一种浮法工艺铂金通道的温度控制方法和系统与流程

1.本发明涉及玻璃制造领域的温度控制，具体涉及一种浮法工艺铂金通道的温度控制方法和控制系统。
技术背景
2.生产平面显示器用玻璃基板有三种主要制程技术，分别为“浮式法”(float technology)、“流孔下引法”(slot down draw)及“溢流熔融法”(overflow fusion technology)。“浮式法”因水平引伸的关系，具有可生产较宽玻璃产品且产能较大的优点，“溢流熔融法”有表面特性较能控制、不用研磨、制程较简单等优点，但生产玻璃宽幅受限于1.5米以下，产能因而较小。“浮式法”可以生产适用于各种平面显示器使用之玻璃基板，而溢流熔融法目前则仅应用于生产tft-lcd玻璃基板，
3.无论何种制程工艺，都需要铂金通道工序，为满足市场对tft-lcd玻璃基板需求量大及高世代的要求，开发一种适用于浮法工艺的铂金通道控制方法已迫在眉睫。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于提供了一种浮法工艺铂金通道的温度控制方法，以解决浮法工艺铂金通道的温度精确控制。
5.本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
6.本发明实施例提供了一种浮法工艺铂金通道的温度控制方法，包括下述步骤：
7.s1：针对铂金通道的特殊工艺需求，建立环形冗余网络；
8.s2：主控制器和备控制器执行数据共享，具体包括：
9.s11：系统启动；
10.s12：初始化；
11.s13：读取系统关闭前的数据；
12.s14：启动程序后同时进入步骤s15和步骤s15’；
13.s15：主控制器和备控制器在系统启动、初始化、读取关闭前数据、启动程序后都会进行硬件检测，硬件检测正常则进入步骤s16，否则循环执行硬件检测的步骤；
14.步骤s16：检测自动爬坡升温程序是否执行？如果执行，进入步骤s17，否则进入步骤s18；
15.步骤s17：录入曲线数据，然后进入步骤s18；
16.s15’：检测主控制器和备控制器的传感器是否故障，当传感器发生故障，进入步骤s16’和步骤s18’，否则，进入步骤s17’；
17.s16’：剔除加权算法后进入步骤s17’；
18.s17’：数据加权反馈，然后进入步骤s18；
19.s18’：判断传感器全部故障，进入步骤s19’；
20.s19’：锁定输出并关闭加权算法后进入步骤s20；
21.步骤s18：温度控制；
22.步骤s19：pid算法；
23.步骤s20：输出调节；
24.步骤s21：数据备份；
25.步骤s22：数据共享至备控制器，然后返回步骤s14。
26.作为优化的技术方案，所述建立环形冗余网络步骤如下：
27.将主控制器、第一管理交换机、第一至第六接口模块、第二管理交换机、备控制器首尾通过标准工业以太网相连，然后再将主控制器和备控制器相连，组成环形冗余网络，第一pc连接到第一管理交换机，第二pc连接到第二管理交换机，功率控制器分别连接到主控制器和第四接口模块，所述第一管理交换机为控制系统主控制器的管理交换机，所述第二管理交换机为控制系统备控制器的管理交换机，所述第一至三接口模块为控制系统主控制器的传感器模块，负责采集和转换主控制器各传感器数据，所述第四至六接口模块为控制系统备控制器的传感器模块，负责采集和转换备控制器各传感器数据，所述功率控制器为控制系统功率单元，负责浮法工艺铂金通道的加热和冷却，所述第一pc、第二pc为控制系统的上位机，实现浮法工艺铂金通道的温度控制系统的控制参数设定和系统状态监视。
28.作为优化的技术方案，其中主控制器各传感器与备控制器各传感器在安装空间上相邻。
29.作为优化的技术方案，所述第一至三接口模块中任意一个工业以太网中断后，主控制器都能够从另外一个工业以太网回路读取所述第一至三接口模块所采集和转换的各传感器数据；
30.所述第四至六接口模块中任意一个工业以太网中断后，备控制器都能够从另外一个工业以太网回路读取所述第四至六接口模块所采集和转换的各传感器数据；
31.所述主控制器和备控制器之间工业以太网中断后，所述主控制器和备控制器能够从另外一个工业以太网回路执行数据共享。
