逻辑控制，由于各个设备部件产生的状态数据繁多，各个PLC设备采集所属设备部件的数据来进行处理；如在真空技术领域的真空镀膜、真空刻蚀等工艺。
本申请的发明人在实践中发现，对于工艺流程，一般由固定的流程构成，相关工艺控制只能在控制系统支持的固化参数下进行，无法在过程中再参数或流程进行额外的操作控制。以真空镀膜设备为例，真空镀膜工艺流程主要包括抽真空、加热、预熔、成膜、取件；其中成膜前后一般由人工手动操作，成膜过程的参数控制则通过文档模板(如Excel模板)导入控制系统，工艺人员通过固化的文档模板设置成膜过程中的控制参数，控制系统读取文档模板后进行执行。上述技术方案虽然能够满足常规镀膜工艺需求，但由于固化的模式，工艺人员仅能在控制系统支持的固化参数下进行镀膜工艺控制，无法在过程中对各个工艺环节更多的参数或流程进行更细的操作控制；并且文件编辑仅是针对成膜环节的设置，无法进行完整的全自动流程控制输入。
由此可见，传统的工艺设备控制技术，难以全自动流程控制，严重影响了工艺设备的控制效率。
发明内容
基于此，有必要针对上述至少一种技术缺陷，提供一种工艺控制方法、装置及工业控制系统。
一种工艺控制方法，包括：
接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
在一个实施例中，所述的工艺控制方法，还包括：
获取工艺流程的各个工序的执行内容；
通过结构化的数据格式描述所述执行内容；
将所述执行内容生成所述工艺流程文件。
在一个实施例中，所述结构化的数据格式为列表数据结构；其中，
每个列表元素对应一个工序；
每个工序中含有多个阶段；
每个阶段设有至少一个键值代表执行指令或者检测条件，对应于控制设备通讯定义的协议。
在一个实施例中，按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段，包括：
通过可视化界面调用执行工艺流程，将所述设定数据交换格式的工艺流程文件以字符串传参到执行程序，通过所述执行程序将字符串转换成数据对象，并进行遍历解析；
所述依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件，包括：
获取每个工序的各个阶段的执行指令，根据所述设定数据交换格式将所述执行内容转换成控制设备中的执行指令，通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由所述控制设备通过IO接口控制相应的设备部件执行操作。
在一个实施例中，所述的工艺控制方法，还包括：
将工艺设备可配置的执行指令显示为配置选择表单；
获取用户以表单形式输入的至少一个工序及其各个阶段的阶段信息，组合所述工序的多个阶段表单并生成阶段数据段；
结合web网页拖拽方式，对所述工序及其各个阶段进行拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，生成工艺流程的各个工序的执行内容。
在一个实施例中，所述的工艺控制方法，还包括：
将已生成的工艺流程文件导出为设定格式的工艺文件；
在工艺设计平台中导入已有工艺文件，通过所述工艺设计平台对所述工艺文件进行解析成设定数据交换格式的数据并在所述工艺设计平台中进行显示；
获取用户对所述工艺文件进行的编辑操作，重新组合生成新的工艺文件。
在一个实施例中，所述控制设备包括多个相互独立的功能模块设备；其中，
各个功能模块设备分别对应于控制不同功能类型的设备部件；
各个功能模块设备内置程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用。
在一个实施例中，所述工艺流程包括：抽气工序、烘烤加热工序、清洗工序、成膜工序以及放气工序；
所述设定数据交换格式为JSON格式；
所述设定通讯协议为modbus协议。
一种工艺控制装置，包括：
数据交互单元，用于接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
数据解析单元，用于按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
指令执行单元，用于依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
一种工业控制系统，包括：工控机以及多个控制设备，所述工控机还通过物联网与云平台进行通信；其中，
所述工控机分别与各个控制设备连接；
各个所述控制设备分别对应控制工艺设备的若干设备部件；
所述工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；
所述工控机通过设定通讯协议与所述控制设备进行数据交互；
所述工控机被配置为执行工艺控制方法的步骤；
所述工艺控制方法，包括：
接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
一种计算机设备，该计算机设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行工艺控制方法；
