本發(fā)明涉及一種真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置及其控制方法，特別是涉及一種基于can總線的真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)鍍膜與其他真空鍍膜方法相比，具有較高的沉積速率，可鍍制單質(zhì)以及得到不易熱分解的化合物膜的特點(diǎn)。蒸發(fā)鍍膜設(shè)備是一種通過(guò)加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在固體表面上的設(shè)備。蒸發(fā)鍍膜設(shè)備也稱為真空鍍膜機(jī)或者真空鍍膜系統(tǒng)。蒸發(fā)鍍膜設(shè)備包括真空罩（也稱為真空鍍膜室）和抽真空系統(tǒng)，還包括設(shè)置在真空罩中的基片和蒸發(fā)源?；挥谡舭l(fā)源上方?；褪谴児ぜ缃饘?、陶瓷、塑料等。蒸發(fā)源是用來(lái)加熱膜材使之氣化蒸發(fā)的裝置。所述的膜材就是蒸發(fā)物質(zhì)，蒸發(fā)物質(zhì)通常為固體金屬（例如鋁）和化合物。

蒸發(fā)源有三種類型。①電阻加熱源：用難熔金屬如鎢、鉭制成舟箔或絲狀,通以電流,加熱在它上方的或置于坩堝中的蒸發(fā)物質(zhì)。電阻加熱源主要用于蒸發(fā)cd、pb、ag、al、cu、cr、au、ni等材料；②高頻感應(yīng)加熱源：用高頻感應(yīng)電流加熱坩堝和蒸發(fā)物質(zhì)；③電子束加熱源：適用于蒸發(fā)溫度較高（不低于2000℃）的材料，即用電子束轟擊材料使其蒸發(fā)。蒸發(fā)源是真空鍍膜設(shè)備的核心組件。真空鍍膜設(shè)備根據(jù)設(shè)備規(guī)格大小配置數(shù)量不等的蒸發(fā)源。蒸發(fā)源控制的自動(dòng)化程度、精度和穩(wěn)定性是關(guān)系鍍膜效率、薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

現(xiàn)有的蒸發(fā)源控制系統(tǒng)采用手動(dòng)調(diào)節(jié)或計(jì)算機(jī)集中控制兩種方式。其中的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式是直接開環(huán)控制負(fù)載電壓或電流，且由操作人員直接判斷控制量的給定值。這種方式使得鍍膜工藝嚴(yán)重依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平，從而導(dǎo)致工藝穩(wěn)定性較差、生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品品質(zhì)也得不到根本保證。計(jì)算機(jī)集中控制方式，使用在蒸發(fā)源數(shù)量較少的設(shè)備上時(shí)有優(yōu)勢(shì)，若在蒸發(fā)源數(shù)量較多的大型真空設(shè)備上采用集中控制，將會(huì)出現(xiàn)接線復(fù)雜、信號(hào)易受干擾等問題。目前也有采用總線結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器來(lái)控制蒸發(fā)源，但通常只停留在對(duì)單個(gè)控制量進(jìn)行反饋控制的水平，不能實(shí)現(xiàn)多變量的閉環(huán)控制，關(guān)鍵是沒有配置必要開關(guān)量的控制接口，從而不能從根本上解決大規(guī)模蒸發(fā)源的分布式控制問題。例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)cn1327082a（中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0110495.0）就公開了一種真空鍍膜計(jì)算機(jī)控制裝置，其中所提到的基片加熱監(jiān)控及退出模塊就屬于上述情況。另外，到目前為止尚未見到將can總線分布式控制網(wǎng)絡(luò)用于真空鍍膜設(shè)備蒸發(fā)源控制的報(bào)道。

