[发明专利]一种热压罐监控系统

说明书

技术领域

本发明是一种热压罐监控系统，该系统应用于热压罐装置的温度、压力、真空工艺控制及状态监测，属于复合材料热压成型领域的控制技术。

背景技术

对于热压罐工艺控制而言，传统的热压罐控温方式只能控制罐内空气的升温、降温速率，靠空气温度拉动模具温度，无法对模具的升、降温速率进行精确控制，对于薄的模具而言其热传递速度快，勉强能够跟随罐内空气温度的变化速率而变化，但遇到热传递性能低的厚模具或形状不规则模具时，传统控温方式无法满足工艺升、降温速率要求，尤其在接近目标温度时，需要多等待几个小时，模具温度的最低偶或平均偶到达目标值后，才能满足进入下一工艺段的要求。传统控温方式的缺点是：

1.工艺运行时间被加长(如10小时的产品工艺可能被拉长至24小时)，浪费电能，同时降低了热压罐生产效率。传统热压罐靠空气温度拉动模具温度的方式受设备硬件变化影响很大，经常出现模具温升不足或模具表面温升过高，导致产品固化胶结失败，造成工艺零件报废；

2.对于热压罐控制稳定性而言，传统的热压罐工艺控制方式多为单一的仪表控制(航空航天领域惯用仪表控制)或单一的PLC控制，同时 PLC控制器负责装置的安全连锁及机构控制。如遇仪表故障失效极可能导致罐内产品报废(视工艺运行阶段而言)。同时上位机多为单机控制，如遇计算机故障时，直接导致罐内工艺中断，对于仪表控制而言此状况下，可以切换为手动仪表编程或调解输出，完成未完成的工艺。对于单一的PLC控制而言此状况下，无法继续生产，极可能导致罐内产品报废；

3.传统的热压罐监控系统多以声光报警方式提示操作员有报警情况发生，此时操作员还需通过查看模拟屏或计算机判断故障点，且重要工艺拐点无语音提示。这样给操作员增加了操作负担。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种热压罐监控系统，其目的是对模具产品的升、降温速率进行精确控制，缩短热压罐工艺运行时间，提高热压罐工艺控制的稳定性，依据热压罐实时状态自动语音播报。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种热压罐监控系统，其特征在于：该系统包括：

由主客户机(1)和从客户机(2)组成的双计算机冗余系统，由主客户机(1)和从客户机(2)实现热压罐内复合材料零件加工过程的监控，主客户机(1)和从客户机(2)分别与网络层交换机(3)连接，网络层交换机(3)、主服务器(4)、从服务器(5)和数据层交换机(6)构成一个以太网环网系统；主服务器(4)和从服务器(5)完成热压罐内复合材料零件生产的全过程数据存储与备份及数据交换，并保证生产过程中的数据不间断和不丢失；数据层交换机(6)与PLC控制单元(7)和485串口服务器(8)均采用双向通讯连接，PLC控制单元(7)实现对热压罐逻辑控制功能、安全连锁功能与模拟量采集控制功能；485串口服务器(8)通过协议转换与仪表控制单元(9)、记录仪(10)和智能电量表(11)均采用双向通讯连接，其中：

仪表控制单元(9)包括温度控制仪表、压力控制仪表和真空控制仪表，分别实现对热压罐内的温度、压力和真空度的数据的采集和控制，仪表控制单元(9)还包括热压罐内贴附或埋入在复合材料产品中的热电偶，该热电偶采集复合材料产品表面或内部的温度数据并实现对热压罐内的温度控制。

热电偶对热压罐内温度的控制方式为模温热电偶温、最低偶温、最高偶温或平均偶温。

仪表控制单元(9)中，温度控制仪表选用单输入双输出型，第一路输出用于设备加热的调功控制，第二输出用于控制冷却调节阀保温和降温的调节控制过程，冷却系统具有预冷系统和主冷系统，根据热压罐的工作状况进行冷却。压力控制仪表选用单输入双输出型，第一路输出用于设备加压的调节阀控制，控制进气调节阀的开度百分比，第二输出用于控制放气调节阀的开度百分比，实现升压、保压、降压的控制过程。真空控制仪表选用单输入单输出型，输出控制真空缓冲罐的通大气调节阀的开度百分比，进而控制各真空支路的真空度。真空支路仪表用于真空支路的真空度显示及泄漏报警。仪表控制单元(9)的优点在于控制方式灵活，当计算机出现故障时，可以进行手动仪表编程或手动调节输出，保证生产的连续性。