一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统，主要解决更改设备需要重新设计控制方式的问题，它包括PLC、上位机、外部设备，其中PLC为主控设备包括各虚拟设备和PLC输入/输出端口，各虚拟设备通过PLC输入/输出端口接外部设备；上位机为计算机与PLC通讯连接，并控制外部设备的控制参数写入到PLC对应虚拟设备控制参数区域内，实现对PLC的编程与控制；特点是在PLC内采用虚拟化输入/输出端口，使工艺流程实现与外部设备无关联，保证外部设备的更改只需简单地修改配置参数就能达到控制系统设计要求，实现真空镀膜设备使用一套控制系统来适应不同外部部件，从而保证了控制系统的可靠性和稳定性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于真空设备技术控制领域，特别是涉及一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统。
技术介绍
真空镀膜设备一般由真空获得系统、真空测量系统、运动控制系统、加热系统、气体输送系统、工艺电源系统(包括直流电源、射频电源、中频电源、电子枪电源、离子源等)、 警报系统组成。不同的真空镀膜设备的组成系统具体组成方式都存在差异，在对发生改变的设备部件进行控制时必须对这些差异重新设计控制方式包括硬件和软件，很容易造成设计任务加大，生产成本增加且也浪费时间。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本技术提供一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统，实现真空镀膜设备使用一套控制系统来适应不同外部部件，能降低软件设计任务， 减少生产成本，从而保证了控制系统的可靠性和稳定性。为了实现上述专利技术目的，本技术的技术方案如下一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统，其特征在于包括PLC、上位机、外部设备，其中PLC为主控设备包括各虚拟设备和PLC输入/输出端口，各虚拟设备通过PLC输入/输出端口接外部设备；PLC输入端口接外部设备的反馈信号，PLC输出端口接外部设备的控制端；上位机为计算机与PLC通讯连接，并控制外部设备的控制参数写入到PLC对应虚拟设备控制参数区域内，实现对PLC的编程与控制。PLC内的各虚拟设备包括8路开关量输入端口、8路开关量输出端口、4路模拟量输入端口、2路模拟量输出端口。在PLC内最多可设置64台虚拟设备。在PLC内优选可设置为1 32台虚拟设备。所述PLC输入/输出端口由开关量模块和模拟量模块组成。本技术与现有技术相比有益效果是1、本技术主要解决更改设备需要重新设计硬件和软件的问题，并该方法设计简单，易实施，主要在PLC内采用虚拟化输入/输出端口，使工艺流程实现与外部设备无关联，保证外部设备的更改只需简单地修改配置参数就能达到控制系统设计要求。2、本技术真空镀膜设备的控制方法，通过使用虚拟设备参数寻址方法，主要利用PLC变址技术将输入/输出端口与虚拟设备的端口建立映射联系，实现真空镀膜设备使用一套控制系统来适应不同外部部件，从而保证了控制系统的可靠性和稳定性。附图说明图1为本技术系统结构框图；图2为图1虚拟设备输入/输出端口示意图；图3为虚拟设备输入/输出数据处理总流程图；图4为虚拟设备输入数据处理流程图；图5为虚拟设备输出数据处理流程图。具体实施方式以下结合附图和实施方式对本技术方案作进一步详细说明。如图1所示，为本技术系统结构框图。一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统，其特征在于包括PLC、上位机、外部设备，其中PLC为主控设备包括各虚拟设备和PLC 输入/输出端口，各虚拟设备通过PLC输入/输出端口接外部设备；PLC输入端口接外部设备的反馈信号PLC输出端口接外部设备的控制端；上位机为计算机与PLC通讯连接，并控制外部设备的控制参数写入到PLC对应虚拟设备控制参数区域内，实现对PLC的编程与控制。外部设备包括真空泵、阀、加热器、沉积电源、质量流量控制器的真空执行部件。PLC内最大可设置64台虚拟设备。