【团体标准】 等离子喷涂设备用集成控制系统技术规范

4.1集成控制系统组成集成控制系统应由硬件和软件组成，宜包括下列内容：a）硬件宜包括工业PC、触摸屏等控制终端，PLC、单片机等微处理器和信号模块、外围电路等辅助设备等；b）软件宜包括操作系统和应用软件等；c）控制对象可包括等离子喷枪、等离子电源、气体控制单元、水冷机、除尘器、送粉器、喷枪和工件夹持单元、真空系统等，如图1所示。4.2技术条件4.2.1功能要求接受和输出信息功能集成控制系统应具有下列信息的接受和输出能力，接受或输出信息的内容、类别及方式等可由用户与设备制造商协议确定：a)接受和输出等离子喷涂设备生产过程的参数信息；?模拟量信号：输入0mA~10mA、4mA~20mA、±5V、±10V、1~5V、0~5V；输出0mA~10mA、4mA~20mA、±5V、±10V、1~5V、0~5V或特殊需求信号?数字量信号：输入可接受接点的通断状态或电平高低状态的开关量信号和脉冲信号；输出开关量信号或脉冲信号?通信协议：能支持PROFINET/CAN等通信协议，实现集成控制系统与控制对象间的通信控制b)接受通过人机界面等发出的修改调节参数、设定值等指令，执行对控制对象的启停等命令；c)接受程序修改或生成新程序的操作。数据处理功能集成控制系统应具有下列基本数据处理功能，根据用户与设备制造商的协议也可具有其他数据处理能力：a)输入信号数字滤波、纠错等预处理功能；b)输入信号热电偶非线性校正等线性化处理功能；c)输入信号的工程化处理、热电偶冷端补偿等转换运算和补偿校正运算功能；d）根据等离子喷涂设备要求，可实现喷枪净功率计算、系统漏率计算等数据处理功能。过程监视功能集成控制系统对下列功能应根据用户与设备制造商的协议选择全部或部分，并确定报警的规模、范围、内容和形式，选择相应的显示方式：a)报警功能。根据用户与设备制造商协议，可对指定的任一路模拟量、数字量和中断输入处理后实现检测参数的上、下限越限、控制输出越限、出现故障等进行报警。b)显示功能。应具有下列显示功能，所需具体显示内容、方式和配置显示设备等可由用户与设备制造商协议确定：?可实现选点显示、分组或分批显示、自动巡回显示等方式。显示内容应包括所接受的全部参数、计算值、设定值、输出控制值、被控设备启停状态、本装置的状态和运行中的各种参数等；?图形显示宜包括喷涂过程和工步流程等内容。c)故障记录和指示功能。应具有对喷涂过程的故障实时、追溯或预警记录、指示功能。过程控制功能4.2.1.4.1基本控制算法根据用户与设备制造商的协议选择适应于控制对象所需的具体功能，实现系统的集成控制功能，例如真空容器工作压力控制等，可实现下列基本算法：a）比例、积分和微分（PID）三作用控制算法及其变形b）串级控制c）比例控制d）前馈控制e）选择性控制和超驰控制f）约束控制g）纯滞后补偿h）程序控制等4.2.1.4.2联锁在喷涂过程中发生危及安全的异常情况下，应具有切断等离子电源输出、切断可燃气体等联锁功能。自诊断功能应具有对硬件和软件进行自诊断的功能，至少应具有诊断下列故障功能：a)电源系统的故障；b）喷涂过程信息采集系统的故障；c）运行程序死循环故障。存储功能应具有足够的存储容量，存储信息可以修改、查阅及输出。掉电保护功能在电源系统发生掉电时应具有保护必要数据的功能，重新供电时应能自动恢复正常工作。4.2.2性能要求集成控制系统性能应符合下列要求：a)系统响应时间不应大于2s；b）系统可靠性采用平均无故障时间（MTBF）作为衡量指标，MTBF值不应低于4000h。4.2.3安全性要求集成控制系统安全性应满足下列要求：a)集成控制系统应设有实体急停开关，按下急停开关后应能切断等离子电源输出和辅助气体；b）在机柜顶部和底部应分别开设自然通风窗口，顶部可设置排风扇；c）集成控制系统不应在有爆炸危险的环境下使用，不宜在腐蚀气体环境中工作。