一种用于石英制品抛光用设备温度自适应调控方法与流程

本发明涉及石英制品抛光设备温度控制，具体为一种用于石英制品抛光用设备温度自适应调控方法。

背景技术：

1、石英制品抛光过程中通常采用喷火设备对石英制品表面进行加热，使表面达到适宜抛光去除的温度条件。喷火区域温度分布受燃气流量、供气压力、喷嘴布置、抛光轮转速和进给速度等因素影响，不同位置温度存在差异。为了控制喷火区域温度，现有温度调控方式一般通过布置在喷火区域内的单个或少量热电偶获取温度读数，将读数与设定温度值进行比较，根据偏差调节燃气流量或供气压力中的单一参数。部分设备采用固定燃气流量和供气压力的开环控制，依靠人工经验调整。

2、现有技术方案存在缺陷。单个或多个离散测温点只能反映局部温度，难以获得喷火区域完整的温度分布，无法判断整个区域内最高温度与最低温度是否均落在工艺允许范围内。当测温点位置选择不当时，即使该点温度满足要求，其他区域仍可能出现局部过热或温度不足，影响石英制品抛光表面质量和设备运行安全性。仅调节燃气流量或供气压力中的单一参数，难以适应燃烧状态下流量与压力之间的耦合关系，温度响应滞后，调节过程容易产生超调和振荡。此外，现有控制在调节后缺少对温度场变化的持续更新与重新判断，不能根据温度场极值变化情况修正后续调整量，导致温度达到目标区间的时间较长，控制稳定性不理想。

3、针对上述缺陷，需要解决现有温度控制无法根据喷火区域完整温度分布的上下极值进行判断的问题，以及需要解决仅调节单一参数且调节后缺少持续更新判断所导致的温控滞后和振荡问题，使喷火区域最高温度值和最低温度值能够稳定处于目标温度区间内。

技术实现思路

1、针对现有石英制品抛光用喷火设备温度调控中单点测温无法反映喷火区域整体温度分布、局部超温或欠温以及单一参数调节滞后的问题，提供一种用于石英制品抛光用设备温度自适应调控方法。该方法通过实时采集喷火区域多点温度数据构建温度场分布模型，提取最高温度值和最低温度值并与目标温度区间比较；在温度场极值超限时，根据温差计算燃气流量调整量和供气压力联动调整量，并生成控制信号调节燃气流量和供气压力；在调节过程中持续更新温度场模型并重新判断，使喷火区域最高温度值和最低温度值均进入目标温度区间，增强温度场均匀性和调控稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：作为本发明的一个技术方案，提供一种用于石英制品抛光用设备温度自适应调控方法，包括：通过仪表实时采集喷火区域的多点温度数据，并根据多点温度数据构建喷火区域的实时温度场分布模型；获取当前抛光工艺参数，并根据当前抛光工艺参数确定目标温度区间；根据实时温度场分布模型提取喷火区域的最高温度值和最低温度值，并判断最高温度值与最低温度值是否均位于目标温度区间内；若最高温度值与最低温度值不均位于目标温度区间内，则根据最高温度值、最低温度值和目标温度区间计算喷火设备所需的燃气流量调整量和供气压力调整量；根据燃气流量调整量和供气压力调整量生成燃气流量控制信号和供气压力控制信号，并根据燃气流量控制信号和供气压力控制信号分别调节喷火设备的燃气流量和供气压力；在调节过程中持续更新实时温度场分布模型，直至最高温度值与最低温度值均位于目标温度区间内。该方法通过实时温度场与燃气流量、供气压力的联动调节，能够使喷火区域温度快速稳定在目标区间内，减少局部超温或欠温对抛光质量的影响。

3、优选的，构建实时温度场分布模型时，获取设置在喷火区域内的多个热电偶的温度读数，每个热电偶对应一个空间位置坐标；以每个热电偶的空间位置坐标为基准点，以每个热电偶的温度读数为该基准点的温度值；采用反距离加权插值法，根据所有基准点的空间位置坐标和温度值计算喷火区域内非基准点位置处的温度值；将所有基准点的温度值和所有非基准点位置处的温度值按照空间位置排列，生成喷火区域的实时温度场分布模型。该方式能够利用有限测温点还原喷火区域的温度分布，提高温度场建模准确性。

4、优选的，获取当前抛光工艺参数，并根据当前抛光工艺参数确定目标温度区间时，获取当前抛光工艺参数中的石英制品材质类型、抛光轮转速和抛光进给速度；从预设的工艺参数-温度区间对照表中检索与石英制品材质类型、抛光轮转速和抛光进给速度的组合匹配的目标温度上限值和目标温度下限值；将目标温度上限值和目标温度下限值之间的温度范围确定为目标温度区间。这样能够根据实际工艺条件自动匹配适宜的目标温度范围，提高调控适应性。

5、优选的，根据实时温度场分布模型提取喷火区域的最高温度值和最低温度值时，遍历实时温度场分布模型中所有位置处的温度值，将遍历到的最大温度值作为喷火区域的最高温度值；将遍历到的最小温度值作为喷火区域的最低温度值。判断最高温度值与最低温度值是否均位于目标温度区间内时，比较最高温度值与目标温度区间的目标温度上限值，并比较最低温度值与目标温度区间的目标温度下限值；若最高温度值小于或等于目标温度上限值且最低温度值大于或等于目标温度下限值，则判定最高温度值与最低温度值均位于目标温度区间内；否则，判定最高温度值与最低温度值不均位于目标温度区间内。通过同时约束最高温度和最低温度，能够防止喷火区域出现超出工艺允许范围的温度点。