can總線即為控制器局域網(wǎng)（controllerareanetwork，can），是一種多線路網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心是iso國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。can總線的應(yīng)用中由cpu系統(tǒng)、can控制器和can收發(fā)器三個(gè)部分構(gòu)成。cpu通過(guò)外部總線向can控制器的發(fā)送寄存器寫入發(fā)送數(shù)據(jù)，或者讀取can控制器的接收寄存器，來(lái)控制can控制器完成數(shù)據(jù)的收發(fā)功能；can控制器能夠按照can總線的時(shí)序接收發(fā)送數(shù)據(jù)；can收發(fā)器能夠把來(lái)自can控制器的邏輯電平（cantx、canrx）轉(zhuǎn)換為can總線所要求的差分信號(hào)（canh、canl）進(jìn)行傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為避免上述技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題也即本發(fā)明的目的是，提供了一種可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)對(duì)真空鍍膜設(shè)備蒸發(fā)源進(jìn)行控制，以提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，保證蒸發(fā)源的控制精度和穩(wěn)定性，提高鍍膜質(zhì)量的基于can總線的真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置及其控制方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的中的提供一種真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置的技術(shù)方案是：本發(fā)明的真空鍍膜蒸發(fā)源控制裝置，包括主控制器；主控制器包括微控制器和電源模塊；電源模塊是使用時(shí)能夠?yàn)槲⒖刂破骱透鬏斎牒洼敵瞿K和供隔離電源的電路；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：還包括can總線；主控制器還包括開關(guān)量調(diào)理模塊、開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊、模擬量輸入調(diào)理模塊、模擬量變換輸出模塊和can總線接口模塊。

主控制器使用時(shí)能夠由其微控制器通過(guò)can總線接口模塊與can總線雙向信號(hào)連接；所述的can總線是使用時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲得管理計(jì)算機(jī)的控制命令、并將蒸發(fā)源當(dāng)前狀態(tài)信息和電量信息上傳給管理計(jì)算機(jī)的電路。

所述的微控制器為主控制器的控制中心，是使用時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理的電路。

所述的開關(guān)量調(diào)理模塊是使用時(shí)能夠?qū)﹂_關(guān)輸入量的電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換和整型的電路，其輸入端是使用時(shí)與開關(guān)量控制儀表相連的端口，其輸出端通過(guò)光電隔離與微控制器相連。

所述的開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊是使用時(shí)能夠?qū)﹂_關(guān)輸出信號(hào)進(jìn)行放大的電路，其輸入端通過(guò)光電隔離器與微控制器相連，其輸出端是使用時(shí)與開關(guān)量?jī)x表相連的端口。

所述的模擬量輸入調(diào)理模塊是使用時(shí)能夠?qū)Χ嗦纺M量進(jìn)行濾波和調(diào)理的電路，其輸入端是使用時(shí)與多個(gè)傳感器相連的端口，其輸出端與微控制器相連。

所述的模擬量變換輸出模塊是使用時(shí)能夠把數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為多種標(biāo)準(zhǔn)的模擬控制信號(hào)的電路，其輸出端與微控制器相連，其輸出端是使用時(shí)能夠與控制儀表相連的端口。

所述的can總線接口模塊包括can總線接口，其一端通過(guò)光電隔離器與微控制器相連，另一端與can總線相連。

進(jìn)一步地，所述的微控制器對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，其中包括能夠?qū)λ杉恼舭l(fā)源主回路二次側(cè)負(fù)載的電流、電壓信息和報(bào)警信息，根據(jù)預(yù)置的控制程序和算法進(jìn)行分析計(jì)算，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，而通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源主回路一次側(cè)的電流電壓，而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)源負(fù)載功率的閉環(huán)調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，主控制器還包括狀態(tài)指示接口；所述狀態(tài)指示接口使用時(shí)能夠輸出主控制器所處的工作狀態(tài)的信號(hào)，其輸入端與微控制器相連，其輸出端是使用時(shí)能夠與外圍指示二極管相連的端口。

進(jìn)一步地，所述的模擬量變換輸出模塊包括高速光耦、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、基準(zhǔn)電源電路、四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路、兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路和輸出模式選擇組合電路；高速光耦設(shè)有輸入端和輸出端；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)有輸入端、輸出端和電源端；基準(zhǔn)電源電路設(shè)有輸入端和輸出端；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路設(shè)有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端；兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路設(shè)有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；輸出模式選擇組合電路設(shè)有第一輸出端和第二輸出端。

高速光耦的輸入端即為模擬量變換輸出模塊的輸入端；高速光耦的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的電源端與基準(zhǔn)電源電路的輸出端相連；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路的第一輸入端相連；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路的第二輸入端與輸出模式選擇組合電路的第一輸出端相連；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路的第二輸出端與兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路的第二輸入端相連；兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路的第一輸入端與輸出模式選擇組合電路的第二輸出端相連。