所述工艺控制方法，包括：
接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行工艺控制方法；
所述工艺控制方法，包括：
接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
一种真空镀膜机的工业控制系统，包括：工控机以及多个控制设备，所述工控机通过物联网与云平台进行通信；
其中，工控机分别与各个控制设备连接；
各个控制设备分别对应控制真空镀膜机的若干设备部件；
工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；
工控机通过设定通讯协议与控制设备进行数据交互；
所述工控机被配置为执行工艺控制方法的步骤；
所述工艺控制方法，包括：
接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
以及
依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
上述技术方案，通过以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容，形成设定数据交换格式的工艺流程文件，在工艺控制时，对工艺流程文件进行遍历解析获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段的执行指令；通过设定通讯协议下发至对应的控制设备控制工艺设备相应的设备部件；该技术方案，实现了对工艺过程全自动执行，可以形成完整的全自动流程控制输入，极大提升了工艺设备的控制效率。
进一步的，通过自定义的工艺数据结构，能够有效描述工艺流程的各个步骤，而结构化的数据格式可以按照常规工艺流程构建若干个工艺流程模块，每个工艺流程模块中所涉及的参数是相对固定的，从而可以形成默认模板，便于快速引用并个性化调整部分参数。
进一步的，通过转换程序将不同设备的协议并统一标准化给上层调用，从而可以快速通过转换程序的配置文件实现不同设备的适配。
进一步的，采用模块化的控制方案，由工控机的总线服务进行协同统一管理，可以方便各个功能模块的扩展，各个功能模块专注于自身的稳定性，提供接口给总线服务调用，便于模块的升级替换。而各功能模块将所有可控制的指令及可采集的数据集成到总线服务，从而能够实现更细粒度、更个性化、更复杂的控制逻辑，满足镀膜工艺人员的高级使用场景。
进一步的，通过对全部可控制参数的灵活组合，可以实现模块化单元，由模块化单元再构成工艺流程，实现全开放的工艺流程设计，既可以满足工艺对工艺控制的深入可控性，又基于模块化可复用思想，满足常规工艺流程的快速构建，最终通过生成的工艺流程文件实现全流程自动执行。
进一步的，提供了对工艺流程文件的再次编辑技术方案，便于对已编辑好的工艺流程文件进行再次编辑，实现对工艺流程文件的修改功能。
附图说明
图1是一个示例的工业控制系统结构示意图；
图2是一个示例的真空镀膜机的控制系统示意图；
图3是一个实施例的工艺控制方法流程图；
图4是一个实施例的工艺控制装置的结构示意图；
图5是一个实施例的真空镀膜控制系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请的技术方案，应用于工艺设备上，以对工艺设备的各个设备部件进行控制，针对于工艺的各个环节，实现完整的全自动流程控制功能。基于上述技术目的，本申请的构建了一种工业控制系统，从而在通过该系统来实现全自动工艺流程控制功能；本申请的技术方案可以应用于各种工业设备的工艺控制流程中，特别是真空镀膜机、真空刻蚀机等等。
参考图1所示，图1是一个示例的工业控制系统结构示意图；该系统基于工控软件架构上实现，主要包括：工控机以及多个控制设备，每个控制设备对应控制至少一个设备部件。为了便于实施例的说明，以下实施例中，将以真空镀膜机为例辅助进行说明，据此，本申请提供一个真空镀膜机的控制系统示例，如图2所示，图2是一个示例的真空镀膜机的控制系统示意图；本示例中，工控机还可以通过物联网与云平台进行通信；其中，工控机分别与各个控制设备连接；各个控制设备分别对应控制真空镀膜机的若干设备部件；工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；工控机通过设定通讯协议与控制设备进行数据交互；为了便于说明，本申请实施例中的设定数据交换格式可以为JSON(JavaScript Object Notation，JS对象简谱，一种轻量级的数据交换格式)格式；设定通讯协议可以为modbus(一种串行通信协议)协议。其中，工控机可以配置执行程序来统一进行指令下发和数据采集指令等执行指令，工控机提供web服务，实现功能包括实时监控、工艺编辑、数据分析和远程分析等功能；进一步的，提供友好便捷的可视化交互设计，对真空镀膜过程中的工艺流程进行按模块进行封装，提供最细粒度的过程参数组合设置功能，贯穿镀膜工艺全流程，在线生成的工艺执行文件，一键启动，实现镀膜过程全自动化执行。
