一种用于镀膜线水系统节电的控制系统的制作方法

本发明属于真空镀膜生产线节能控制，涉及一种用于镀膜线水系统节电的控制系统。

背景技术：

1、在光学玻璃、建筑幕墙、汽车玻璃及光伏玻璃等产品的工业化连续镀膜生产中，镀膜线是核心工序，其稳定运行依赖于配套的公用工程系统，其中水系统尤为关键。该系统主要由两大独立回路构成：一是为镀膜基材预处理提供清洗用水的超纯水供水系统，二是为真空腔室内的阴极靶材进行降温的循环冷却系统。这两套水路系统独立运行、独立控温，共同承担着保障玻璃基材洁净度、阴极靶材工作温度及整体工艺恒温的核心功能。其运行的稳定性与能耗管控水平，不仅直接影响镀膜成品的良率，也构成了生产线运维成本的重要部分，是工业镀膜生产线中一个重点能耗单元。

2、目前，行业内常规的镀膜线水系统普遍采用两套水路完全独立的传统运行模式，并配套常规的变频与定值温控被动控制策略。然而，这种模式存在先天性的技术缺陷，导致了大量的无效能耗。具体而言，问题主要体现在两个方面：首先，清洗用水的恒温过程能耗极高。镀膜清洗工序对水温有严格的工艺要求（约40℃），而常规的常温纯水（约20℃）无法满足标准，必须依赖额定功率高达200kw以上的大功率电加热装置进行持续加热，这在连续生产中产生了巨大的刚性电耗，显著推高了生产线的用电成本。

3、其次，阴极靶材冷却过程中产生的余热被完全浪费，同时还额外增加了降温能耗。真空镀膜时，阴极靶材连续工作会产生大量热量，使其循环冷却水温度升至39℃左右。这部分热水的温度恰好符合清洗用水的工艺要求，但现有技术却将其直接通入冷却塔，通过风机和水泵强制散热降温至33℃以下再循环使用。这一过程不仅使大量洁净的余热白白散失到环境中，未做任何回收利用，而且冷却塔的风机和水泵持续满负荷运行也消耗了大量电能，形成了余热浪费与强制降温多耗电的双重能源浪费局面，节能潜力巨大。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于镀膜线水系统节电的控制系统，从而解决现有技术存在清洗用水高能耗加热与阴极冷却余热浪费并存的双重能源浪费问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于镀膜线水系统节电的控制系统，包括：

4、余热回用联通管路结构，其连接在阴极靶材循环冷却系统的出水端与镀膜基材预处理清洗超纯水供水系统的纯水箱之间，用于将阴极靶材循环冷却系统的高温冷却水引入所述纯水箱；

5、节电控制单元，其包括plc可编程主控制器、流量传感器和保护模块，所述plc可编程主控制器与设置于阴极靶材循环冷却系统和清洗超纯水供水系统上的温度传感器、以及设置于所述纯水箱上的液位控制器信号连接，用于根据采集的温度和液位信号控制所述余热回用联通管路结构中的水路通断；

6、安保结构，其设置于所述余热回用联通管路结构上，包括多级精密过滤器、稳压泵和流量平衡阀，用于对引入的高温冷却水进行过滤，并稳定其水压和流量。

7、可选的，所述余热回用联通管路结构为旁路管路，其入口端连接在阴极靶材循环冷却系统的出水管道上，出口端连接至所述纯水箱。

8、可选的，所述余热回用联通管路结构全程设置有保温层。

9、可选的，所述保护模块与清洗超纯水供水系统的电加热装置信号连接，用于在纯水箱水温未达到工艺要求时启动所述电加热装置。

10、可选的，所述保护模块与所述余热回用联通管路结构上的补水电磁阀及泵组信号连接，用于在所述纯水箱处于高液位时关闭所述补水电磁阀及泵组。

11、可选的，所述保护模块还用于在所述纯水箱处于低液位时开启所述补水电磁阀及泵组。

12、可选的，所述多级精密过滤器为串联设置的两级或以上过滤器。

13、可选的，所述稳压泵为变频稳压泵。

14、可选的，所述流量平衡阀为自力式流量平衡阀。

15、可选的，所述阴极靶材循环冷却系统的高温冷却水经由所述余热回用联通管路结构引入纯水箱后，未被使用的冷却水通过原有回路回流至阴极靶材循环冷却系统.

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

17、本发明公开一种用于镀膜线水系统节电的控制系统，该系统通过余热回用联通管路结构搭建起阴极靶材循环冷却系统与镀膜基材预处理清洗超纯水供水系统纯水箱之间的介质输送通道，直接将阴极冷却产生的具备工艺可用温度的高温冷却水输送至清洗纯水箱，把原本通过冷却塔散失的余热回收供给清洗工序，大幅减少清洗水路电加热设备的升温负荷，从源头降低清洗用水加热带来的高额能耗；同时安保结构搭载于余热回用联通管路，依靠多级精密过滤器保障超纯水水质、稳压泵与流量平衡阀稳定水路水压流量，避免余热回用过程干扰原有产线工况，节电控制单元依托plc可编程主控制器采集两路水路温度、纯水箱液位信号，智能管控余热回用管路水路通断，水箱高位时切断余热供水、阴极冷却水回流原有冷却回路，回用冷却水温度不足时自动启动电加热补温，既实现阴极余热资源化利用，削减冷却塔散热负荷以减少冷却配套设备耗电，又规避余热回用带来的水质、水压安全隐患，同步解决传统镀膜线水系统清洗工序大功率电加热持续耗能、阴极冷却余热直接放空且冷却塔额外耗电的双重能源浪费问题。