32.作为优化的技术方案，所述数据共享程序分别嵌入主控制器和备控制器，其中主控制器的数据优先级高于备控制器，即当主控制器正常工作时，备控制器的控制数据来自主控制器，同时备控制器处于热备状态，当主控制器不能正常工作时，备控制器自动由热备状态切换至工作状态，由备控制器接管整个控制系统。
33.作为优化的技术方案，当程序执行到步骤s21：数据备份时，主控制器将数据备份至备控制器，而备控制器在接收到主控制器的备份数据后自动覆盖备控制器本体的备份数据，当备控制器检测到主控制器不能正常工作时，即没有来自主控制器的备份数据，备控制器将自动切换至工作状态，接管整个控制系统。
34.作为优化的技术方案，所述步骤s15’中，检测主控制器和备控制器的传感器是否故障，具体包括：在主控制器和备控制器中设置传感器量程低限数据和高限数据，当传感器模块采集和转换的传感器数据不在传感器量程低限数据和高限数据范围内、或等于传感器量程低限数据、或等于高限数据则认为传感器故障；同时在主控制器和备控制器中设定一个传感器数据固定采样和存储节拍，当同一个传感器连续采样和存储的两个数据偏差值超过设定的允许偏差值则认为传感器故障。
35.作为优化的技术方案，所述步骤s16’中，带传感器故障识别功能的加权算法，包
括：
36.根据工艺控制需求，至少包含工艺需求的全部传感器，每个传感器权重系数根据工艺需求进行自由设置，每设置完成权重系数后，根据权重系数计算每个传感器的权重比例并存储在加权算法程序块中，当判断出某一个或多个传感器故障时，自动将故障传感器踢出加权算法，同时将故障传感器的权重系数按照计算所得的每个传感器的权重比例重新分配给其他传感器权重系数。
37.作为优化的技术方案，所述步骤s19’具体包括：当步骤s15’判断出所有温度传感器均故障时，将输出一个控制锁定信号，并关闭加权算法，该控制锁定信号将指导温度控制程序锁定控制输出。
38.作为优化的技术方案，步骤s18中，温度控制，确保温度在调整范围内稳步升降，不会出现大幅度陡变式调温，包括：
39.定步长或定步数温度控制，定步长指每进行一次温度调节都是按照固定的幅度进行升温或降温，定步数指在规定的时间内按照固定的步数进行升温或降温，定步数的每一步幅度由总升温或降温幅度除以总步数计算得出；
40.步骤s16中，自动爬坡程序，实现系统全自动升温和降温，包括：
41.具备录入升温或降温曲线数据功能，将录入的升温或降温曲线数据存储在可编程控制器中，当升温或降温曲线数据录入并存储完成后，全自动爬坡程序将根据曲线数据自动计算升/降温速度、已进行的时间以及剩余时间，启动该全自动爬坡程序，程序将按照录入的升温或降温曲线自动进行升温或降温。
42.本发明的优点在于：
43.1、建立环形冗余网络：接口模块1至3中任意一个profinet工业以太网中断后，plc(主控制器)都可以从另外一个profinet工业以太网回路读取所述接口模块1至3所采集和转换的各传感器数据；接口模块4至6中任意一个profinet工业以太网中断后，plc(备控制器)都可以从另外一个profinet工业以太网回路读取所述接口模块4至6所采集和转换的各传感器数据；所述plc(主控制器)和plc(备控制器)之间profinet工业以太网中断后，所述plc(主控制器)和plc(备控制器)可以从另外一个profinet工业以太网回路执行数据共享；
44.2、传感器故障识别功能的加权算法，根据工艺控制需求，至少包含工艺需求的全部传感器，每个传感器权重系数可根据工艺需求进行自由设置，每设置完成权重系数后，根据权重系数计算每个传感器的权重比例并存储在加权算法程序块中，当判断出某一个或多个传感器故障时，自动将故障传感器踢出加权算法，同时将故障传感器的权重系数按照计算所得的每个传感器的权重比例重新分配给其他传感器权重系数，确保输出结果的可靠性和稳定性；
45.3、定步长或定步数的温度控制程序，确保温度在调整范围内稳步升降，不会出现大幅度陡变式调温；
46.4、全自动爬坡程序，实现系统全自动升温和降温，无需人工干预。
47.从而实现了浮法工艺铂金通道的温度精确控制。
附图说明
48.图1为本发明实施例中建立的系统环形冗余网络图；
49.图2为本发明实施例中数据共享流程图；
50.图3是全自动爬坡程序的显示界面图。
具体实施方式
51.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
52.实施例1