上述技術(shù)方案的真空鍍膜蒸發(fā)源控制裝置的控制方法，具有如下步驟：

s10階段：主控制器上電后的初始化，其中包含系統(tǒng)自檢。

s11階段：對(duì)各端口的開關(guān)信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行采集。

s12階段：對(duì)can信息進(jìn)行接收和處理。

s13階段：對(duì)獲得的信息進(jìn)行故障診斷，如存在故障，則進(jìn)入故障處理階段s17階段，若不存在故障，則進(jìn)入下一階段。

s14階段：對(duì)工作模式進(jìn)行判斷（圖中稱為工況判斷），然后選擇進(jìn)入蒸發(fā)源啟動(dòng)預(yù)處理、蒸發(fā)源關(guān)閉預(yù)處理、蒸發(fā)源算法控制、自診斷故障運(yùn)行或程序結(jié)束子程序。

s15階段：根據(jù)工作模式運(yùn)行相應(yīng)的算法控制子程序，其中包括得到等待輸出的控制量。

s16階段：向can總線發(fā)送信息，此階段可將系統(tǒng)檢測(cè)、部分計(jì)算和處理結(jié)果等信息根據(jù)can應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行編碼打包，然后啟動(dòng)相應(yīng)的can消息發(fā)送函數(shù)而發(fā)送到can總線；然后進(jìn)入s17階段。

s17階段：通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊輸出包括故障處理在內(nèi)的開關(guān)量信息。

s18階段：在沒有檢測(cè)到故障的情況下，進(jìn)入模擬量緩放輸出階段，向模擬量變換輸出模塊輸出s15階段得到的等待輸出的控制量，從而開環(huán)或閉環(huán)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源的變壓器一次側(cè)的電流、電壓或功率。

回到s11階段：程序又回到采集輸入信號(hào)的s11階段，如此反復(fù)執(zhí)行，直至停機(jī)。

進(jìn)一步地，上述控制方法的技術(shù)方案中，還包括處于s18階段之后的s19階段和處于s19階段之后的s20階段；s19階段是對(duì)主控制器的狀態(tài)進(jìn)行顯示的階段，處于s18階段之后；s20階段是軟件看門狗（圖中簡(jiǎn)稱為軟件狗）設(shè)置階段，使軟件處于有效監(jiān)控狀態(tài)。

進(jìn)一步地，對(duì)于上述控制方法的技術(shù)方案，在s15階段中，所述的工作模式包括蒸發(fā)源啟動(dòng)預(yù)處理、蒸發(fā)源關(guān)閉預(yù)處理、蒸發(fā)源控制算法、自診斷故障運(yùn)行和程序結(jié)束子程序。

進(jìn)一步地，對(duì)于上述控制方法的技術(shù)方案，蒸發(fā)源控制算法子程序包括如下步驟：

s31分階段：判斷從can總線接收控制模式碼字和控制目標(biāo)值，在開環(huán)控制、閉環(huán)恒流控制、閉環(huán)恒壓控制或閉環(huán)恒功率控制中選擇相應(yīng)一個(gè)控制模式。

s32分階段：若控制模式為開環(huán)控制模式，調(diào)用相應(yīng)的控制目標(biāo)值作為控制量，然后進(jìn)入對(duì)輸出進(jìn)行限幅的s40階段。

s33分階段：若控制模式為三種閉環(huán)控制模式中的一種，則判斷是否首次采用閉環(huán)控制模式，若是則進(jìn)入s34分階段，若否則進(jìn)入s35分階段。

s34分階段：加載控制量初始值。

s35分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒流控制模式，則調(diào)用電流反饋值和電流控制參數(shù)。

s36分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒壓控制模式，則調(diào)用電壓反饋值和電壓控制參數(shù)。

s37分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒功率控制模式，則調(diào)用功率計(jì)算值和控制參數(shù)。

s38分階段：調(diào)用閉環(huán)控制算法子程序并運(yùn)行，根據(jù)不同類型的控制參數(shù)，計(jì)算出向一次側(cè)輸出的電流電壓調(diào)節(jié)信號(hào)的具體數(shù)值作為控制結(jié)果。

