功率控制器通信方式自动切换方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种功率控制器通信方式自动切换方法及系统，用于控制功率控制器与PLC器件的通信模块以及模拟量输出模块之间的通信，其中，功率控制器的通信方式至少包括：模拟量通信方式和数字量通信方式，该方法包括如下步骤：在数字量通信方式下，将设定功率值和反馈功率值输出至通信模块；PLC器件的CPU根据设定功率值和反馈功率值的差异判断功率控制器是否通信不畅；若CPU判定功率控制器通信不畅，则指示一切换控制单元切换功率控制器的通信方式；切换控制单元进行切换动作，将功率控制器的通信方式切换至模拟量通信方式。其使得功率控制器与控制PLC之间始终保持可靠的通信，从而避免功率控制器通讯不畅引起的工艺或设备问题。
【专利说明】功率控制器通信方式自动切换方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体加工制造【技术领域】，更具体地说，涉及一种功率控制器通信方式自动切换方法及系统。
【背景技术】
[0002]半导体设备领域中，很多企业仍采用传统的模拟控制方式来进行电加热控制，但无论从控制精度、控制数据监测或是控制系统网络等方面，还是从与其他模块进行数据交互的便利性方面而言，数字化产品均能更好的满足各个生产领域的要求，因而全数字式功率控制器作为电力控温组件逐渐得到了更广泛的应用。
[0003]SCR功率控制器是通过控制信号的输入，控制串在主回路中的(SCR)晶闸管模块，改变主回路中电压的导通与关断，从而进行电压或功率的调节，进而达到控温的目的。但即使应用数字功率控制器，大部分设备也只选用其中一种通信方式进行通讯，而这种通信方式存在着安全隐患。当因故障或干扰引起通讯不畅时，势必影响设备正常运行，进而可能导致工艺错误，降低了设备的安全性和可靠性。
[0004]因此，研发人员期望获得一种具有多种通信方式、并可自动切换的功率控制器。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种功率控制器通信方式自动切换方法，其可在模拟量通信和数字量通信之间切换，从而避免通讯不畅引起的工艺或设备问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种技术方案如下:
[0007]—种功率控制器通信方式自动切换方法，用于控制功率控制器与一 PLC器件的通信模块以及模拟量输出模块之间的通信，其中，功率控制器的通信方式至少包括:模拟量通信方式和数字量通信方式，方法包括如下步骤:a)、在数字量通信方式下，将设定功率值和反馈功率值输出至通信模块；b)、PLC器件的CPU根据设定功率值和反馈功率值的差异判断功率控制器是否通信不畅；c)、若PLC器件的CPU判定功率控制器通信不畅，则指示一切换控制单元切换功率控制器的通信方式；d)、切换控制单元进行切换动作，将功率控制器的通信方式切换至模拟量通信方式；其中，数字式通信方式中，功率控制器经由数字量输入给定端口与通信模块以数字信号进行通信；模拟量通信方式中，功率控制器经由模拟量输入给定端口与模拟量输出模块以模拟信号进行通信。
[0008]优选地，PLC器件的CPU计算设定功率值和反馈功率值之间差异占设定功率值的百分比，若差异的百分比绝对值大于第一百分比阈值，并且差异的百分比绝对值大于第一百分比阈值的状态维持大于第一时间阈值后，PLC器件的CPU判定功率控制器通信不畅。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种功率控制器通信方式自动切换系统，其可在功率控制器与PLC通信不畅时，使得功率控制器由数字量通信方式切换至模拟量通信方式。
[0010]本实现上述目的，本发明提供另一技术方案如下:
[0011]一种功率控制器通信方式自动切换系统，包括一功率控制器以及一 PLC器件，PLC器件至少包括:通信模块，其与功率控制器以数字信号进行通信，接收功率控制器输出的设定功率值和反馈功率值；CPU，其根据设定功率值和反馈功率值之间的差异判断功率控制器是否通信不畅；模拟量输出模块，其与功率控制器以模拟信号进行通信；其中，自动切换系统还包括:切换控制单元，根据CPU对功率控制器通信不畅的判断，控制功率控制器选择与模拟量输出模块以模拟信号通信。
[0012]优选地，切换控制单元包括PLC器件的数字量输出模块和一继电器，继电器的常开触点两端分别连接功率控制器的输入切换端口 X2与公共端M，数字量输出模块控制继电器的通断状态，常开触点打开时，功率控制器与通信模块通信，常开触点闭合时，功率控制器选择与模拟量输出模块通信。
[0013]本发明提供的功率控制器通信方式自动切换方法及系统，可在模拟量通信和数字量通信之间切换，使得功率控制器与控制PLC之间始终保持可靠的通信，从而避免功率控制器通讯不畅引起的工艺或设备问题。该系统结构简单、实施便利、成本低，便于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1示出本发明第一实施例提供的功率控制器通信方式自动切换系统结构示意图；
