电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统的制作方法
【专利摘要】一种电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，包括有一组电子束熔炼炉及对应一组用于采集电子束熔炼炉熔炼过程参数的传感器；在熔炼现场对应配设一组用于对各台电子束熔炼炉实施现场监测与控制的子级监测设备；设立一现场设备监测中心，在现场设备监测中心至少安装一台监测中心服务器，用于提取、分析和存储来自现场子级监测设备所采集的各电子束熔炼炉熔炼过程的参数信息；建立一远程客户端，在该远程客户端设置一组远程监测设备；各子级监测设备的信号输出端经数据通讯线接现场设备监测中心服务器的输入端；监测中心服务器通过网络与远程监测设备通讯。其可实现电子束熔炼炉的监测与控制。
【专利说明】电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统及方法。
【背景技术】
[0002]电子束熔炼炉是利用高速运动的电子束流所产生的动能转变为热能进而使金属熔化的一种真空熔炼设备。主要用于稀有、珍贵金属材料的提纯、真空浇铸以及重熔，还可以用于制取半导体材料和难熔金属及其合金的单晶等。随着科学技术的飞速发展，真空电子束熔炼炉向着大功率、智能化、高效率方向发展。国外能够制造电子束熔炼炉的公司主要有德国的ALD公司、美国的Retech公司、Consarc公司，日本电子公司、乌克兰的巴顿焊接研究所、ANTARES公司和俄罗斯国家稀有金属研究院等等。其大部分电子束熔炼炉均具备远程实时监测的功能，基本可以实现熔炼过程参数的远程实时监测与维护。
[0003]在电子束熔炼炉的熔炼过程中，真空度、熔炼功率和熔炼速度等是主要的工艺参数，直接影响到生产效率和产品质量。因此，对于这些熔炼过程参数，不仅需要现场监测与控制，而且还应该具备远程实时监测显示和存储的功能，同时，对于熔炼过程参数的后期处理，制定工艺路线，指导设备维护等具有重要的意义。
[0004]目前，国内研制生产的电子束熔炼炉尚无完善的远程监测系统，有的电子束熔炼炉具备一些初步的远程监测功能，但是功能不完善，而且大多采用专用的软件，如组态王、WinCC等工业组态软件，这些软件对系统环境依赖性强，大多安装在专门的工控机上，也不方便用户在办公室操作，归纳起来存在以下两个方面的问题。
[0005](I)现有的电子束熔炼炉大多采用现场监测模式，随着电子束熔炼炉向着大功率方向发展，如果长期采用现场监测可能存在一定的辐射危险，远程监测系统可以很好地解决这一问题。
[0006](2)电子束熔炼炉过程参数的远程监测不同于简单对现场监测信号的延长，因为监测信号线缆大多采用并口或串口连接形式，在信号延长的过程中会出现信号的衰减和不稳定。同时，采用TCP/IP协议的传输模式，以及集中监测和分布式监测模式是未来发展方向。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，使得现场监测信号远距离传输更稳定和方便。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案:
[0009]一种电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，包括有一组电子束熔炼炉及对应一组用于采集电子束熔炼炉熔炼过程参数的传感器；其还包括:
[0010]在熔炼现场对应配设一组用于对各台电子束熔炼炉实施现场监测与控制的子级监测设备；
[0011]设立一现场设备监测中心，在现场设备监测中心至少安装一台监测中心服务器，该工控机用于提取和存储来自现场子级监测设备所采集的各电子束熔炼炉熔炼过程的参数信息；
[0012]建立一远程客户端，在该远程客户端设置一组远程监测设备；
[0013]所述各子级监测设备的信号输出端经数据通讯线接现场设备监测中心监测中心服务器的输入端；所述监测中心服务器通过网络与远程监测设备通讯。
[0014]所述电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统中，所述的监测中心服务器与远程监测设备间通过TCP/IP协议进行数据传输；或所述监测中心服务器与远程监测设备间采用虚拟专用网络(VPN)传输数据
[0015]所述电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统中，所述各子级监测设备及现场设备监测中心服务器设在企业局域网范围内，所述各子级监测设备与监测中心服务器间采用双绞线或同轴电缆通讯传输数据。
[0016]所述电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统中，所述各子级监测设备与监测中心服务器间联接用的数据通讯线采用RVVP双绞屏蔽线为佳。
[0017]所述电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统中，一优选方案是:所述的监测中心服务器采用PC总线工控机；所述的各子级监测设备采用研华工控机。