s39分階段：根據(jù)反饋信息對(duì)s38分階段得到的控制結(jié)果進(jìn)行修正，得到修正后的控制結(jié)果。

s40分階段：對(duì)控制結(jié)果中的各控制量上下限進(jìn)行修正后得到等待輸出的控制量。

本發(fā)明具有積極的效果：（1）本發(fā)明的基于can總線的真空鍍膜蒸發(fā)源控制裝置是利用主控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)真空鍍膜設(shè)備蒸發(fā)源的全自動(dòng)監(jiān)督控制，不僅提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，而且可以保證蒸發(fā)功率的控制精度和穩(wěn)定性，從而提高了鍍膜的質(zhì)量。（2）本發(fā)明的控制裝置在使用時(shí)，還可以由主控制器通過(guò)can總線實(shí)時(shí)獲得管理計(jì)算機(jī)的控制命令和目標(biāo)值，采集蒸發(fā)源主回路二次側(cè)負(fù)載電流、電壓和報(bào)警信息，根據(jù)預(yù)置的控制程序和算法進(jìn)行分析計(jì)算，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源主回路一次側(cè)的電流電壓，達(dá)到閉環(huán)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源負(fù)載功率的目的，并將蒸發(fā)源當(dāng)前狀態(tài)信息和電量信息上傳給管理計(jì)算機(jī)，從而可以在更高的層面上對(duì)真空鍍膜蒸發(fā)源的運(yùn)行進(jìn)行控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的蒸發(fā)源控制裝置的電路框圖。所述的蒸發(fā)源控制裝置用于控制真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源，且設(shè)有can接口。

圖2為圖1中的模擬量變換輸出模塊的電路框圖。

圖3為圖1中的微控制器的控制主程序框圖。

圖4為圖3中的工作模式子程序框圖。

具體實(shí)施方式

（實(shí)施例1）

見圖1，本實(shí)施例的真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置是一種基于can總線的真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置，包括主控制器。主控制器包括電源模塊10、微控制器1、開關(guān)量調(diào)理模塊2、開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5、模擬量輸入調(diào)理模塊6、模擬量變換輸出模塊7、can總線接口模塊8和狀態(tài)指示接口11。

微控制器1為主控制器的控制中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的運(yùn)算及處理。所述的微控制器1為高性能的8/16位單片機(jī)，其型號(hào)為at90128can。該單片機(jī)具有較強(qiáng)的事件處理能力和豐富的嵌入式模塊，主要模塊包括高性能cpu、128k字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程flash、4k字節(jié)的eeprom、可靈活編程的定時(shí)器模塊、智能ad轉(zhuǎn)換口等。

開關(guān)量調(diào)理模塊2用于開關(guān)輸入量的電平轉(zhuǎn)換和整型，其一端與開關(guān)量控制儀表相連，另一端通過(guò)光電隔離3與微控制器1相連。開關(guān)量調(diào)理模塊2可將真空鍍膜蒸發(fā)源控制接口通過(guò)開關(guān)量控制儀表給出的硬件故障信號(hào)、短路報(bào)警信號(hào)、過(guò)流報(bào)警信號(hào)等進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和整型后輸出給微控制1上的i/o口。

開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5用于開關(guān)輸出信號(hào)的隔離和放大，其一端通過(guò)光電隔離器4與微控制器1相連，另一端與開關(guān)量?jī)x表接口相連。開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5能夠根據(jù)控制程序命令啟動(dòng)或關(guān)閉蒸發(fā)源一次側(cè)控制回路，或在故障后對(duì)控制回路執(zhí)行復(fù)位操作，開關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)隔離和放大后輸至一次側(cè)控制回路接口而去驅(qū)動(dòng)一次側(cè)控制回路。

模擬量輸入調(diào)理模塊6用于多路模擬量的濾波和調(diào)理，其一端與多個(gè)傳感器相連，另一端與微控制器1相連。模擬量輸入調(diào)理模塊6可將真空鍍膜蒸發(fā)源變壓器二次側(cè)的電流、電壓等模擬量信號(hào)濾波和調(diào)理后輸至微控制器1的ad轉(zhuǎn)換口。