[0015]图2示出本发明第二实施例提供的功率控制器通信方式自动切换方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0017]需要说明的是，本发明实施中采用的功率控制器，至少包括数字量输入给定端口、模拟量输入给定端口、切换控制输入端口，其中，功率控制器经由其数字量输入给定端口可与外部器件进行数字量通信，经由其模拟量输入给定端口可与外部器件进行模拟量通信，其输入切换端口用于改变功率控制器的配置参数，配置参数可选择功率控制器进行数字量通信或是模拟量通信。
[0018]如图1所示，本发明第一实施例提供一种功率控制器通信方式自动切换系统，该系统包括:功率控制器100、PLC器件以及继电器30、上位机40。该PLC器件又具体包括CPU200、通信模块201、模拟量输出模块202以及数字量输出模块203。
[0019]其中，通信模块201与功率控制器100默认地以数字信号进行通信，通信模块201接收功率控制器100输出的设定功率值和反馈功率值，CPU200根据设定功率值和反馈功率值之间的差异判断功率控制器100是否通信不畅；模拟量输出模块202与功率控制器100以模拟信号进行通信；数字量输出模块203和继电器30组成为一切换控制单元，其根据CPU200对功率控制器100通信不畅的判断，控制功率控制器100选择与模拟量输出模块202以模拟信号通信。
[0020]具体地，通信模块201相应端口与功率控制器的数字量输入给定端口 A+、B-进行双工通信。从而，例如，功率控制器100可将其设定功率值和反馈功率值输出给PLC器件的通信模块201，以供PLC器件的CPU200对功率控制器100的通信状况进行判断；另一方面，通信模块201还可以向功率控制器100输出控制信号或参数信号等。[0021]功率控制器100还具有两个电源端口 Dl、D2，外部控制电源通过该两个端口向功率控制器100提供其工作所需的功率。
[0022]进一步地，该PLC器件还与上位机40连接，并在其CPU200判断功率控制器100通信不畅时，向上位机40发出报警信号；上位机40根据报警信号，指示切换控制单元进行切换动作，以使功率控制器100与该PLC器件的模拟量输出模块202以模拟信号进行通信，随后该PLC器件的模拟量输出模块202可向功率控制器100发出模拟量表不的控制信号或参数信号等。除此之外，这种模拟量通信方式还可作为与该PLC器件的通信模块201之间的数字量通信方式的备选或替换方案。
[0023]进一步地，继电器30包括一线圈300、一常开触点301，常开触点301两端分别连接功率控制器100的输入切换端口 X2与公共端M，数字量输出模块203控制继电器的线圈300的通断状态，常开触点301打开时，功率控制器100与该PLC器件的通信模块201以数字信号通信，常开触点301闭合时，功率控制器100选择与该PLC器件的模拟量输出模块202以模拟信号通信。
[0024]其中，具体地，功率控制器100采用现有技术中成熟的器件，其具有多组配置参数，例如，第一组配置参数对应于功率控制器100的数字量通信方式，即在端口 A+、B-的输入信号为数字量；第二组配置参数对应于功率控制器100的模拟量通信方式，在端口 AU、GND的输入信号为4-20mA。通过配置参数的选择，可直接选择功率控制器100的通信方式。本发明该实施例中，选用TPA系列单相晶闸管功率控制器。在输入切换端口 X2与公共端M断开时，功率控制器100启用第一组配置参数，在输入切换端口 X2与公共端M连通时，功率控制器100启用第二组配置参数。
[0025]继电器30采用现有技术中常规继电器，其线圈300得电后，常开触点301闭合，线圈300失电后，常开触点301恢复为默认的断开状态。因而，通过数字量输出模块203控制继电器30线圈300的得电/失电状态，即可控制常开触点301的通/断状态，进而选择功率控制器100的配置参数，最终实现对功率控制器100通信方式的切换。
[0026]该实施例提供的功率控制器通信方式自动切换系统，在功率控制器与控制PLC之间始终保持可靠的通信，能有效避免功率控制器通讯不畅引起的工艺或设备问题。该系统结构简单、实施便利、成本低，便于推广应用。
[0027]如图2所示，本发明第二实施例提供一种功率控制器通信方式自动切换方法，用于控制功率控制器与一 PLC器件的通信模块以及模拟量输出模块之间的通信，其中，该PLC器件还具有CPU、数字量输出模块等其他可能需要的部件，该自动切换方法包括如下步骤:
[0028]步骤S10、在数字量通信方式下，将设定功率值和反馈功率值输出至通信模块；
[0029]具体地，默认情况下，功率控制器与外部器件以数字量通信方式进行通信，这符合目前的数字通信、数字控制的技术发展趋势。这里，功率控制器将其设定功率值和反馈功率值输出至外部一 PLC器件的通信模块。
