王瑩

摘要：本文介紹了一種新型的分布式多通道測控模塊，充分滿足機械行業(yè)智能化控制的基本要求，并有效的降低成本，提高相關部門的經濟效益。

關鍵詞：測控模塊;觸摸屏與I/O組成;分布式多通道

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0054-02

0 引言

熱熔膠機廣泛的應用于各種產業(yè)的生產過程中，無論是紙尿褲、衛(wèi)生用品等家居用品，還是擋風玻璃的裝備等汽車行業(yè)、家電行業(yè)等等，都離不開熱熔膠機的加熱、加壓和涂抹為一體的機電設備中，而在產品的生產過程中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都會導致最終產品出現(xiàn)質量問題。早期的分立式儀表雖然可以有效的輔助元件進行設備的控制，但其自動化程度不高，需要的人力資源較大，需要定時關機和人工對溫度進行監(jiān)測和控制，從而保證生產線的正常運轉，但這一方式很難達到精準控制的使用要求。有些廠家為了保證產品的質量也引入了PLC進行控制，但受到成本和系統(tǒng)安裝等問題的限制，也無法得到大面積的推廣和應用[1]。本文引入了一種測控一體的I/O模塊，繞過PLC的配置直接與不同廠家的觸摸屏組成網絡結構，從而實現(xiàn)分布式多通道的溫度采集和模塊控制，實現(xiàn)熱熔膠機控制的自動化。

1 國內技術存在的不足

現(xiàn)階段市場中存在的機電熱備大多以單機系統(tǒng)的模式運行，不能與相關的生產線進行網絡互連實施數(shù)據的共享，實現(xiàn)遠程的狀態(tài)監(jiān)控。這是因為市面上的熱熔膠機檢測模塊的接口單一，不能滿足網狀連接的基本需求，從而導致數(shù)據共享的模式無法實現(xiàn)。此外，現(xiàn)階段國內外的監(jiān)測設備一般只能實現(xiàn)溫度的監(jiān)測與控制，對于其他方面的異常監(jiān)測和保護能力和信號的穩(wěn)定輸送仍存在一定的欠缺，不能充分滿足客戶的需求，工廠的必須通過設置大量的人工進行硬件的監(jiān)測或溫度的調整，從而增加了運營的成本。

2 觸摸屏與I/O組成的分布式多通道重置系統(tǒng)的設計原理

通過對對傳統(tǒng)觸摸屏與PLC的結合進行一系列的研究和改進，本文分析并研發(fā)了一種新型的測控模塊，并賦予其同其他廠家的屏幕和I/O模塊進行組合的能力，使其可以形成分布式度的多通道的監(jiān)測控制系統(tǒng)，有效的改進了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的各種不足[2-3]。

2.1 分布式多通道溫度監(jiān)測控制模塊的安裝方法

該設備的外形為以扁平的塊狀結構，其安裝和組合具有兩種不同的方式，第一種是以DIN軌道進行并行使的安裝，第二種是通過層疊的方式進行連接。

2.2 分布式控制系統(tǒng)建設過程中的關鍵技術問題

在對傳統(tǒng)的控制方式進行了大量的研究和實驗，并確定其控制方法和傳輸系統(tǒng)中存在的不足后，我們結合新型的I/O模塊與觸摸屏的組合進行了新的研究，總結并指出了其在組成模擬控制系統(tǒng)的過程中所需要解決的幾項關鍵的技術問題：

（1）對溫度的監(jiān)測實施實時性的控制。傳統(tǒng)模式下的信號實時性傳輸是通過PLC模擬量對模擬型號進行采集活動后統(tǒng)一輸入，執(zhí)行一系列的運算處理后再通過PLC或其他輸出模塊執(zhí)行相關的輸出指令。例如，在對溫度的采集和控制的過程匯總，我們假設采集點數(shù)目繁多，達到100至150個左右時，若采用一臺PLC設備進行數(shù)據的采集和處理，就需要極高的運算速度來滿足溫度監(jiān)控的需求，而采用新型的運算模塊后，其單個測控模塊可以等效代替一抬傳統(tǒng)的PLC設備及其相關的擴展設備，僅僅通過一個模塊就可以完成絕大多數(shù)的控制運算過程，再講其處理得出的數(shù)據與主機進行交換，便可高效地實現(xiàn)與溫度的監(jiān)測和控制。（2）減少模擬信號在長線中傳輸過程中造成的信號衰減。新的模塊對安裝位置有著較高的要求，一般僅僅允許安裝在距信號端較近的地方，并僅僅通過電源線和通訊線連接，有效的減少了長距離傳輸造成的信號損失，提高了設備的抗干擾性。（3）有效避免危險信號錯誤傳入中控制室等潛在的故障點。在測控現(xiàn)場的監(jiān)測過程中，將接觸式采樣點直接進入主機控制柜中的PLC設備中，就可能將現(xiàn)場的高壓電信號等引入朱貴，從而產生潛在的故障危險。為了有效避免這一故障的產生，新型的I/O模塊無需將采樣線直接進入控制柜，而是通過模擬信號的采集和新號段光隔離等方式隔離了環(huán)境帶來的不利影響，有效的保證主柜的安全，杜絕高壓信號對測控設備造成損害。