模擬量變換輸出模塊7用于把輸出的數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為多種標(biāo)準(zhǔn)的模擬控制信號(hào)，一端與微控制器1相連，另一端與控制儀表相連。模擬量變換輸出模塊7對(duì)所接收的來(lái)自微控制器1的數(shù)字信號(hào)調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)的模擬控制信號(hào)，輸至真空鍍膜蒸發(fā)源變壓器一次側(cè)，用來(lái)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源的電流、電壓或功率，其中的信號(hào)調(diào)理模塊的功能是將數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b產(chǎn)生的模擬信號(hào)通過(guò)放大、濾波等操作調(diào)理成設(shè)備需要的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。針對(duì)各種不同的控制對(duì)象，信號(hào)調(diào)理模塊將數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b產(chǎn)生的電流信號(hào)變換為4種單/雙極電壓信號(hào)和0至20ma/4至20ma共2種電流信號(hào)，以滿足設(shè)計(jì)需求。

can總線接口模塊9用于提供can總線接口，其一端通過(guò)光電隔離器8與微控制器1相連，另一端與can總線相連。本實(shí)施例的蒸發(fā)源控制裝置在使用中，其與外部的全部信息交換都是通過(guò)can總線進(jìn)行的，這樣各控制器之間就能夠信息共享，從而實(shí)現(xiàn)整套真空鍍膜設(shè)備的有效管理和控制。

電源模塊10可為各輸入、輸出模塊和微控制器1提供隔離電源。電源模塊10選用dc-dc開關(guān)電源，其可將5v轉(zhuǎn)換為與之隔離的±15v電源，以供模擬量輸出模塊使用。

狀態(tài)指示接口11可指示主控制器所處的工作狀態(tài)，一端與微控制器1相連，另一端與外圍指示二極管相連。狀態(tài)指示接口11根據(jù)控制程序的輸出信號(hào)顯示當(dāng)前主控制器模塊的狀態(tài)信息，包括工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)等。

見圖2，所述的模擬量變換輸出模塊7包括高速光耦7a、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b、基準(zhǔn)電源電路7c、四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d、兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e和輸出模式選擇組合電路7f。其中的四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d、兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e和輸出模式選擇組合電路7f組成信號(hào)調(diào)理模塊，且四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d和兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e具有放大和濾波功能。

高速光耦7a設(shè)有輸入端和輸出端；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b設(shè)有輸入端、輸出端和電源端；基準(zhǔn)電源電路7c設(shè)有輸入端和輸出端；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d設(shè)有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端；兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e設(shè)有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；輸出模式選擇組合電路7f設(shè)有第一輸出端和第二輸出端；

高速光耦7a的輸入端即為模擬量變換輸出模塊7的輸入端；高速光耦7a的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b的輸入端相連；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b的電源端與基準(zhǔn)電源電路7c的輸出端相連；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路7b的輸出端與四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d的第一輸入端相連；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d的第二輸入端與輸出模式選擇組合電路7f的第一輸出端相連；四種標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出模式電路7d的第二輸出端與兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e的第二輸入端相連；兩種標(biāo)準(zhǔn)電流輸出模式電路7e的第一輸入端與輸出模式選擇組合電路7f的第二輸出端相連。

見圖3，圖中給出了本實(shí)施例的由微控制器控制運(yùn)行真空鍍膜設(shè)備的蒸發(fā)源控制裝置的控制主程序，該主程序的運(yùn)行也構(gòu)成了蒸發(fā)源控制裝置的工作方法的主要內(nèi)容，包括如下步驟：

⑴s10階段：主控制器上電后的初始化，其中包含系統(tǒng)自檢，微控制器1將自檢得到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并且根據(jù)預(yù)先的設(shè)置，在以下步驟中對(duì)于重要的信息也進(jìn)行存儲(chǔ)。

⑵s11階段：微控制器1對(duì)各端口的開關(guān)信號(hào)和模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行采集，并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波和去除畸點(diǎn)等預(yù)處理，然后進(jìn)行存儲(chǔ)。

⑶s12階段：微控制器1對(duì)can信息進(jìn)行接收和處理，也即將從總線上接受來(lái)自管理計(jì)算機(jī)以及其他控制節(jié)點(diǎn)的信息，按照應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行解碼，并將其中的用于對(duì)工作模式和控制模式進(jìn)行選擇的碼字和控制目標(biāo)值存入相應(yīng)的存儲(chǔ)器中。

⑷s13階段：微控制器1對(duì)s11階段獲得的信息進(jìn)行故障診斷，如存在故障，則進(jìn)入向can總線發(fā)送信息的s16階段，若不存在故障，則進(jìn)入下一階段。