PLC内优选可设置1 32台虚拟设备，可根据外围设备的需求调整虚拟设备的数量。所述PLC输入/输出端口由开关量模块和模拟量模块组成。如图2所示，为虚拟设备输入/输出端口示意图。在PLC内的各虚拟设备包括8路开关量输入端口 DIl DI8、8路开关量输出端口 DOl D08、4路模拟量输入端口 ADl AD4、2路模拟量输出端口 DAI、DA2。如图3所示，为虚拟设备输入/输出数据处理总流程图。该真空镀膜设备的PLC 虚拟设备控制系统的控制方法，包括如下步骤读取PLC输入端口数据；各虚拟设备根据其配置参数对PLC输入端口数据进行寻址处理，获得虚拟设备的开关量和/或模拟量数据；真空镀膜工艺流程根据开关量和/或模拟量对各虚拟设备进行控制，通过各虚拟设备输出外部设备所需的开关量和/或模拟量；各虚拟设备根据配置参数对其输出的开关量和/或模拟量进行寻址处理，将其发送到PLC输出端口。所述虚拟设备配置参数包括虚拟设备数量、开关量数量、模拟量数量、PLC输入/ 输出端口模块ID号、模拟量分辨率、模拟量量程包括电压0 10V，电流4 20MA，该虚拟设备配置参数是根据实际现场设备的带载输入/输出电流、电压范围而对应设置。如图4所示，为虚拟设备输入数据处理流程图。虚拟设备开关量和/或模拟量数据输入寻址处理具体步骤如下读取PLC开关量输入数据存入数据暂存区；将暂存区数据与虚拟设备的配置参数进行运算，将运算结果设置为虚拟设备的开关量输入端口 DI1 DI8状态；判断开关量个数是否小于或等于8，如果大于8，读取PLC模拟量输入到数据暂存区，根据虚拟设备的配置参数进行运算，将计算结果设为虚拟设备的模拟量输入端口 ADl AD4数据；然后判断模拟量个数是否小于或等于4，如大于4寻址过程完成。如果模拟量个数不大于4时，返回执行参数运算程序步骤。如果开关量个数是小于或等于8，接续执行参数运算程序步骤。所述开关量输入状态运算步骤将暂存区数据与虚拟设备的配置参数进行“与”运算，将运算结果与虚拟设备的配置参数进行比较，如比较结果相同，将虚拟设备的开关量输入端口 DIl DI8状态设置为1，如果不同，将虚拟设备的开关量输入端口 DIl DI8状态设置为0。所述模拟量输入状态运算步骤根据虚拟设备的配置参数计算当前模拟量输入点物理地址，使用变址指令读取模拟量数值，将数值设置为虚拟设备的模拟量输入端口 ADl AD4输入数据。如图5所示，为虚拟设备输出数据处理流程图。虚拟设备开关量和/或模拟量数据输出寻址处理具体步骤如下读取PLC开关量输出数据存入数据暂存区；将暂存区数据、虚拟设备的配置参数和虚拟设备开关量输出端口 DOl D08状态进行运算，判断开关量个数是否小于或等于8，如果个数大于8，将运算结果写入PLC开关量输出端口，根据虚拟设备的配置参数和虚拟设备模拟量输出端口 DAI、DA2数据进行运算， 将运算结果写入PLC模拟量输出端口 ；然后判断模拟量个数是否小于或等于2，如个数大于 2寻址过程完成。如模拟量个数不大于2时，返回执行参数运算程序步骤。如果开关量个数是小于或等于8，接续执行参数运算程序步骤。所述开关量输出状态运算步骤当虚拟设备开关量输出端口 DOl D08状态为1 时，根据虚拟设备的配置参数计算当前开关量输出点在暂存区的地址，根据该地址对暂存区数据进行置位1操作。当虚拟设备开关量输出端口 DOl D08状态为0时，根据虚拟设备的配置参数计算虚拟设备开关量输出点在暂存区的地址，根据地址对暂存区数据进行复位0操作。所述模拟量输出状态运算步骤根据虚拟设备的配置参数计算当前模拟量输入点物理地址，使用变址指令将虚拟设备的模拟量输出端口 DA1、DA2数据写入到PLC物理地址。权利要求1.一种真空镀膜设备的PLC虚拟设备控制系统，其特征在于包括PLC、上位机、外部设备，其中PLC为主控设备包括各虚拟设备和PLC输入/输出端口，各虚拟设备通过PLC输入 /输出端口接外部设备；PLC输入端口接外部设备的反馈信号，PLC输出端口接外部设备的控制端；上位机为计算机与PLC通讯连接，并控制外部设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚晖，耿达，张国栋，张华威，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司，
类型：实用新型
国别省市：