专利名称：一种连续热压机管控一体化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及连续压机的管控系统，尤指一种连续压机热压温度控制系统。
背景技术：
连续压机的热压温度是由热压板中循环热油的温度和过油量来控制，具体是在油管中设置比例调节阀，通过调整比例调节阀的开度调整热压板中的过油量，控制热量分布和温度变化，进而控制热压板的温度。想要精确控制热压温度就需要实时采集热压板的温度、热压板进出油的温度以及热压板中过油量的多少等参数，由于连续压机的生产速度较快，以上参数均需要实时采集以及快速反馈。连续压机的人造板制造为流程工业形式，生产的人造板种类不同，则生产过程、生产工艺、生产技术也不相同；同时连续压机是一个庞大的系统，对不同区域的加热要求不同，因此必须形成一个统一的集成控制平台处理热压温度数据，分析和协调生产过程之间的相互制约因素，从而协调进行全局的优化控制、协调调度，使得生产信息无论从数据的实时性、数据的可靠性、数据的流动性方面都是实时可靠的，整体来看是畅通、透明的，进而为整个生产的决策和管理提供依据。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种连续压机管控一体化系统，该系统采用分布控制与集中管理的方式，能够对连续压机的各个加热区域进行温度控制以及对采集到的温度数据进行集中管理。实现系统的稳定可靠、经济实用、可扩展易操作等要求。为实现上述目的，本实用新型的连续压机管控一体化系统，包括温度采集装置、温度控制装置和远程数控管理装置，温度采集装置用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温数据，并通过网络将采集到的数据传输到温度控制装置；温度控制装置用于对所采集的数据进行处理和控制指令的执行，并将数据传输给远程数控管理装置；所述远程数控管理装置用于存储所采集和处理的数据，并根据所采集和处理的数据发出控制指令。进一步，所述温度采集装置包括分布在连续压机各分段现场的温度传感器、信号隔离变送模块和模拟信号采集模块，温度传感器用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温；信号隔离变送模块用于对所采集的温度信号进行隔离、变送；模拟信号采集模块用于对采集的温度信号进行滤波、调理和转换。进一步，所述模拟信号采集模块包括滤波电路、信号调理电路和模数转换电路。进一步，所述温度控制装置包括比例调节阀和模拟量输出模块，比例调节阀用于控制热压板中的过油量；模拟量输出模块用于根据所述远程数控管理装置发出的控制指令调整比例调节阀的开度。进一步，所述温度控制装置还包括群集控制器、触摸显示器、系统报警保护模块、 数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和外扩存储模块，所述通信模块为RS485通信模块用于与所述温度采集装置进行通信连接，所述数字量输入模块、数字量输出模块用于对系统开启、总停、复位开关信号及油泵运行反馈信号的监控，所述群集控制器通过RS485 现场总线和模拟信号采集模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块实时通信，实现对传感器信号的调理转换及对比例调节阀的控制，进而实现对执行部件的控制， 对数据的采集及存储；通过RS232/485转换器和系统控制主机通信，实现对系统运行过程的全局监控。进一步，所述模拟量输出模块包括处理器、数模转换电路和信号调理电路，所述处理器为单片机。进一步，所述数字量输入模块和数字量输出模块包括处理器和光电隔离电路，所述处理器为单片机。进一步，所述群集控制器包括中央微处理器以及与中央微处理器相连的数字量输入电路、数字量输出电路、人机交互模块、外扩存储模块、指示灯模块、RS232通信接口模块、 RS485通信接口模块及电源模块，所述中央微处理器为单片机，RS232通信接口模块的一端和所述中央微处理器相连，RS232通信接口模块的另一端和人机交互模块相连，RS485通信接口模块的一端和所述中央微处理器相连，RS485通信接口模块的另一端和模拟信号采集模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块相连。进一步，所述远程数控管理装置包括系统主机和通信转换模块，所述通信转换模块为RS485/232转换模块用于与所述温度控制装置间建立通信连接。本实用新型的管控一体化系统采用分层次、分布式模式，结合模块化设计，通过对模拟信号、数字信号的采集、分析处理、显示等，解决了连续压机温度控制系统的实时性、多任务、分布广等问题，实现了连续平压机运行过程的信号分散采集、实时监测与群集控制， 具有可扩展、易操作、人机界面友好等特点。