作为示例，本申请所针对的真空镀膜的工艺流程可以包括：抽气工序、烘烤加热工序、清洗工序、成膜工序以及放气工序等等。
下面阐述本申请的工艺控制方法的实施例。
本申请提供的工艺控制方法，可以应用于上述示例的工控机上，参考图3，图3是一个实施例的工艺控制方法流程图，包括：
S110，接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，工艺流程文件包括以结构化的 数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容。
工控机可以通过web客户端接收用户的编辑操作在线生成工艺流程文件，工艺流程文件以设定数据交换格式发送到工控机的执行程序进行解析。另外，也可以通过云平台转发工艺流程文件。
作为实施例，工艺流程文件采用结构化的数据格式为列表数据结构；其中，每个列表元素对应一个工序；每个工序中含有多个阶段；每个阶段设有至少一个键值代表执行指令或者检测条件，对应于控制设备通讯定义的协议。
例如，采用JSON格式描述各个工序的执行内容，工艺流程由工序组成，工序由各个阶段组成，各个阶段控制/检测指令集合组成，作为一个示例，应用于真空镀膜工艺的JSON数据结构可以如下：
Figure PCTCN2022116630-appb-000001
Figure PCTCN2022116630-appb-000002
如上述示例的工艺数据结构中，每个列表元素为一个工序，process Name表示工序名称，process List表示工序中的阶段，一个工序含有多个阶段，每个阶段中stage Name表示阶段名称，其它键值代表执行指令或者检测条件；对应的是工控机与控制设备通讯定义的协议，比如上述工艺数据结构中等待关门阶段中设有door_lock_judge＝1的检测条件要求，即对应协议中door_lock_judge门开关检测量的值必须为1；抽气开始阶段，coating_vacuum＝0.01是指执行抽气直到真空度到达0.01Pa，满足条件后才能继续执行后续阶段及工序。
通过上述实施例的工艺数据结构，充分利用了JSON键灵活配置的特点，将其与工艺工序的灵活组合需求相结合，能够有效描述工艺流程的各个步骤，而结构化的数据格式可以按照常规工艺流程构建若干个工艺流程模块，每个工艺流程模块中所涉及的参数是相对固定的，从而可以形成默认模板，便于快速引用并个性化调整部分参数。
S120，按工艺流程顺序对工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，阶段包括执行指令集合，如控制指令、检测指令等。
在工艺过程中，作为实施例，可以通过可视化界面调用执行工艺流程，将设定数据交换格式的工艺流程文件以字符串传参到执行程序，通过执行程序将字符串转换成数据对象，并进行遍历解析。
例如，通过web前端可视化界面调用执行工艺，将JSON结构数据以字符串传参到执行程序，执行程序将JSON字符串转换成JSON对象，根据已知的数据结构进行for遍历解析，遍历读取到第一个processName抽气工序，遍历解析stage Name阶段名称-等待关门、door_lock_judge JSON键获取到抽气工序的关门阶段的执行指令，等待关门阶段的执行指令完成后，继续遍历抽气工序下一个阶段，即抽气开始阶段，等待抽气开始阶段的执行指令完成后，遍历解析下一个工序的进入待机状态工序，直至遍历解析所有工序及其阶段 的执行指令。
S130，依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，控制设备分别连接至少一个设备部件。
通过步骤S120的遍历解析后，依次获取各个工序及其各个阶段的执行指令，根据设定数据交换格式将执行内容转换成控制设备中的执行指令，通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由控制设备通过IO接口控制相应的设备部件执行操作。
作为实施例，可以通过JSON键与对应协议转换成控制设备中的关门指令，关门指令协议最后通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由控制设备通过IO控制设备继电器吸合，从而实现关门操作；等待关门阶段完成之后，控制设备反馈完成信息，通过步骤S120遍历抽气工序下一个阶段(抽气开始阶段)的执行指令，控制设备执行抽气开始阶段的执行指令，……；以此类推直至完成后续所有工序及其阶段操作，实现工艺自动化操作。
在将执行内容转换成控制设备中的执行指令时，是经过转换程序一一对应不同的执行指令及功能模块，将不同控制设备的串口通讯协议进行标准化转义；
例如，door_lock_judge和coating_vacuum为JSON键，door_lock_judge对应的协议是与控制设备1进行通讯，协议报文为0001。
上述实施例的技术方案，通过转换程序将不同设备的协议并统一标准化给上层调用，从而可以快速通过转换程序的配置文件实现不同设备的适配。