⑸s14階段：微控制器1調(diào)用存儲(chǔ)器中的對(duì)工作模式進(jìn)行選擇的碼字和控制目標(biāo)值，在蒸發(fā)源啟動(dòng)預(yù)處理、蒸發(fā)源停止預(yù)處理、蒸發(fā)源算法控制和自診斷故障運(yùn)行的子程序中選擇相應(yīng)一個(gè)運(yùn)行；所述的對(duì)工作模式進(jìn)行選擇的碼字和控制目標(biāo)值中，還包括在循環(huán)運(yùn)行本主程序的上一周期中，管理計(jì)算機(jī)接收到進(jìn)行分閘操作的信息后所發(fā)出的運(yùn)行“程序結(jié)束”子程序的碼字（該碼字的優(yōu)先級(jí)大于其他碼字），并且該碼字是管理計(jì)算機(jī)向顯示裝置發(fā)出是否停機(jī)的詢問信息后5分鐘內(nèi)無(wú)回應(yīng)、或者是5分鐘內(nèi)人工輸入確認(rèn)指令后而發(fā)出的，若5分鐘內(nèi)人工輸入否認(rèn)指令則不發(fā)出該碼字。

⑹s15階段：若運(yùn)行“程序結(jié)束”子程序，則微控制器1控制關(guān)閉主控制器的電源而停機(jī)。

若運(yùn)行“蒸發(fā)源啟動(dòng)預(yù)處理”子程序，則微控制器1通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5啟動(dòng)變壓器一次側(cè)電流電壓調(diào)節(jié)硬件裝置，使之處于就緒狀態(tài)，可隨時(shí)接收“蒸發(fā)源算法控制”子程序的控制信息并進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；如果是系統(tǒng)第一次工作，則通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5首先進(jìn)行動(dòng)力電合閘操作，然后通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5啟動(dòng)變壓器一次側(cè)電流電壓調(diào)節(jié)硬件裝置，使之處于就緒狀態(tài)；然后進(jìn)入下一個(gè)階段s16階段。

若運(yùn)行“蒸發(fā)源關(guān)閉預(yù)處理”子程序，則微控制器1通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5關(guān)閉變壓器一次側(cè)電流電壓調(diào)節(jié)硬件裝置，使之處于待機(jī)狀態(tài)，暫時(shí)不響應(yīng)“蒸發(fā)源算法控制”子程序的控制信息；如果系統(tǒng)工作結(jié)束，則通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5進(jìn)行動(dòng)力電分閘操作；然后進(jìn)入下一個(gè)階段s16階段。

若運(yùn)行“自診斷故障運(yùn)行”子程序，則微控制器1根據(jù)開關(guān)量調(diào)理模塊2和模擬量輸入調(diào)理模塊6的信息綜合判斷是否發(fā)生故障以及故障類型，如果發(fā)生故障類型為過(guò)流、硬件故障，通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5對(duì)變壓器一次側(cè)電流電壓調(diào)節(jié)硬件裝置進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位后如果正常，則退出“自診斷故障運(yùn)行”子程序；復(fù)位后如果仍然不正常，繼續(xù)執(zhí)行復(fù)位；連續(xù)執(zhí)行3次復(fù)位，則認(rèn)為系統(tǒng)不可恢復(fù)，直接調(diào)用“蒸發(fā)源關(guān)閉預(yù)處理”子程序，并通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5進(jìn)行動(dòng)力電分閘操作；如果故障類型為短路，直接通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5進(jìn)行動(dòng)力電分閘操作；然后進(jìn)入下一個(gè)階段s16階段。

若運(yùn)行蒸發(fā)源算法控制子程序，則微控制器1按照?qǐng)D4的流程框圖運(yùn)行該子程序，然后進(jìn)入下一個(gè)階段s16階段；所述子程序包括以下分階段：

①s31分階段：微控制器1調(diào)用存儲(chǔ)器中的對(duì)控制模式進(jìn)行選擇的碼字和控制目標(biāo)值，在開環(huán)控制、閉環(huán)恒流控制、閉環(huán)恒壓控制或閉環(huán)恒功率控制中選擇相應(yīng)一個(gè)控制模式。

