А.Р. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов, Г.С. Лучкин,
(ГОУ ВПО КГТУ, г. Казань)
Современное машиностроение невозможно без использования средств измерения, обработки информации и управления процессами производства. Аналитическое оборудование все чаще подключается к персональным компьютерам через стандартные интерфейсы. Наряду с использованием программ приложений, сопровождающих измерительную аппаратуру, можно модернизировать и разрабатывать свои алгоритмы обработки и автоматизации производства.
Интегрированные системы сбора, контроля и управления технологическими параметрами позволяют использовать компьютер как систему многоканального сбора, регистрации и обработки данных в реальном масштабе времени, включать его контур управления совместно с другими устройствами автоматики, подключать различные приборы и датчики [1].
В машиностроении большое внимание уделяется различным функциональным покрытиям, которые улучшают свойства изделий [2]. Автоматизация процесса нанесения покрытий позволяет снизить себестоимость продукции и повысить ее качество.
Целью работы является автоматизация процесса регистрации пааметров контрольно-измерительного оборудования вакуумной установки и управление процессом нанесения покрытий в вакууме.
Для контроля технологических параметров напыления функциональных покрытий в вакууме нами был использован восьми канальный модуль ввода аналоговый измерительный МВА8. Данный прибор установлен на опытно-экспериментальной установке УВН-70А-2 для исследования характеристик разряда магнетронной распылительной системы в процессе нанесения покрытий.
Модуль выполняет следующие основные функции:
1. Измерение физических параметров объекта контролируемых входными первичными преобразователями.
2. Цифровая фильтрация измеренных параметров от промышленных импульсных помех;
3. Коррекция измеренных параметров для устранения погрешностей первичных преобразователей.
4. Формирование аварийного сигнала при обнаружении неисправности первичных преобразователей.
5. Передача компьютеру информации о значениях измеренных датчиками величин или значениях, полученных после преобразования этих величин.
6. Изменение значений его программируемых параметров е помощью программы конфигурирования.
7. Сохранение заданных программируемых параметров в энергонезависимой памяти при отключении напряжения питания.
Аналоговые сигналы с датчиков, смонтированных на вакуумной установке, подаются на модуль ввода аналоговый измерительный МВА8. Основными рабочими параметрами при нанесении покрытий являются: напряжение на электродах, величина разрядного тока, температура подложки, контроль толщины покрытий и величина давления рабочего газа.
Сигнал с датчика, измеряющего физический параметр объекта, поступает в прибор в результате последовательного опроса датчиков. Полученный сигнал преобразуется в цифровые значения. В процессе обработки сигналов осуществляется их фильтрация от помех и коррекция показаний в соответствии с заданными параметрами. Опрос датчиков и обработка их сигналов осуществляется последовательно по замкнутому циклу. Для каждого входа задается период опроса в интервале от 0,3 до 30 с. Для корректного вычисления параметров, контролируемых термоэлектрическими преобразователями, предусмотрена автоматическая коррекция показаний прибора на основе показаний датчика контроля, расположенного внутри прибора. При работе с активными преобразователями, выходным сигналом, которых является напряжение или ток, в приборе предусмотрена возможность масштабирования шкалы измерения. Использование масштабирующих значений позволяет отображать контролируемые физические параметры непосредственно в единицах их измерения. Полученные в результате измерений и отфильтрованные значения физических величин могут быть откорректированы прибором в соответствии с заданными параметрами. Дополнительно предусмотрена возможность сдвига и измерения наклона измерительной характеристики. Полученные результаты записываются на компьютер и затем осуществляется их обработка.
Для управления процессом нанесения покрытий в вакууме использован модуль вывода управляющий МВУ8, который предназначен для построения автоматических систем управления.
Модуль обладает следующими характеристиками:
1. До восьми каналов управления различными исполнительными механизмами (ИМ):
- 2-х позиционными (ТЭНы. двигатели, клапаны):
- 3-х позиционными (задвижки, краны), как с датчика положения, так и без него;
- ИМ с аналоговым управлением;
2. Непосредственное управление ИМ по сигналу от компьютера;
3. Контроль нахождения в заданных пределах значения физической величины;
4. Автоматический перевод им в аварийный режим работы при нарушении сетевого обмена;
5. Помехоустойчивость благодаря импульсному источнику питания 90 ÷ 264. В частности 47 ÷ 63 Гц.
Установка модулей МВА8 и МВУ8 позволяет в процессе нанесения покрытий регулировать следующие параметры: температура подложек, напряжение на электродах, давление в вакуумной камере, оптическую толщину покрытия и время нанесения. Автоматизация вакуумной установки УВН-70А-2 повысила качество наносимых покрытий и воспроизводимость результата.
Многоканальная регистрация аналоговых сигналов оборудования, контролирующего процесс нанесения функциональных покрытий, позволяет изучать различные нестационарные и переходные режимы работы вакуумной установки. Автоматизация процесса регистрации параметров контрольно-измерительного оборудования вакуумной установки и управление процессом нанесения покрытий в вакууме дает возможность повысить эффективность разрабатываемых технологий, проверять и выявлять новые закономерности процессов в зависимости от большого количества параметров.
Список литературы
1. http://owen.ru
2. Галяутдинов Р.Т., Кашапов Н.Ф.. Лучкин Г.С. Формирование защитных покрытий для алюминиевых зеркал методом магнетронного распыления // «Сварочное производство». 2003. №3. с. 27-31.
|