在一个实施例中，对于控制设备，可以包括多个相互独立的功能模块设备；如图2所示，图中列出了五个功能模块设备，即控制设备1～控制设备5，其中，各个功能模块设备分别对应于控制不同功能类型的设备部件；各个功能模块设备内置程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用；在硬件上，控制设备可以通过单片机来实现，通过modbus协议与工控机进行通信。
以真空镀膜机为例，基于上述结构的工艺控制系统，通过模块化思想，将真空镀膜机的设备部件划分为多个功能模块，各个模块承载各自独立的控制范围，例如，可以划分为真空控制、运动控制、温度控制、离子源控制、蒸发控制等多个功能模块；各个功能模块统一由工控主机控制，工控机以智能化总线服务应用作为控制大脑，指挥各设备部件运转，驱动及监测镀膜工艺的执行。
上述实施例的技术方案，采用模块化的控制方案，由工控机的总线服务进行协同统一管理，可以方便各个功能模块的扩展，各个功能模块专注于自身的稳定性，提供接口给总线服务调用，便于模块的升级替换。而各功能模块将所有可控制的指令及可采集的数据集成到总线服务，从而能够实现更细粒度、更个性化、更复杂的控制逻辑，满足镀膜工艺人 员的高级使用场景。
为了更加清晰本申请的技术方案，下面结合阐述更多实施例。
在一个实施例中，本申请提供的工艺控制方法，在步骤S110之前还可以包括：
S100，获取工艺流程的各个工序的执行内容；通过结构化的数据格式描述执行内容；将执行内容生成工艺流程文件。
通过便捷的交互设计，通过结构化的数据格式描述执行内容，对工艺过程中的工艺流程进行按模块进行封装，提供最细粒度的过程参数组合设置功能，可以贯穿全工艺流程，通过在线生成工艺流程文件，由此可以实现一键启动，实现工艺控制过程全自动化执行。
在一个实施例中，在确定执行程序的数据结构后，为了方便用户直观的设计工艺流程，本申请还提供了可视化的工艺设计引擎，并且采用web技术，实现工序及各个阶段的自由排序、组合和编辑，自由生成所需的完整工艺。
据此，本申请的工艺控制方法，还可以包括如下步骤：
将工艺设备可配置的执行指令显示为配置选择表单；获取用户以表单形式输入的至少一个工序及其各个阶段的阶段信息，组合工序的多个阶段表单并生成阶段数据段；结合web网页拖拽方式，对工序及其各个阶段进行拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，生成工艺流程的各个工序的执行内容。
例如，所有可配置的参数(如JSON数据结构中的控制指令、检测指令等)，提供给用户显义化配置选择表单，如等待关门、抽气、放气、温度设置180度等，用户可以自由组合形成阶段，以表单形式输入生成阶段信息，可组合多个阶段表单，生成阶数据段模块，如上JSON数据结构中，等待关门、抽气开始组合成抽气阶段，并结合web网页技术中的拖拽能力，实现工序及其各个阶段的拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，最后生成完整镀膜工艺。
另外，在工艺流程设计过程中，可以将组合后的工序变为预设模板，从而实现快速复用，比如真空度针对不同工艺有不同要求，可在使用时根据实际需求进行调整，从而实现模块化组合工艺设计。
上述实施例的技术方案，通过对全部可控制参数的灵活组合，可以实现模块化单元，由模块化单元再构成工艺流程，实现全开放的工艺流程设计，既可以满足工艺对镀膜控制的深入可控性，又基于模块化可复用思想，满足常规工艺流程的快速构建，最终通过生成的工艺流程文件实现全流程镀膜自动执行。
在一个实施例中，在工艺流程设计过程中，为了便于对已编辑好的工艺流程文件进行再次编辑，实现对工艺流程文件的修改功能，本申请实施例还提供了对工艺流程文件的再次编辑技术方案。
据此，本申请的工艺控制方法，还可以包括如下步骤：
将已生成的工艺流程文件导出为设定格式的工艺文件；工艺文件亦可再次编辑，在工艺设计平台中导入已有工艺文件，通过工艺设计平台对工艺文件进行解析成设定数据交换格式的数据并在工艺设计平台中进行显示；获取用户对工艺文件进行的编辑操作，重新组合生成新的工艺文件。
例如，将设计好的工艺流程文件导出为excel文件格式的工艺文件，用户可以对工艺文件进行再次编辑，可以在工艺设计平台中，导入已有的工艺文件，通过工艺设计平台对excel文件格式的工艺文件进行解析成JSON格式数据，并且在工艺设计平台中进行显示，用户再次编辑后，重新组合生成新的工艺文件，最终形成可视化的设计工作界面。
下面阐述工艺控制装置的实施例。
参考图4所示，图4是一个实施例的工艺控制装置的结构示意图，包括：
数据交互单元110，用于接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
数据解析单元120，用于按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
指令执行单元130，用于依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
在一个实施例中，如图4所示，本申请提供的工艺控制装置，还可以包括：