②s32分階段：若控制模式為開環(huán)控制模式，則微控制器1直接調(diào)用存儲(chǔ)器中的相應(yīng)的控制目標(biāo)值作為控制量，然后進(jìn)入對(duì)輸出進(jìn)行限幅的s40分階段。

③s33分階段：若控制模式為三種閉環(huán)控制模式中的一種，則判斷是否為首次采用閉環(huán)控制模式，若是則進(jìn)入s34分階段，若否則進(jìn)入s35分階段。

④s34分階段：微控制器1加載（也即調(diào)用）存儲(chǔ)器中的與首次調(diào)用相對(duì)應(yīng)的控制目標(biāo)值（也即初始控制量）后，進(jìn)入s35分階段。

⑤s35分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒流控制模式，則微控制器1根據(jù)在s11階段通過(guò)模擬量輸入調(diào)理模塊6得到的二次側(cè)的電流反饋值，調(diào)用對(duì)應(yīng)的電流控制參數(shù)，然后進(jìn)入s38分階段；所述的電流控制參數(shù)存在于二次側(cè)電流恒流值與電流控制參數(shù)關(guān)系專用表中。

⑥s36分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒壓控制模式，則微控制器1根據(jù)在s11階段通過(guò)模擬量輸入調(diào)理模塊6得到的二次側(cè)的電壓反饋值，調(diào)用對(duì)應(yīng)的電壓控制參數(shù)，然后進(jìn)入s38分階段；所述的電壓控制參數(shù)存在于二次側(cè)電壓恒壓值與電流控制參數(shù)關(guān)系專用表中。

⑦s37分階段：若閉環(huán)控制為閉環(huán)恒功率控制模式，則微控制器1調(diào)用功率計(jì)算值和對(duì)應(yīng)的功率控制參數(shù)，然后進(jìn)入s38分階段；所述的功率計(jì)算值是指微控制器1根據(jù)在s11階段通過(guò)模擬量輸入調(diào)理模塊6得到的二次側(cè)的電流和電壓反饋值，而對(duì)二次側(cè)的功率進(jìn)行計(jì)算所得到的功率計(jì)算值，并且微控制器1在s11階段還將該功率計(jì)算值存入相應(yīng)的存儲(chǔ)器中；所述的功率控制參數(shù)存在于二次側(cè)功率值與功率控制參數(shù)關(guān)系專用表中。

⑧s38分階段：微控制器1執(zhí)行完上述閉環(huán)預(yù)處理程序（s33分階段至s37分階段）后，調(diào)用閉環(huán)控制算法子程序并運(yùn)行，根據(jù)不同類型的控制參數(shù)，計(jì)算出向一次側(cè)輸出的電流電壓調(diào)節(jié)信號(hào)的具體數(shù)值作為控制結(jié)果，然后進(jìn)入s39分階段。

⑨s39分階段：微控制器1根據(jù)反饋信息對(duì)s38分階段得到的控制結(jié)果進(jìn)行修正，得到修正后的控制結(jié)果；然后進(jìn)入s40分階段。

⑩s40分階段：微控制器1對(duì)控制結(jié)果中的各控制量的上下限進(jìn)行修正后得到等待輸出的控制量，并進(jìn)行存儲(chǔ)，然后進(jìn)入s16階段。

⑺s16階段：微控制器1向can總線發(fā)送信息，此階段可將系統(tǒng)檢測(cè)、部分計(jì)算和處理結(jié)果等信息根據(jù)can應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行編碼打包，然后啟動(dòng)相應(yīng)的can消息發(fā)送函數(shù)而發(fā)送到can總線；然后進(jìn)入s17階段。

⑻s17階段：微控制器1對(duì)于通過(guò)s13階段直接進(jìn)入s16階段的情形，以及s15階段中判斷蒸發(fā)源處于故障運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)的情形，直接進(jìn)行故障類型的判斷；對(duì)于正常進(jìn)入本階段的情形，則微控制器1根據(jù)開關(guān)量調(diào)理模塊2和模擬量輸入調(diào)理模塊6的信息綜合判斷是否發(fā)生故障以及故障類型，如果發(fā)生故障類型為過(guò)流、硬件故障，通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5對(duì)變壓器一次側(cè)電流電壓調(diào)節(jié)硬件裝置進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位后如果正常，則退出“自診斷故障運(yùn)行”子程序；復(fù)位后如果仍然不正常，繼續(xù)執(zhí)行復(fù)位；連續(xù)執(zhí)行3次復(fù)位，則認(rèn)為系統(tǒng)不可恢復(fù)，直接調(diào)用“蒸發(fā)源關(guān)閉預(yù)處理”子程序，并通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5進(jìn)行動(dòng)力電分閘操作；如果故障類型為短路，直接通過(guò)開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)模塊5進(jìn)行動(dòng)力電分閘操作。