53.本发明提供一种浮法工艺铂金通道的温度控制方法，所述方法包括：
54.s1：针对铂金通道的特殊工艺需求，建立环形冗余网络，包括：
55.图1为系统环形冗余网络图，如图1所示，将plc(主控制器)、第一管理交换机、接口模块1、接口模块2、接口模块3、接口模块4、接口模块5、接口模块6、第二管理交换机、plc(备控制器)首尾通过标准工业以太网相连，然后再将plc(主控制器)和plc(备控制器)相连，组成环形冗余网络。第一pc连接到第一管理交换机，第二pc连接到第二管理交换机。功率控制器分别连接到plc(主控制器)和接口模块4。
56.所述plc(主控制器)为控制系统主控制器，所述plc(备控制器)为控制系统备控制器，所述第一管理交换机为控制系统主控制器的管理交换机，所述第二管理交换机为控制系统备控制器的管理交换机，所述接口模块1至3为控制系统主控制器的传感器模块，负责采集和转换主控制器各传感器数据，所述接口模块4至6为控制系统备控制器的传感器模块，负责采集和转换备控制器各传感器数据，其中主控制器各传感器与备控制器各传感器在安装空间上相邻，所述功率控制器为控制系统功率单元，负责浮法工艺铂金通道的加热和冷却，所述第一pc、第二pc为控制系统的上位机，实现浮法工艺铂金通道的温度控制系统的控制参数设定和系统状态监视。
57.所述plc(主控制器)通过profinet工业以太网读取和控制功率控制器各参数，所述plc(备控制器)通过第二管理交换机和接口模块4读取和控制功率控制器各参数。
58.所述建立环形冗余网络，具有以下优势和效果：1、所述接口模块1至3中任意一个profinet工业以太网中断后，plc(主控制器)都可以从另外一个profinet工业以太网回路读取所述接口模块1至3所采集和转换的各传感器数据；
59.2、所述接口模块4至6中任意一个profinet工业以太网中断后，plc(备控制器)都可以从另外一个profinet工业以太网回路读取所述接口模块4至6所采集和转换的各传感器数据。
60.3、所述plc(主控制器)和plc(备控制器)之间profinet工业以太网中断后，所述plc(主控制器)和plc(备控制器)可以从另外一个profinet工业以太网回路执行数据共享。
61.s2：plc(主控制器)和plc(备控制器)执行数据共享，包括：
62.在环形冗余网络基础上，浮法工艺铂金通道的温度控制系统已建立完整的网络系统，过程数据和控制数据分别在plc(主控制器)和plc(备控制器)中，数据共享程序分别嵌入plc(主控制器)和plc(备控制器)，其中plc(主控制器)的数据优先级高于plc(备控制器)，即当plc(主控制器)正常工作时，plc(备控制器)的控制数据来自plc(主控制器)，同时plc(备控制器)处于热备状态。当plc(主控制器)不能正常工作时，plc(备控制器)自动由热
备状态切换至工作状态，由plc(备控制器)接管整个控制系统。
63.图2为数据共享流程图，数据共享过程具体包括如下步骤：
64.s11：系统启动；
65.s12：初始化；
66.s13：读取系统关闭前的数据；
67.s14：启动程序后同时进入步骤s15和步骤s15’；
68.s15：plc(主控制器)和plc(备控制器)在系统启动、初始化、读取关闭前数据、启动程序后都会进行硬件检测，硬件检测正常则进入步骤s16，否则循环执行硬件检测的步骤；
69.步骤s16：检测自动爬坡升温程序是否执行？如果执行，进入步骤s17，否则进入步骤s18；
70.步骤s17：录入曲线数据，然后进入步骤s18；
71.s15’：检测plc(主控制器)和plc(备控制器)的传感器是否故障，当传感器发生故障，进入步骤s16’和步骤s18’，否则，进入步骤s17’；
72.s16’：剔除加权算法后进入步骤s17’；
73.s17’：数据加权反馈，然后进入步骤s18；
74.s18’：判断传感器全部故障，进入步骤s19’；
75.s19’：锁定输出并关闭加权算法后进入步骤s20；
76.步骤s18：温度控制；
77.步骤s19：pid算法；
78.步骤s20：输出调节；
79.步骤s21：数据备份；
80.步骤s22：数据共享至plc(备控制器)，然后返回步骤s14。