文件生成单元100，用于获取工艺流程的各个工序的执行内容；通过结构化的数据格式描述执行内容；将执行内容生成工艺流程文件。
本实施例的工艺控制装置可执行本申请的实施例所提供的一种工艺控制方法，其实现原理相类似，本申请各实施例中的工艺控制装置中的各模块所执行的动作是与本申请各实施例中的工艺控制方法中的步骤相对应的，对于工艺控制装置的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应的工艺控制方法中的描述，此处不再赘述。
本申请还提供一种计算机设备，该计算机设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行根据上述任意实施例的工艺控制方法。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行上述任意实施例的工艺控制方法。
上述实施例的工艺控制装置、计算机设备及计算机可读存储介质，通过以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容，形成设定数据交换格式的工艺流程文件，在镀膜控制时，对工艺流程文件进行遍历解析获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段的执行指令；通过设定通讯协议下发至对应的控制设备控制工艺设备相应的设备部件；该技术方案，实现了对工艺过程全自动执行工艺中，可以形成完整的全自动流程控制输入，极大提升了工艺设备的控制效率。
进一步的，通过便捷的交互设计，通过结构化的数据格式描述执行内容，对工艺过程中的工艺流程进行按模块进行封装，提供最细粒度的过程参数组合设置功能，可以贯穿全工艺流程，通过在线生成工艺流程文件，由此可以实现一键启动，实现镀膜过程全自动化执行。
下面阐述工业控制系统的实施例。
参考图5，图5是一个实施例的真空镀膜控制系统结构示意图，包括：工控机以及多个控制设备，所述工控机还通过物联网与云平台进行通信；其中，所述工控机分别与各个控制设备连接；各个所述控制设备分别对应控制工艺设备的若干设备部件；所述工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；所述工控机通过设定通讯协议与所述控制设备进行数据交互；所述工控机被配置为执行上述任一实施例的工艺控制方法的步骤。
如图5中所示，工控机可以提供web服务包括实时监控、工艺编辑、数据分析以及远程升级等，通过EMQ Edge程序与云平台的EMQ Broker程序进行物联网通信，云平台提供的web服务包括实时监控、工艺编辑、数据分析、远程升级、安全鉴权以及规则引擎等，同时，云平台还提供数据库和缓存中间件功能。另外，光控设备通过光控主机进行监控，分别实现信号采集和计算引擎功能，相关光控监测数据发送至执行程序进行处理。
对于功能模块，按功能划分模块可以划分为法官模块、运动模块、温度模块、蒸发沉积模块、离子源模块等，每个功能模块在内部完成各自的功能，并提供接口给其它模块调用。其中，法官模块负责对真空室进行抽气、维持真空、放气操作、底层设备安全闭环互锁逻辑等，模块程序内部定义了抽气/放气函数，设置操作抽气/放气控制，调用对应的接口函数，函数设置操作参数(0:关闭，1：开启)，通过modbus串口协议，将参数数据发送到法官模块，电控法官模块接收到控制指令，触发内部逻辑控制抽气/放气逻辑中各设备阀门开关顺序，采用独立的程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用。底层设备安全闭环互锁逻辑是模块内安全逻辑函数，当法官模块采集到设备水电气状态中有不满足或未开启的状态下，进行抽气/放气等操作不允许执行，并发生从而达到安全闭环逻辑。运动模块负责对腔体内挡板、修正板、坩埚等开关控制，如调用坩埚转动到1号埚位，模块程序调用转动坩埚函数，并设置参数1号埚位，将参数指令转换成modbus协议指令， 通过串口协议与运动模块通讯，运动模块设置坩埚位置，进行控制设备运行。温控模块负责设置烘烤温度、高压灯丝等开关控制，如设置烘烤1温度为180度，模块程序调用设置烘烤1温度函数，设置180度参数，将参数指令转换成modbus协议指令，通过串口协议与温控模块通讯，温控模块设置烘烤1温度为180度，进行控制设备运行。蒸发沉积模块负责与晶控、电子枪等设备控制设备进行镀膜，如需镀膜SIO 2，将SIO 2膜系参数厚度等，依次调用蒸发沉积模块中程序函数，将膜系参数转换成modbus协议指令，通过串口协议发送至蒸发沉积模块设备中，从而设置SIO 2膜系参数成功。
如上述工业控制系统，整个工艺控制流程是由总控制程序来进行控制完成。通过可视界面设置好镀膜控制流程，总控制程序通过设备当前从各模块及采集数据状态进行统一调度，从而实现各模块更科学更稳定的工作。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (39)

  1. 一种工艺控制方法，包括：