2.3 分布式控制系統(tǒng)的通信規(guī)范

分布式多通道測控模塊對溫度的采集一般采用ModbusRTU的規(guī)約，通過功能碼的輸入對設備進行控制，在無特殊需求的情況下采用2字節(jié)16為帶有符號的十六進制表示方法對數(shù)據的內容進行表達。

2.4 分布式控制系統(tǒng)的功能簡述

（1）對目標溫度的設置.在I/O測控模塊中，每個控制通道都具有兩個獨立的目標值設定，對于溫度的預熱和臨時冷卻等場合有著獨特的優(yōu)越性。（2）用使能控制的模式控制溫度的變化將M寄存器增添到PID后，可以充分滿足溫度控制的不同需求，此外，軟接觸點的使用可以有效的代替輸出開關的斷開和閉合，在溫度控制的過程中可以減少電力系統(tǒng)對其控制的影響，減少人類資源的使用的同時有效的對溫度進行調控。（3）自我整定的功能。通過PID的使用，可以對系統(tǒng)的熱能進行綜合的監(jiān)測和控制，從而高效穩(wěn)定的輸出信號，調整溫度的變化，使信號的輸出不在收到使能輸出的限制，更加有效快速的自整定得出的參數(shù)進行應答。（4）告警輸出的功能。新型測控模塊的告警輸出可以設置兩個或三個通道，并根據動作條件的不停進行分別的設置，以滿足不同場合和生產方式下對測控的需求。（5）溫控輸出的異常保護。在傳統(tǒng)的測控模塊的應用過程中，由于傳感器、執(zhí)行器等元件的短路或其他原因均會對設備造成一定程度的損壞，而正確使用這一新型模塊可以有效的避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，該模塊提供的異常狀態(tài)保護功能可以有效的避免設備在故障的情況下繼續(xù)運轉，從而有效的減少企業(yè)的損失。

3 新型測控模塊的技術創(chuàng)新

通過與不同廠家生產的觸摸屏進行分布式組裝和連接，我們發(fā)現(xiàn)并總結了分布式多通道的測控系統(tǒng)具有下列幾個創(chuàng)新的方向：（1）構建全新的DCS架構模型，簡化了硬件設備，提高設備的可靠性。（2）全天自動運行的管理模式。（3）通過觸摸屏實現(xiàn)變頻器的直接控制。（4）傳感器輸入類型的多樣化發(fā)展。（5）不同頁面風格之間的切換。（6）高精度的采集和多信號的輸入模式。

4 結語

隨著互聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，我國的測控模塊與物聯(lián)網技術的融合得到了全面的推廣，現(xiàn)階段，本文中提到的新型測控模塊已經憑借其較低的投入和高超的控制技能在熱熔膠機制造行業(yè)中得到了普遍的應用，有效的減少了故障的發(fā)生，為相關產業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機。新型測控模塊所表現(xiàn)出的優(yōu)良控制能力在其他的機電設備中也得到了充分的體現(xiàn)，其在未來的發(fā)展過程中必將取得良好的成果。

參考文獻

[1] 方鳳玲.測控模塊在機電設備上的應用研究[J].嘉應學院學報，2018（2）：31-35.

[2] 潘曉彬，李國平，鄭堤.機電測控系統(tǒng)的模塊化設計與實現(xiàn)[J].組合機床與自動化加工技術，2002（3）：9-11.

[3] 丁金華，劉暢，李明穎，等.三維虛擬現(xiàn)實機電設備控制仿真系統(tǒng)[J].實驗技術與管理，2016（9）：106-110.