18、进一步的，所述余热回用联通管路结构为旁路管路，其入口端连接在阴极靶材循环冷却系统的出水管道上，出口端连接至所述纯水箱，此处余热回用联通管路结构采用旁路管路形式，入口端对接阴极靶材循环冷却系统出水管道、出口端接入纯水箱，仅通过新增旁路实现余热输送，无需对阴极冷却系统、清洗供水系统原有主管道进行切割、改造，施工改造难度低，不会破坏两套水系统原有完整工艺回路，可在镀膜线不停产或少停产状态下完成加装，改造适配性更强，同时能够灵活控制余热冷却水的分流比例，不影响阴极冷却主回路基础冷却功能，保障镀膜生产持续稳定运行。

19、进一步的，所述余热回用联通管路结构全程设置有保温层，此处余热回用联通管路结构全程布设保温层，可大幅降低高温冷却水在管路输送过程中与外界环境的热交换损耗，避免阴极冷却水携带的有效余热在输送途中散失，最大化回收利用靶材冷却余热，进一步减少清洗工序电加热装置的启动时长与运行功率，提升余热回收利用率与系统整体节电效果，同时还能避免管路外壁凝露滴水，保护周边电控、泵阀设备不受水汽侵蚀。

20、进一步的，所述保护模块与清洗超纯水供水系统的电加热装置信号连接，用于在纯水箱水温未达到工艺要求时启动所述电加热装置，此处保护模块与清洗超纯水供水系统的电加热装置建立信号连接，当余热回用输送至纯水箱的冷却水温度达不到清洗工艺设定温度时，保护模块可自动触发电加热装置补温，在充分利用阴极余热的基础上精准弥补温差，保障清洗用水始终稳定满足工艺恒温标准，不会因余热供水温度偏低影响玻璃清洗质量与镀膜成品良率，兼顾节能降耗与生产工艺稳定性。

21、进一步的，所述保护模块与所述余热回用联通管路结构上的补水电磁阀及泵组信号连接，用于在所述纯水箱处于高液位时关闭所述补水电磁阀及泵组，此处保护模块与余热回用联通管路的补水电磁阀、泵组信号联动，当纯水箱液位达到高位阈值时，保护模块及时关停补水电磁阀与泵组，停止向纯水箱输送高温冷却水，能够防止纯水箱出现溢水问题，避免超纯水浪费、管路溢流浸泡设备，同时及时切断余热供水后阴极冷却水可回流原有冷却回路，避免冷却水路憋压，保障阴极冷却系统水压稳定与设备运行安全。

22、进一步的，所述保护模块还用于在所述纯水箱处于低液位时开启所述补水电磁阀及泵组，保护模块可在纯水箱低液位时开启补水电磁阀及泵组，实现余热回用供水的液位双向自动管控，水箱缺水时自动补给余热温水，持续利用阴极余热替代电加热，无需人工启停供水泵阀，减少人工操作干预，维持清洗水箱水位稳定，保障清洗工序不间断供水，持续发挥余热节能作用，提升系统自动化运行水平。

23、进一步的，所述多级精密过滤器为串联设置的两级或以上过滤器，此处，多级精密过滤器采用两级及以上串联布置，多层过滤结构可分级拦截高温冷却水中不同粒径的固体杂质，相比单级过滤器过滤精度更高、拦截效果更好，能彻底阻隔杂质进入清洗超纯水水路，避免杂质附着玻璃基材造成镀膜针孔、瑕疵，保护清洗喷淋管路、喷头不发生堵塞，稳定超纯水水质，降低设备清洗维护频次。

24、进一步的，所述稳压泵为变频稳压泵，此处稳压泵选用变频稳压泵，可根据余热回用管路实时水压自动调节泵体输出功率，动态平衡旁路管路水压，既能稳定供给清洗水箱所需冷却水，又能避免水压过高冲击清洗水路、水压不足导致余热供水流量不足，同时变频调节可降低稳压泵自身空载、满负荷持续运行的电能消耗，进一步提升整套系统节电性能。

25、进一步的，所述流量平衡阀为自力式流量平衡阀，此处流量平衡阀采用自力式流量平衡阀，无需外接电控信号即可自主恒定余热回用管路的介质输送流量，不受阴极冷却主回路水压波动干扰，稳定供给清洗水箱固定流量的高温冷却水，保障余热回收量平稳可控，防止流量忽大忽小造成水箱水温剧烈波动，减少电加热装置频繁启停，延长加热设备使用寿命，优化节能效果。

26、进一步的，所述阴极靶材循环冷却系统的高温冷却水经由所述余热回用联通管路结构引入纯水箱后，未被使用的冷却水通过原有回路回流至阴极靶材循环冷却系统，此处明确未被纯水箱取用的高温冷却水可通过原有回路回流至阴极靶材循环冷却系统，形成完整闭环水路，实现余热分流回用与冷却主回路独立循环互不冲突，即便余热供水支路关停，阴极冷却水也可正常循环散热，不会造成阴极靶材冷却断流、超温损坏，保障真空镀膜阴极持续恒温工作，整套系统运行容错性与安全可靠性大幅提升。