    接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  2. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，还包括：
    获取工艺流程的各个工序的执行内容；
    通过结构化的数据格式描述所述执行内容；
    将所述执行内容生成所述工艺流程文件。
  3. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，所述结构化的数据格式为列表数据结构；其中，
    每个列表元素对应一个工序；
    每个工序中含有多个阶段；
    每个阶段设有至少一个键值代表执行指令或者检测条件，对应于控制设备通讯定义的协议。
  4. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段，包括：
    通过可视化界面调用执行工艺流程，将所述设定数据交换格式的工艺流程文件以字符串传参到执行程序，通过所述执行程序将字符串转换成数据对象，并进行遍历解析；
    所述依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件，包括：
    获取每个工序的各个阶段的执行指令，根据所述设定数据交换格式将所述执行内容转换成控制设备中的执行指令，通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由所述控制设备通过IO接口控制相应的设备部件执行操作。
  5. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，还包括：
    将工艺设备可配置的执行指令显示为配置选择表单；
    获取用户以表单形式输入的至少一个工序及其各个阶段的阶段信息，组合所述工序的 多个阶段表单并生成阶段数据段；
    结合web网页拖拽方式，对所述工序及其各个阶段进行拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，生成工艺流程的各个工序的执行内容。
  6. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，还包括：
    将已生成的工艺流程文件导出为设定格式的工艺文件；
    在工艺设计平台中导入已有工艺文件，通过所述工艺设计平台对所述工艺文件进行解析成设定数据交换格式的数据并在所述工艺设计平台中进行显示；
    获取用户对所述工艺文件进行的编辑操作，重新组合生成新的工艺文件。
  7. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，所述控制设备包括多个相互独立的功能模块设备；其中，
    各个功能模块设备分别对应于控制不同功能类型的设备部件；
    各个功能模块设备内置程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用。
  8. 根据权利要求1所述的工艺控制方法，所述设定数据交换格式为JSON格式；所述设定通讯协议为modbus协议。
  9. 一种工艺控制装置，包括：
    数据交互单元，用于接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    数据解析单元，用于按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    指令执行单元，用于依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  10. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述数据交互单元，还用于：
    获取工艺流程的各个工序的执行内容；
    通过结构化的数据格式描述所述执行内容；
    将所述执行内容生成所述工艺流程文件。
  11. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述结构化的数据格式为列表数据结构；其中，
    每个列表元素对应一个工序；
    每个工序中含有多个阶段；
    每个阶段设有至少一个键值代表执行指令或者检测条件，对应于控制设备通讯定义的协议。
  12. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述数据解析单元，用于：
    通过可视化界面调用执行工艺流程，将所述设定数据交换格式的工艺流程文件以字符串传参到执行程序，通过所述执行程序将字符串转换成数据对象，并进行遍历解析；
    所述指令执行单元，用于：
    获取每个工序的各个阶段的执行指令，根据所述设定数据交换格式将所述执行内容转换成控制设备中的执行指令，通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由所述控制设备通过IO接口控制相应的设备部件执行操作。