⑼s18階段：微控制器1在沒有檢測(cè)到故障的情況下，進(jìn)入模擬量緩放輸出階段，向模擬量變換輸出模塊7輸出s40分階段得到的等待輸出的控制量，從而開環(huán)或閉環(huán)調(diào)節(jié)蒸發(fā)源的變壓器一次側(cè)的電流、電壓或功率。

⑽s19階段：微控制器1調(diào)用根據(jù)主控制器的狀態(tài)信息進(jìn)行顯示的子程序，在顯示設(shè)備上顯示主控制裝置所處的工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)等。

⑾s20階段：微控制器1對(duì)軟件看門狗（圖中簡(jiǎn)稱為軟件狗）進(jìn)行設(shè)置，使軟件處于有效監(jiān)控狀態(tài)，具體方法是按時(shí)復(fù)位軟件看門狗定時(shí)器，而使軟件看門狗處于有效監(jiān)控狀態(tài)。

⑿回到s11階段：軟件看門狗設(shè)置結(jié)束后，程序又回到采集輸入信號(hào)的s11階段，如此反復(fù)執(zhí)行，直至停機(jī)。停機(jī)包括人工干預(yù)下進(jìn)行分閘后的停機(jī)和程序控制進(jìn)行分閘后的停機(jī)。

由上述描述可知，本發(fā)明的蒸發(fā)源控制裝置能夠?qū)φ婵斟兡ぴO(shè)備蒸發(fā)源進(jìn)行全自動(dòng)監(jiān)督控制，不僅可以提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，而且可以保證蒸發(fā)功率的控制精度和穩(wěn)定性，從而提高鍍膜質(zhì)量。本發(fā)明在使用中所采取的措施還有：在提供的基于can總線的真空鍍膜設(shè)備中，所有的蒸發(fā)源智能控制裝置和其他功能的can節(jié)點(diǎn)均通過(guò)屏蔽雙絞線和管理計(jì)算機(jī)的can轉(zhuǎn)化接口相連。

從通用角度考慮，本發(fā)明的基于can總線的真空鍍膜蒸發(fā)源控制裝置還可以作為獨(dú)立的開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量采集模塊或模擬量輸出模塊來(lái)使用，主要用來(lái)分布式控制真空設(shè)備上各種泵、閥、電器等開關(guān)量的啟閉操作和狀態(tài)檢測(cè)，以及壓力、溫度、流量等連續(xù)量的采集與控制。在此情況下，為節(jié)約成本，控制模塊上的不相關(guān)的一部分電路元件可以不用焊接。

主控制器通過(guò)can總線接受管理計(jì)算機(jī)的各種指令，包括地址信息，控制目標(biāo)值信息、檢測(cè)量信息等。主控制器還根據(jù)控制結(jié)果和實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)及時(shí)將相關(guān)信息發(fā)送給管理計(jì)算機(jī)。

為了確保信息交換的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和可靠，本發(fā)明充分利用can總線的特點(diǎn)，從真空鍍膜設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)體系的要求出發(fā)，采用一套簡(jiǎn)單的通信協(xié)議，該方法將全部通信內(nèi)容分為控制信息、狀態(tài)信息、故障信息等三大類，并按照信息和發(fā)送頻率將通信內(nèi)容分成若干個(gè)can信息標(biāo)準(zhǔn)幀，管理計(jì)算機(jī)的can轉(zhuǎn)化接口與各節(jié)點(diǎn)只需通過(guò)對(duì)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)及全局廣播等幾種方式傳送接收數(shù)據(jù)。在各模塊程序中對(duì)can節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理的初始化設(shè)置后，各節(jié)點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)不分主從的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，從而確保通信的可靠性和完整性以及準(zhǔn)確性。