6、优选的，若最高温度值与最低温度值不均位于目标温度区间内，根据最高温度值、最低温度值和目标温度区间计算喷火设备所需的燃气流量调整量和供气压力调整量时，计算最高温度值与目标温度区间的目标温度上限值之间的第一温差值，并根据第一温差值计算燃气流量削减量；计算目标温度区间的目标温度下限值与最低温度值之间的第二温差值，并根据第二温差值计算燃气流量增加量；比较燃气流量削减量和燃气流量增加量，将数值大的一个作为燃气流量基础调整量；根据燃气流量基础调整量查询预设的燃气流量-供气压力联动表，获取与燃气流量基础调整量对应的供气压力联动调整量，并将燃气流量基础调整量作为燃气流量调整量，将供气压力联动调整量作为供气压力调整量。该联动方式能够在超温与欠温同时存在时优先消除偏差大的方向，并通过供气压力同步配合燃气流量变化，提高温度场整体调节效率。

7、优选的，根据燃气流量调整量和供气压力调整量生成燃气流量控制信号和供气压力控制信号时，获取喷火设备当前的燃气流量实际值和供气压力实际值；将燃气流量实际值与燃气流量调整量叠加，得到燃气流量目标值，并根据燃气流量目标值生成燃气流量控制信号；将供气压力实际值与供气压力调整量叠加，得到供气压力目标值，并根据供气压力目标值生成供气压力控制信号。调节喷火设备的燃气流量和供气压力时，将燃气流量控制信号发送至喷火设备的燃气流量调节阀，驱动燃气流量调节阀动作至与燃气流量目标值对应的开度位置；将供气压力控制信号发送至喷火设备的供气压力调节阀，驱动供气压力调节阀动作至与供气压力目标值对应的开度位置。这样能够根据实际工况叠加调整量，避免调节量计算与实际控制脱节。

8、优选的，在调节过程中持续更新实时温度场分布模型，直至最高温度值与最低温度值均位于目标温度区间内时，在燃气流量调节阀和供气压力调节阀动作后，等待预定的热传导稳定时长；在热传导稳定时长结束后，重新通过仪表实时采集喷火区域的多点温度数据，并根据重新采集的多点温度数据更新实时温度场分布模型；从更新后的实时温度场分布模型中重新提取喷火区域的最高温度值和最低温度值，并重新判断重新提取的最高温度值与最低温度值是否均位于目标温度区间内；若重新提取的最高温度值与最低温度值不均位于目标温度区间内，则重新计算燃气流量调整量和供气压力调整量，并再次执行调节操作，直至重新提取的最高温度值与最低温度值均位于目标温度区间内。通过等待热传导稳定后再判断和调节，能够避免因温度响应滞后导致的过调或误判。

9、优选的，在每次更新实时温度场分布模型后，记录当前更新时刻的实时温度场分布模型中的最高温度值和最低温度值，并将当前更新时刻的最高温度值与上一次更新时刻的最高温度值进行比较，将当前更新时刻的最低温度值与上一次更新时刻的最低温度值进行比较；若当前更新时刻的最高温度值相对于上一次更新时刻的最高温度值的温度变化方向与当前更新时刻的最低温度值相对于上一次更新时刻的最低温度值的温度变化方向相反，则减少下次重新计算出的燃气流量调整量的绝对值。这样能够在温度场出现反向变化趋势时降低调节强度，抑制温度波动，提升调控过程的稳定性。

10、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

11、通过仪表实时采集喷火区域的多点温度数据，以每个热电偶的空间位置坐标和温度读数为基准点，采用反距离加权插值法生成实时温度场分布模型；从该模型中提取最高温度值和最低温度值，将二者与目标温度区间进行比较，仅当最高温度值小于或等于目标温度上限值、最低温度值大于或等于目标温度下限值时判定温度场满足要求。上述方式直接依据整个喷火区域温度分布的上下极值进行控制，而不是仅依赖单点温度或平均温度，能够准确捕捉喷火区域中温度最高和温度最低的位置，使调节目标涵盖整个区域温度边界，避免局部区域超出目标温度区间而未被检测到，从而降低石英制品表面因局部过热或欠热产生的抛光缺陷，增强喷火区域温度场均匀性控制能力。

12、在最高温度值和最低温度值不均位于目标温度区间时，计算最高温度值与目标温度上限值之间的第一温差值以及目标温度下限值与最低温度值之间的第二温差值，分别得到燃气流量削减量和燃气流量增加量，比较后确定燃气流量基础调整量；再根据燃气流量-供气压力联动关系获得供气压力联动调整量，生成燃气流量控制信号和供气压力控制信号，分别驱动燃气流量调节阀和供气压力调节阀动作。调节过程中持续更新实时温度场分布模型，重新提取最高温度值和最低温度值并进行判断，若不满足则再次计算调整量并调节，直至最高温度值和最低温度值均位于目标温度区间内。燃气流量与供气压力同步联动调整符合燃烧状态中流量和压力的耦合特性，使火焰温度变化更快响应控制需求，相较单一参数调节可减少温度波动和超调；持续更新温度场模型并利用实时极值进行多次闭环修正，能够根据上一轮调节后的实际温度变化重新生成调整量，避免一次调节过度或不足，缩短温度进入目标区间的过程，增强温度自适应调控的稳定性。