[发明专利]一种基于高纯铟生产多类型设备异构数据融合采集装置及数据标定方法

说明书

本发明公开一种基于高纯铟生产多类型设备异构数据融合采集装置及数据标定方法，装置包括含有模拟量采集模块、232数据监听模块、电源模块及主控制器。主控制器通过模拟量采集模块及232数据监听模块，对高纯铟生产不同设备的异构数据进行采集，最终将采集到的数据通过485总线发送至数据管理服务器。数据管理服务器收到数据后，针对模拟量数据因采集周期不对应导致的相对误差较大问题，采用高精度数据处理方法对数据进行校正处理。所述数据处理方法以该装置为基础，在确定数据标定模型前提下，对于使用传统数据标定算法所确定标定参数精度相对较低的不足，采用差分进化算法搜索最优标定参数，并最后对原始采集数据进行标定处理得到高精度数据。

技术领域

本发明提出一种基于高纯铟生产多类型设备异构数据融合采集装置及数据标定方法，属于高纯铟的异构数据采集技术领域。

背景技术

高纯铟是制备半导体化合物、高档ITO靶材的关键材料，被广泛应用在现代高精尖科技领域中。相应的，对其纯度、生产工艺的要求也愈来愈高，甚至需要同时实时获取多个生产设备的数据，对数据进行综合分析以实现工艺优化。由于大量高纯铟生产设备没有信息化数据接口，如单晶提拉炉、真空蒸馏炉及区域熔炼炉，只能附加一套数据采集器，通过工业485现场总线对设备数据进行采集，以实现实时数据采集。

而对于无信息化数据接口设备的模拟量数据，如单晶提拉炉温度数据，由于原设备数据采集与新增的数据采集器周期不一致，设备显示值和数据采集值在时间上不对应，存在随机误差。因此，要实现高精度数据采集，必须对原始采集数据进行标定处理，并在确定数据标定模型的基础上，求出数据标定参数，以实现高精度数据标定；而在数据标定实施过程中，虽然传统数据标定算法(如最小二乘法拟合法)具有简单、高效的特点，但存在数据标定精度相对较差的问题，若采用传统标定算法进行数据标定，必然导致标定参数存在相对较大误差，并最终影响数据采集系统的采集精度，对工艺的优化有着较大影响。本发明采用差分进化算法对最优标定参数进行搜索，能够有效的解决采集时间不对应性的问题，实现实时高精度、高可靠的数据采集。

发明内容

发明目标：本发明针对高精度数据采集工业自动化及计算机技术应用领域，提供一种能够实时、高可靠、高精度采集高纯铟生产多类型设备数据装置，对于无信息化信息接口的设备，设计一种兼容性强的数据采集装置，能够对不同类型设备，如单晶提拉炉、真空蒸馏炉、区域熔炼炉等，进行数据采集；对于无信息化数据接口设备的模拟量数据，如单晶提拉炉温度数据，因采集时间不对应性，导致数据采集存在相对误差较大的问题，提出一种基于高纯铟生产多类型设备异构数据融合采集装置及数据标定方法，能够得到高精度数据标定参数，有效降低数据高精度标定难度，实现实时高精度数据采集。

技术方案：为了实现上述目标，本发明提出一种基于高纯铟生产多类型设备异构数据融合采集装置，该采集装置包含232数据监听模块(1)、模拟量采集模块(2)、电源模块(3)以及主控制器(4)；

所述232数据监听模块(1)的第一RS232接口连接PLC设备，第二RS232接口连接工控屏；所述232数据监听模块(1)与所述主控制器(4)连接，采集PLC或工控屏数据；

所述模拟量采集模块(2)连接高纯铟生产设备的电压输出接口、电流输出接口和温度输出接口；所述模拟量采集模块(2)通过485控制器与主控制器(4)连接，采集电压、电流和温度数据；所述高纯铟生产设备包括单晶提拉炉、真空蒸馏炉和区域熔炼炉；

所述电源模块(3)连接外部24V直流电源，电源模块(3)输出产生的5V直流电源同时与232数据监听模块(1)、模拟量采集模块(2)以及主控制器(4)的电源输入接口连接；

所述主控制器(4)通过485监测控制器连接WF160D传感器以采集位移数据，所述主控制器(4)通过485总线控制器将所有数据上传到数据管理服务系统；所述主控制器(4)为STM32F103C8T6芯片。