[0018]本实用新型的优点是:其可以实现电子束熔炼炉监测与控制。该系统有别于目前国内外其他设备的远程监测系统，是结合了组态王控件和C++语言编程两者的优势，在VS.net编程环境下开发的，因此，具有较高的灵活性和方便性，还可以依据客户的需求对特定功能进行定制，满足 不同用户的需求提高了现场监测信号远距离传输的稳定性和方便性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统构成示意图。
[0020]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0021]参阅图1所示，本实用新型电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统主要包括有三大部分:子设备级监测与控制1、现场设备监测中心2和远程监测与控制3。
[0022](I)子设备级监测与控制I，主要包括一组子级监测设备Z1、Z2……Zn (可采用研华工控机)，该组子级监测设备Zl、Z2……Zn分别对每一台电子束熔炼炉设备(Rl、R2……Rn)实施现场监测与控制，利用一组传感器分别采集各电子束熔炼炉设备相关过程参数，这些在熔炼过程中主要监测的过程参数包括:电子枪参数、炉体真空参数、报警提示信息以及操作控制命令等。可以通过组态王软件编程实现，并安装于现场工控设备(即子级监测设备Z1、Z2......Zn)中，方便现场工作人员操作。
[0023](2)现场设备监测中心2，主要由监测中心操作员21进行操作和维护，将多台电子束熔炼炉设备所采集获得的信号汇集，并提取和存储到数据服务器(亦即监测中心服务器22，优选采用PC总线工控机)，以方便远程客户端读取信号。
[0024](3)远程监测与控制系统3，主要由远程操作员31、31’或相关工作人员进行操作和维护，通过远程客户端(远程监测电脑)读取来自现场设备监测中心收集的相关数据，并根据预先设定的用户权限，可以远程操作和控制现场运行的电子束熔炼炉。远程监测电脑可以是台式电脑32或便携是手提电脑32’，其上安装了远程监测客户端软件。
[0025]本实用新型的工作原理及过程是:远程监测与控制系统3根据实时数据读取控件，通过TCP/IP协议进行数据传输，可以得到现场设备监测中心系统所实时采集的过程参数。由于电子束熔炼炉运行过程中的数据非常多，远程监测系统不便于对每一个数据进行读取和显示；也不能让每一个远程用户都具备控制现场设备的权限，为了确保设备安全性，必须要得到授权才可以远程控制，否则只具备监测和查看的权限。综上所述，本实用新型电子束熔炼炉远程监测系统的主要功能有:关键数据实时显示、报警数据处理、报表统计分析和授权控制操作。这些功能采用编程语言在编程环境下可以实现，可以灵活安装于客户端电脑，并且不需要专用的硬件驱动支持，因此具有更强的灵活性和可操作性。这些技术可由现有技术实现，此处不赘述。
[0026]上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，包括有一组电子束熔炼炉及对应一组用于采集电子束熔炼炉熔炼过程参数的传感器；其特征在于还包括: 在熔炼现场对应配设一组用于对各台电子束熔炼炉实施现场监测与控制的子级监测设备； 设立一现场设备监测中心，在现场设备监测中心至少安装一台监测中心服务器，用于提取、分析和存储来自现场子级监测设备所采集的各电子束熔炼炉熔炼过程的参数信息； 建立一远程客户端，在该远程客户端设置一组远程监测设备； 所述各子级监测设备的信号输出端经数据通讯线接现场设备监测中心服务器的输入端；所述监测中心服务器通过网络与远程监测设备通讯。
2.如权利要求1所述的电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，其特征在于:所述的监测中心服务器与远程监测设备间通过TCP/IP协议进行数据传输。
3.如权利要求1所述的电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，其特征在于:所述各子级监测设备及现场设备监测中心服务器设在企业局域网范围内，所述各子级监测设备与监测中心服务器间采用双绞线或同轴电缆通讯传输数据。
4.如权利要求1所述的电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，其特征在于:所述各监测中心服务器与远程监测设备间采用虚拟专用网络传输数据。
5.如权利要求3所述的电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，其特征在于:所述各子级监测设备与监测中心服务器间联接用的数据通讯线采用RVVP双绞屏蔽线。
6.如权利要求1所述的电子束熔炼炉过程参数的远程监测系统，其特征在于:所述的监测中心服务器采用PC总线工控机；所述的各子级监测设备采用研华工控机。
【文档编号】G05B19/418GK203588048SQ201320636248
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】魏中青, 尹中荣, 孙照富, 孔祥伟, 金萌时 申请人:北京有色金属研究总院