[0030]步骤S11、该PLC器件的CPU根据设定功率值和反馈功率值的差异判断功率控制器是否通信不畅；
[0031]具体地，该PLC器件的CPU计算设定功率值和反馈功率值之间差异占设定功率值的百分比，若差异的百分比的绝对值大于第一百分比阈值，并且差异的百分比绝对值大于第一百分比阈值的状态维持大于第一时间阈值后，则判定功率控制器通信不畅。[0032]进一步地，优选情况下，第一百分比阈值为3%，第一时间阈值为5秒。
[0033]步骤S12、若该PLC器件的CPU判定功率控制器通信不畅，则指示一切换控制单元切换功率控制器的通信方式；
[0034]具体地，在判定功率控制器通信不畅的情况下，该PLC器件的CPU可直接地或经由一上位机，来指示一切换控制单元立即切换功率控制器的通信方式。该切换控制单元可改变功率控制器的配置参数，进而改变功率控制器与外部器件的通信方式。
[0035]该切换单元可例如由继电器和该PLC器件的数字量输出模块参照第一实施例中的配置来实现。
[0036]步骤S13、切换控制单元进行切换动作，将功率控制器的通信方式切换至模拟量通信方式；
[0037]具体地，切换控制单元控制功率控制器的输入切换端口 X2与公共端M之间的通断状态，X2与M断开时，功率控制器采用第一组配置参数，与该PLC器件的通信模块进行数字量通信；X2与M连通时，功率控制器采用第二组配置参数，与该PLC器件的模拟量输出模块进行模拟量通信。
[0038]该PLC器件的CPU不断检测功率控制器设定功率值和反馈功率值的差异，若这种差异较大且持续时间较长，则判定功率控制器通信不畅，这时即将原先的数字量通信方式切换到模拟量通信方式，从而维持功率控制器与控制PLC之间持续畅通的通信，有效避免功率控制器通讯不畅引起的工艺或设备问题。
[0039]以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种功率控制器通信方式自动切换方法，用于控制所述功率控制器与一 PLC器件的通信模块以及模拟量输出模块之间的通信，其中，所述功率控制器的通信方式至少包括:模拟量通信方式和数字量通信方式，所述方法包括如下步骤: a)、在所述数字量通信方式下，将设定功率值和反馈功率值输出至通信模块； b)、所述PLC器件的CPU根据所述设定功率值和反馈功率值的差异判断所述功率控制器是否通信不畅； C)、若所述PLC器件的CPU判定所述功率控制器通信不畅，则指示一切换控制单元切换所述功率控制器的通信方式； d)、所述切换控制单元进行切换动作，将所述功率控制器的通信方式切换至所述模拟量通信方式； 其中，所述数字式通信方式中，所述功率控制器经由数字量输入给定端口与所述通信模块以数字信号进行通信；所述模拟量通信方式中，所述功率控制器经由模拟量输入给定端口与所述模拟量输出模块以模拟信号进行通信。
2.根据权利要求1所述的自动切换方法，其特征在于，所述PLC器件的CPU计算所述设定功率值和反馈功率值之间差异占所述设定功率值的百分比，若所述差异的百分比绝对值大于第一百分比阈值，并且所述差异的百分比绝对值大于所述第一百分比阈值的状态维持大于第一时间阈值后，所述PLC器件的CPU判定所述功率控制器通信不畅。
3.根据权利要求2所述的自动切换方法，其特征在于，所述第一百分比阈值为3%，所述第一时间阈值为5秒。
4.一种功率控制器通信方式自动切换系统，包括一功率控制器以及一 PLC器件,所述PLC器件至少包括:` 通信模块，其与所述功率控制器以数字信号进行通信，接收所述功率控制器输出的设定功率值和反馈功率值； CPU，其根据所述设定功率值和反馈功率值之间的差异判断所述功率控制器是否通信不畅； 模拟量输出模块，其与所述功率控制器以模拟信号进行通信； 其中，所述自动切换系统还包括: 切换控制单元，根据所述CPU对所述功率控制器通信不畅的判断，控制所述功率控制器选择与所述模拟量输出模块以模拟信号通信。
5.根据权利要求4所述的自动切换系统，其特征在于，所述PLC器件与一上位机连接，并在判断所述功率控制器通信不畅时，向所述上位机发出报警信号；所述上位机根据所述报警信号，指示所述切换控制单元进行切换动作，以使所述功率控制器与所述模拟量输出模块通信。
6.根据权利要求4或5所述的自动切换系统，其特征在于，所述切换控制单元包括所述PLC器件的数字量输出模块和一继电器，所述继电器的常开触点两端分别连接所述功率控制器的输入切换端口 X2与公共端M，所述数字量输出模块控制所述继电器的通断状态，所述常开触点打开时，所述功率控制器与所述通信模块通信，所述常开触点闭合时，所述功率控制器选择与所述模拟量输出模块通信。
7.根据权利要求6所述的自动切换系统，其特征在于，所述功率控制器为TPA系列单相晶闸管功率 控制器。
【文档编号】G05B19/05GK103869744SQ201410117706
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】徐妍妍, 张海轮 申请人:北京七星华创电子股份有限公司