专利名称：e型电子枪电源自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种自动控制装置，具体涉及一种电子枪电源自 动控制装置。
背景技术：
电子枪是一种工作在真空状态下，通过加速高压对电子云进行加 速引出的装置，目前在难溶金属的冶炼及蒸发领域广泛应用。e型电 子枪系统是非线性时滞系统，在大功率情况下特别是在多台电子枪同 时工作时运行状态很复杂，而对于e型电子枪系统的电子枪电源自动 控制装置，它应具有的作用是在e型电子枪在高功率下进行难溶金 属蒸发过程中，能对电子枪电源进行闭环控制；当电子枪高压短路打 火时，能够进行有效处理；抗干扰能力强，能够使电子枪稳定安全运 行。目前国内外使用e型电子枪多应用于低功率蒸发镀膜，很少用于 高功率蒸发难溶金属。现有技术的缺陷是当e型电子枪高功率工作 时，尤其是多台电子枪同时工作时，高压电源与PLC控制装置之间 没有屏蔽措施，因而存在抗干扰能力弱的缺陷；当高压短路打火时， 存在功率闭环控制差，异动大和安全性低等缺点。 发明内容
本实用新型是为了克服现有技术存在的缺点而提出的，针对e型电子枪系统为非线性时滞系统的特性，提供一种能够进行自控、能够 对电子枪的异常情况进行攀急处理并且及时地恢复到正常工作状态 的控制装置。
本实用新型的技术方案如下
一种e型电子枪电源自动控制装置，包括本地控制箱、触摸屏及 远程控制计算机，其特征在于本地控制箱内设有PLC主机及分别
PLC主机相连接的继电器、RS422转232通信模块和A/D、 D/A采样 模块，箱体上设有触摸屏端口、报警端口、电源信号传递端口、 2个 PLC间通信端口、电源端口、接地端口，电子枪电源通过电源端口分 别与继电器A/D、 D/A采样模块相连接，触摸屏通过触摸屏端口与 PLC主机连接，远程计算机通过一个PLC间通信端口与RS422转232 通信模块连接，另一个PLC间通信端口用来连接其他本地控制箱， 电源端口连接电源，用于给PLC主机供电，接地端口通过导线与地 相连，使本地控制箱的箱体与地等电位。
上述的e型电子枪电源自动控制装置中，其中所述的PLC主机 采用FX2N-32MT，触摸屏采用POD UG330H-SS4。
本实用新型的有益效果禾拥PLC主机为控制核心，将PLC主 机、通信模块、A/D、 D/A模块和继电器封装在本地控制箱中，且本 地控制箱接地，整个箱体相当于一个屏蔽层，使强弱电分离，有效保 护箱体内部器件在工作时不受外部高压打火短路信号干扰和其它电 磁干扰，整个系统抗干扰性强，工作可靠；利用PLC中断功能，能够对电子枪异常情况进行紧急处理和及时恢复到正常状态；利用触摸
屏和远程控制计算机可以在邻场或远程方便灵活地控制电子枪电源，
减少工作人员的工作量。
图1是本实用新型提供的一种e型电子枪电源自动控制装置本地 控制箱接线端口面板示意图2是本实用新型提供的一种e型电子枪电源自动控制装置本地 控制箱内部示意图3是本实用新型提供的一种e型电子枪电源自动控制装置整体 结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。 如图1和图2所示，本地控制PLC通过控制A/D模块对e型电 子枪电源进行参数采样，得到e型电子枪电源各项参数，并对电源进 行闭环控制。以自控装置主要工作状态功率的闭环控制为例，PLC主 机通过控制A/D模块得到电子枪高压和束流参数，计算得出电子枪 功率，并与设定功率进行比较，通过负反馈对功率进行闭环控制。各 项参数可通过本地触摸屏或远程计算机显示，设定值和操作控制均可 通过本地触摸屏或远程计算机输入设定。进行功率闭环控制时，PLC的调节步长和调节时间间隔是随着当
前功率值的情况而变化的，这与一般e型自控系统是不变的有所不
