新型的分布式多通道测控模块技术初探

王莹

摘要：本文介绍了一种新型的分布式多通道测控模块，充分满足机械行业智能化控制的基本要求，并有效的降低成本，提高相关部门的经济效益。

关键词：测控模块;触摸屏与I/O组成;分布式多通道

中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）07-0054-02

0 引言

热熔胶机广泛的应用于各种产业的生产过程中，无论是纸尿裤、卫生用品等家居用品，还是挡风玻璃的装备等汽车行业、家电行业等等，都离不开热熔胶机的加热、加压和涂抹为一体的机电设备中，而在产品的生产过程中，任何一个环节出现差错都会导致最终产品出现质量问题。早期的分立式仪表虽然可以有效的辅助元件进行设备的控制，但其自动化程度不高，需要的人力资源较大，需要定时关机和人工对温度进行监测和控制，从而保证生产线的正常运转，但这一方式很难达到精准控制的使用要求。有些厂家为了保证产品的质量也引入了PLC进行控制，但受到成本和系统安装等问题的限制，也无法得到大面积的推广和应用[1]。本文引入了一种测控一体的I/O模块，绕过PLC的配置直接与不同厂家的触摸屏组成网络结构，从而实现分布式多通道的温度采集和模块控制，实现热熔胶机控制的自动化。

1 国内技术存在的不足

现阶段市场中存在的机电热备大多以单机系统的模式运行，不能与相关的生产线进行网络互连实施数据的共享，实现远程的状态监控。这是因为市面上的热熔胶机检测模块的接口单一，不能满足网状连接的基本需求，从而导致数据共享的模式无法实现。此外，现阶段国内外的监测设备一般只能实现温度的监测与控制，对于其他方面的异常监测和保护能力和信号的稳定输送仍存在一定的欠缺，不能充分满足客户的需求，工厂的必须通过设置大量的人工进行硬件的监测或温度的调整，从而增加了运营的成本。

2 触摸屏与I/O组成的分布式多通道重置系统的设计原理

通过对对传统触摸屏与PLC的结合进行一系列的研究和改进，本文分析并研发了一种新型的测控模块，并赋予其同其他厂家的屏幕和I/O模块进行组合的能力，使其可以形成分布式度的多通道的监测控制系统，有效的改进了传统控制系统中的各种不足[2-3]。

2.1 分布式多通道温度监测控制模块的安装方法

该设备的外形为以扁平的块状结构，其安装和组合具有两种不同的方式，第一种是以DIN轨道进行并行使的安装，第二种是通过层叠的方式进行连接。

2.2 分布式控制系统建设过程中的关键技术问题

在对传统的控制方式进行了大量的研究和实验，并确定其控制方法和传输系统中存在的不足后，我们结合新型的I/O模块与触摸屏的组合进行了新的研究，总结并指出了其在组成模拟控制系统的过程中所需要解决的几项关键的技术问题：

（1）对温度的监测实施实时性的控制。传统模式下的信号实时性传输是通过PLC模拟量对模拟型号进行采集活动后统一输入，执行一系列的运算处理后再通过PLC或其他输出模块执行相关的输出指令。例如，在对温度的采集和控制的过程汇总，我们假设采集点数目繁多，达到100至150个左右时，若采用一台PLC设备进行数据的采集和处理，就需要极高的运算速度来满足温度监控的需求，而采用新型的运算模块后，其单个测控模块可以等效代替一抬传统的PLC设备及其相关的扩展设备，仅仅通过一个模块就可以完成绝大多数的控制运算过程，再讲其处理得出的数据与主机进行交换，便可高效地实现与温度的监测和控制。（2）减少模拟信号在长线中传输过程中造成的信号衰减。新的模块对安装位置有着较高的要求，一般仅仅允许安装在距信号端较近的地方，并仅仅通过电源线和通讯线连接，有效的减少了长距离传输造成的信号损失，提高了设备的抗干扰性。（3）有效避免危险信号错误传入中控制室等潜在的故障点。在测控现场的监测过程中，将接触式采样点直接进入主机控制柜中的PLC设备中，就可能将现场的高压电信号等引入朱贵，从而产生潜在的故障危险。为了有效避免这一故障的产生，新型的I/O模块无需将采样线直接进入控制柜，而是通过模拟信号的采集和新号段光隔离等方式隔离了环境带来的不利影响，有效的保证主柜的安全，杜绝高压信号对测控設备造成损害。

2.3 分布式控制系统的通信规范

分布式多通道测控模块对温度的采集一般采用ModbusRTU的规约，通过功能码的输入对设备进行控制，在无特殊需求的情况下采用2字节16为带有符号的十六进制表示方法对数据的内容进行表达。

2.4 分布式控制系统的功能简述

（1）对目标温度的设置.在I/O测控模块中，每个控制通道都具有两个独立的目标值设定，对于温度的预热和临时冷却等场合有着独特的优越性。（2）用使能控制的模式控制温度的变化将M寄存器增添到PID后，可以充分满足温度控制的不同需求，此外，软接触点的使用可以有效的代替输出开关的断开和闭合，在温度控制的过程中可以减少电力系统对其控制的影响，减少人类资源的使用的同时有效的对温度进行调控。（3）自我整定的功能。通过PID的使用，可以对系统的热能进行综合的监测和控制，从而高效稳定的输出信号，调整温度的变化，使信号的输出不在收到使能输出的限制，更加有效快速的自整定得出的参数进行应答。（4）告警输出的功能。新型测控模块的告警输出可以设置两个或三个通道，并根据动作条件的不停进行分别的设置，以满足不同场合和生产方式下对测控的需求。（5）温控输出的异常保护。在传统的测控模块的应用过程中，由于传感器、执行器等元件的短路或其他原因均会对设备造成一定程度的损坏，而正确使用这一新型模块可以有效的避免这一现象的发生，该模块提供的异常状态保护功能可以有效的避免设备在故障的情况下继续运转，从而有效的减少企业的损失。

3 新型测控模块的技术创新

通过与不同厂家生产的触摸屏进行分布式组装和连接，我们发现并总结了分布式多通道的测控系统具有下列几个创新的方向：（1）构建全新的DCS架构模型，简化了硬件设备，提高设备的可靠性。（2）全天自动运行的管理模式。（3）通过触摸屏实现变频器的直接控制。（4）传感器输入类型的多样化发展。（5）不同页面风格之间的切换。（6）高精度的采集和多信号的输入模式。

4 结语

随着互联网技术的不断发展，我国的测控模块与物联网技术的融合得到了全面的推广，现阶段，本文中提到的新型测控模块已经凭借其较低的投入和高超的控制技能在热熔胶机制造行业中得到了普遍的应用，有效的减少了故障的发生，为相关产业的发展带来了新的契机。新型测控模块所表现出的优良控制能力在其他的机电设备中也得到了充分的体现，其在未来的发展过程中必将取得良好的成果。

参考文献

[1] 方凤玲.测控模块在机电设备上的应用研究[J].嘉应学院学报，2018（2）：31-35.

[2] 潘晓彬，李国平，郑堤.机电测控系统的模块化设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术，2002（3）：9-11.

[3] 丁金华，刘畅，李明颖，等.三维虚拟现实机电设备控制仿真系统[J].实验技术与管理，2016（9）：106-110.