  13. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述数据交互单元，还用于：
    将工艺设备可配置的执行指令显示为配置选择表单；
    获取用户以表单形式输入的至少一个工序及其各个阶段的阶段信息，组合所述工序的多个阶段表单并生成阶段数据段；
    结合web网页拖拽方式，对所述工序及其各个阶段进行拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，生成工艺流程的各个工序的执行内容。
  14. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述数据交互单元，还用于：
    将已生成的工艺流程文件导出为设定格式的工艺文件；
    在工艺设计平台中导入已有工艺文件，通过所述工艺设计平台对所述工艺文件进行解析成设定数据交换格式的数据并在所述工艺设计平台中进行显示；
    获取用户对所述工艺文件进行的编辑操作，重新组合生成新的工艺文件。
  15. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述控制设备包括多个相互独立的功能模块设备；其中，
    各个功能模块设备分别对应于控制不同功能类型的设备部件；
    各个功能模块设备内置程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用。
  16. 根据权利要求9所述的工艺控制装置，所述设定数据交换格式为JSON格式；所述设定通讯协议为modbus协议。
  17. 一种计算机设备，该计算机设备，其包括：
    一个或多个处理器；
    存储器；
    一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于执行工艺控制方法；
    所述工艺控制方法，包括：
    接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工 序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  18. 一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行工艺控制方法；
    所述工艺控制方法，包括：
    接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  19. 一种工业控制系统，包括：工控机以及多个控制设备，所述工控机还通过物联网与云平台进行通信；其中，
    所述工控机分别与各个控制设备连接；
    各个所述控制设备分别对应控制工艺设备的若干设备部件；
    所述工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；
    所述工控机通过设定通讯协议与所述控制设备进行数据交互；
    所述工控机被配置为执行工艺控制方法的步骤；
    所述工艺控制方法，包括：
    接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  20. 根据权利要求19的工业控制系统，所述工艺控制方法还包括：
    获取工艺流程的各个工序的执行内容；
    通过结构化的数据格式描述所述执行内容；
    将所述执行内容生成所述工艺流程文件。
  21. 根据权利要求19的工业控制系统，所述结构化的数据格式为列表数据结构；其中，
    每个列表元素对应一个工序；
    每个工序中含有多个阶段；
    每个阶段设有至少一个键值代表执行指令或者检测条件，对应于控制设备通讯定义的协议。
  22. 根据权利要求19的工业控制系统，所述的工艺控制方法中，按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段，包括：
    通过可视化界面调用执行工艺流程，将所述设定数据交换格式的工艺流程文件以字符串传参到执行程序，通过所述执行程序将字符串转换成数据对象，并进行遍历解析；
    所述依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件，包括：
    获取每个工序的各个阶段的执行指令，根据所述设定数据交换格式将所述执行内容转换成控制设备中的执行指令，通过设定通讯协议发送到对应的控制设备中，由所述控制设备通过IO接口控制相应的设备部件执行操作。
  23. 根据权利要求19的工业控制系统，所述工艺控制方法还包括：
    将工艺设备可配置的执行指令显示为配置选择表单；
    获取用户以表单形式输入的至少一个工序及其各个阶段的阶段信息，组合所述工序的多个阶段表单并生成阶段数据段；
    结合web网页拖拽方式，对所述工序及其各个阶段进行拖拽排序，将多个编辑好的工序自由组合或重叠组合，生成工艺流程的各个工序的执行内容。