同，主要是基于电子枪系统的特殊情况而考虑的由于电子枪系统是 时滞系统，滞后时间为4，这样原则上自控系统的调节时间间隔T要 大于At，否则会成为反阻尼系统，但是因为电子枪滞后时间At不固定， 在某些条件下比较长，进而造成调节时间间隔也比较长，系统调节过 慢，尤其表现在功率需要较大变化阶段。
为了弥补上述缺点，自控系统采用调节时间间隔随着当前功率值 的情况而相应设定的方法，具体方法如下当前功率值与功率设定值 相差较大时，调节时间间隔设为某一较小值，其值一般都要小于滞后 时间At，调节歩长也相应较大，从而使当前功率快速接近设定值；当 当前功率值与功率设定值相差到某一较小值时，即当前功率值已经很 接近功率设定值时，调节时间间隔设为某一较大值，调节步长也相应 减小，让当前功率逐步接近设定值，防止超调；当当前功率值与功率 设定值相差到更小范围时，其差值已经小到自动控制幅度(电子枪系 统允许的功率误差范围)内时，反而再次减小调节时间间隔和调节步 长，这样做的目的是因为在当前功率值与功率设定值的差值在自动控 制幅度以内时自控系统不调节，即不改变控制输出值。自控系统只不 过是在快速的监测当前功率是否在自动控制幅度内，系统是否正常运 行， 一旦当前功率超出自动控制幅度范围外时，自控系统立刻以系统 最小幅度调节控制输出值，使功率以最快速度回到自动控制幅度内。 电子枪运行过程中可能发生各种异常情况，最为常见的是电源高压短路打火。在打火时电源会立刻给PLC —个高电平信号，PLC利 用中断功能停止自控，并记住此、刻输出控制值，同时把控制输出值减
小到某一特定值。PLC收到中断信号时开始计时，计时时间参考电源
自动恢复高压时间来设定，略大于电源自动恢复高压时间，计时结束 后再进行功率调节。计时结束后自控系统把输出控制值恢复到打火前 一刻的输出控制值，而此刻高压也已经恢复正常，功率也恢复正常。
权利要求1. 一种e型电子枪电源自动控制装置，包括本地控制箱、触摸屏及远程控制计算机，其特征在于本地控制箱内设有PLC主机及分别与PLC主机相连接的继电器、RS422转232通信模块和A/D、D/A采样模块，箱体上设有触摸屏端口(1)、报警端口(2)、电源信号传递端口(3)、PLC之间的通信端口(4)、电源端口(5)、接地端口(6)，电子枪电源通过电源端口(3)分别与继电器A/D、D/A采样模块相连接，触摸屏通过触摸屏端口(1)与PLC主机连接，远程计算机通过一个PLC间通信端口(4)与RS422转232通信模块连接，另一个PLC间通信端口(4)用来连接其他本地控制箱，电源端口(5)连接电源，用于给PLC主机供电，接地端口(6)通过导线与地相连，使本地控制箱的箱体与地等电位。
2. 如权利要求1所述的一种e型电子枪电源自动控制装置，其特征在于所述的PLC主机采用FX2N-32MT，触摸屏采用PODUG330H-SS4。
专利摘要本实用新型涉及一种e型电子枪电源控制装置，针对e型电子枪系统为非线性时滞系统的特性，提供一种能够进行自控、能够对电子枪的异常情况进行紧急处理并且及时地恢复到正常工作状态的控制装置。以PLC主机为控制核心，且将本地控制箱通过屏蔽线与电源连接，可以有效地防止e型电子枪系统在工作时的高压打火短路信号干扰及其它电磁干扰，整个系统抗干扰性强，工作可靠；利用PLC中断功能，能够对电子枪异常情况进行紧急处理和及时恢复到正常状态；利用触摸屏和远程控制计算机可以在现场或远程方便灵活地控制电子枪电源，减少工作人员的工作量。
文档编号G05B19/418GK201269997SQ20082013953
公开日2009年7月8日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者王洪强, 高学林 申请人:核工业理化工程研究院