81.plc(主控制器)和plc(备控制器)上均同时执行上述数据共享流程，当程序执行到步骤s21：数据备份时，plc(主控制器)将数据备份至plc(备控制器)，而plc(备控制器)在接收到plc(主控制器)的备份数据后自动覆盖plc(备控制器)本体的备份数据，当plc(备控制器)检测到plc(主控制器)不能正常工作时，即没有来自plc(主控制器)的备份数据，plc(备控制器)将自动切换至工作状态，接管整个控制系统。
82.上述步骤s15’中，检测plc(主控制器)和plc(备控制器)的传感器是否故障，具体包括：在plc(主控制器)和plc(备控制器)中设置传感器量程低限数据和高限数据，当传感器模块采集和转换的传感器数据不在传感器量程低限数据和高限数据范围内、或等于传感器量程低限数据、或等于高限数据则认为传感器故障；同时在plc(主控制器)和plc(备控制器)中设定一个传感器数据固定采样和存储节拍，当同一个传感器连续采样和存储的两个数据偏差值超过设定的允许偏差值则认为传感器故障。
83.上述步骤s16’中，带传感器故障识别功能的加权算法，包括：
84.根据工艺控制需求，至少包含工艺需求的全部传感器，每个传感器权重系数可根据工艺需求进行自由设置，每设置完成权重系数后，根据权重系数计算每个传感器的权重比例并存储在加权算法程序块中，当判断出某一个或多个传感器故障时，自动将故障传感器踢出加权算法，同时将故障传感器的权重系数按照计算所得的每个传感器的权重比例重新分配给其他传感器权重系数，确保输出结果的可靠性和稳定性。
85.上述步骤s19’具体包括：当步骤s15’判断出所有温度传感器均故障时，将输出一个控制锁定信号，并关闭加权算法，该控制锁定信号将指导温度控制程序锁定控制输出。
86.具体的，以下述包含6个传感器的基本公式为例：
87.#weight_temperature:＝((#te_input1*#te1_weight_ratio) (#te_input2*#te2_weight_ratio) (#te_input3*#te3_weight_ratio) (#te_input4*#te4_weight_ratio) (#te_input5*#te5_weight_ratio) (#te_input6*#te6_weight_ratio))/(#te1_weight_ratio #te2_weight_ratio #te3_weight_ratio #te4_weight_ratio #te5_weight_ratio #te6_weight_ratio)；
88.公式说明：
89.#weight_temperature：加权算法后输出数据
90.#te_input1：传感器数据1
91.…
92.#te_input6：传感器数据6
93.#te1_weight_ratio:传感器1权重系数
94.…
95.#te6_weight_ratio:传感器6权重系数
96.当传感器1至传感器6都正常且传感器1权重系数至传感器6权重系数均设置时，加权算法将按照基本公式输出加权算法后的输出数据，当传感器1至传感器6有一个或多个故障时，加权算法自动将相应的传感器权重系数归零，同时将归零前的权重系数按照每个传感器的权重比例重新分配给其他传感器权重系数。
97.步骤s18中，温度控制，确保温度在调整范围内稳步升降，不会出现大幅度陡变式调温，包括：
98.定步长或定步数温度控制，定步长指每进行一次温度调节都是按照固定的幅度进行升温或降温，定步数指在规定的时间内按照固定的步数进行升温或降温，定步数的每一步幅度由总升温或降温幅度除以总步数计算得出。
99.步骤s16中，自动爬坡程序，实现系统全自动升温和降温，包括：
100.具备录入升温或降温曲线数据功能，将录入的升温或降温曲线数据存储在可编程控制器(plc)中，当升温或降温曲线数据录入并存储完成后，全自动爬坡程序将根据曲线数据自动计算升/降温速度、已进行的时间以及剩余时间，如图3所示，启动该全自动爬坡程序，程序将按照录入的升温或降温曲线自动进行升温或降温，无需人工干预。
101.所述升温或降温曲线数据包括：曲线的开始温度和目标温度以及开始温度和目标温度之间的时间长度。
102.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
103.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。