  24. 根据权利要求19的工业控制系统，所述的工艺控制方法，还包括：
    将已生成的工艺流程文件导出为设定格式的工艺文件；
    在工艺设计平台中导入已有工艺文件，通过所述工艺设计平台对所述工艺文件进行解析成设定数据交换格式的数据并在所述工艺设计平台中进行显示；
    获取用户对所述工艺文件进行的编辑操作，重新组合生成新的工艺文件。
  25. 根据权利要求19的工业控制系统，所述控制设备包括多个相互独立的功能模块设备；其中，
    各个功能模块设备分别对应于控制不同功能类型的设备部件；
    各个功能模块设备内置程序模块进行对象化封装，以接口形式对外统一调用。
  26. 根据权利要求19的工业控制系统，所述设定数据交换格式为JSON格式；所述设定通讯协议为modbus协议。
  27. 一种真空镀膜机的工业控制系统，包括：工控机以及多个控制设备，所述工控机通过物联网与云平台进行通信；
    其中，工控机分别与各个控制设备连接；
    各个控制设备分别对应控制真空镀膜机的若干设备部件；
    工控机与云平台通过设定数据交换格式的工艺流程文件进行数据交互；
    工控机通过设定通讯协议与控制设备进行数据交互；
    所述工控机被配置为执行工艺控制方法的步骤；
    所述工艺控制方法，包括：
    接收设定数据交换格式的工艺流程文件；其中，所述工艺流程文件包括以结构化的数据格式描述的工艺流程的各个工序的执行内容；
    按工艺流程顺序对所述工艺流程文件进行遍历解析，获取工艺流程的各个工序以及工序包含的阶段；其中，所述阶段包括执行指令集合；
    以及
    依次读取各个工序的各个阶段的执行指令，通过设定通讯协议将所述执行指令发送至对应的控制设备进行执行，以控制工艺设备相应的设备部件；其中，所述控制设备分别连接至少一个设备部件。
  28. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述工控机配置执行程序来统一进行指令下发和数据采集指令，工控机提供web服务，实现功能包括实时监控、工艺编辑、数据分析和远程分析。
  29. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述工控机对真空镀膜过程中的工艺流程进行按模块进行封装，提供最细粒度的过程参数组合设置功能，贯穿镀膜工艺全流程，在线生成的工艺执行文件，一键启动，实现镀膜过程全自动化执行。
  30. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述真空镀膜的工艺流程包括：抽气工序、烘烤加热工序、清洗工序、成膜工序以及放气工序。
  31. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述工控机提供web服务包括实时监控、工艺编辑、数据分析以及远程升级。
  32. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述工控机通过EMQ Edge程序与云平台的EMQ Broker程序进行物联网通信。
  33. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述云平台提供的web服务包括实时监控、工艺编辑、数据分析、远程升级、安全鉴权以及规则引擎。
  34. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述云平台还提供数据库和缓存中间件功能。
  35. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述真空镀膜的光控设备通过光控主机进行监控，分别实现信号采集和计算引擎功能，相关光控监测数据发送至执行程序进行处理。
  36. 根据权利要求27的真空镀膜机的工业控制系统，所述功能模块划分为法官模块、运动模块、温度模块、蒸发沉积模块、离子源模块，每个功能模块在内部完成各自的功能，并提供接口给其它模块调用。
  37. 根据权利要求36的真空镀膜机的工业控制系统，所述法官模块负责对真空室进行抽气、维持真空、放气操作以及底层设备安全闭环互锁逻辑；
    所述法官模的模块程序内部定义了抽气/放气函数，设置操作抽气/放气控制，调用对应的接口函数，函数设置操作参数。
  38. 根据权利要求36的真空镀膜机的工业控制系统，所述温控模块负责设置烘烤温度、高压灯丝的开关控制；
    所述工控机将参数指令转换成modbus协议指令，通过串口协议与温控模块通讯，温控模块设置温度，并控制设备运行。
  39. 根据权利要求36的真空镀膜机的工业控制系统，所述蒸发沉积模块负责与晶控、电子枪等设备控制设备进行镀膜；
    所述工控机依次调用蒸发沉积模块中程序函数，将膜系参数转换成modbus协议指令，通过串口协议发送至蒸发沉积模块设备中。
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