图1为本实用新型系统的通信连接框图；图2为本实用新型系统中群集控制器的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的连续压机管控一体化系统，包括温度采集装置、温度控制装置和远程数控管理装置，温度采集装置用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温数据，并通过网络将采集到的数据传输到温度控制装置；温度控制装置用于对所采集的数据进行处理和控制指令的执行，并将数据传输给远程数控管理装置；所述远程数控管理装置用于存储所采集和处理的数据，并根据所采集和处理的数据发出控制指令。温度采集装置包括温度传感器、信号隔离变送模块和模拟信号采集模块，温度传感器用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温；信号隔离变送模块用于对所采集的温度信号进行隔离、变送；模拟信号采集模块用于对采集的温度信号进行滤波、调理和转换。 模拟信号采集模块包括滤波电路、信号调理电路和模数转换电路。温度控制装置包括比例调节阀、触摸显示器、群集控制器、RS485通信模块、外扩存储模块、数字量输入、数字量输出模块、和模拟量输出模块。比例调节阀用于控制热压板中的过油量；模拟量输出模块用于根据远程数控管理装置发出的控制指令调整比例调节阀的开度；数字量输入、输出模块用于对系统开启、总停、复位等开关信号及油泵运行反馈等信号的监控。群集控制器通过RS485现场总线和模拟信号采集模块、模拟量输出模块、数字量输入和数字量输出模块实时通信，实现对传感器信号的调理转换及对比例调节阀的控制， 进而实现对执行部件的控制；通过RS232/485转换器和系统控制主机通信，实现对系统运行过程的全局监控等。远程数控管理装置包括系统主机和通信转换模块，通信转换模块为RS485/232转换模块用于与所述温度控制装置间建立通信连接。系统控制主机通过RS232/485转换器与群集控制器群进行串行通讯，实现整个系统运行的监测与过程控制、工艺数据存储、历史数据打印或历史曲线绘制等功能，从而实现对系统的顶层监管。模拟信号采集模块由单片机ATmegal6、低通滤波电路、信号调理电路、多通道选择器、A/D转换电路及RS485通信接口连接而成。模拟信号采集模块把从现场传送来的电压或电流信号经过滤波、通道选择、信号调理之后进行A/D转换，送给微处理器ATmegal6，微处理器经RS485通信接口和过程控制层的群集控制器进行实时通信。从而实现对现场信号的采集和控制。该A/D转换模块为16位一路并行模数转换器MAX191，多路选择电路为八通道双向带锁存的选择器DG529，信号调理电路采用仪用放大器AD627。滤波电路的输出端连接到多路选择电路的输入端，多路选择电路的输出端连接到信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端和A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端和ATmegaie相连，RS485通信接口模块的一端和ATmegaie相连，另一端和单片机群集控制器相连。传感器采集的信号通过变送输出为4_20mA电流信号，经过滤波电路送到DG529， 然后经过信号调理和A/D转换，转换成数字量，送到单片机，然后进行数字处理。单片机采用巡检的方式循环检测四个通道的信号，并将采集的数据进行存储。并通过RS485通信电路将实时采集到的数据传输到群集控制器。模拟量输出模块由单片机ATmegal6、D/A转换电路、信号调理电路、及RS485通信接口连接而成。微处理器经RS485通信接口和群集控制器进行数据传输，根据实时读取的系统各模拟量的数值，同系统的参数设定值进行比较、计算，从而控制输出相应的模拟量， 对系统的温度进行控制。该D/A转换模块为16位四路并行数模转换器。其中，RS485通信接口的一端和现场控制层的单片机群集控制器相连，另一端和ATmegaie相连，D/A转换模块的一端和ATmegaie相连，另一端和信号调理电路相连。数字量输入输出模块由ATmegaie微处理器及光电隔离电路构成，外部的开关信号经光电隔离电路与微处理器相连接，微处理器的数字量输出经光电隔离电路之后输出， 实现对执行部件及开关信号的监控。如图2所示，连续压机群集控制器主要由中央微处理器ATmegal280以及与中央微处理器相连的人机交互模块、外扩存储模块、指示灯模块、一个RS232通信接口模块、两个 RS485通信接口模块及电源模块相连接而成。其中，RS232的一端和ATmega1280相连，另一端和人机交互模块相连，RS485通信模块的另一端和模拟信号采集模块、模拟量输出模块、 数字量输入模块和数字量输出模块相连。群集控制器中也集成有数字量输入电路和数字量输出电路，数字量输入模块和数字量输出模块是对群集控制器中集成的数字量输入电路和数字量输出电路所做的扩展。[0026]中央微处理器选择高性能单片机AI~megal280或AI~mega2560，承担对模拟量和数字量的数据采集、处理、存储、数字量输出控制等，与液晶触摸屏通信实现参数设置、温度控制及状态数据显示，并与系统控制主机进行串行通信。同时通过RS485通信模块和扩展的模拟信号采集模块、模拟量输出模块、数字量输入和输出模块进行实时通信，以满足连续压机的多任务、多参数、实时监控等要求。模拟量采集模块及模拟量输出模块及群集控制器的电路板设计采用四层结构，两个内电层分别作为电源层和地层，并进行内电层分割，上下两层为信号层，对于电路布局及设计，采用了滤波，隔离等抗干扰措施，大面积空白处进行覆铜，数字电路和模拟电路分开布线，并通过对电源进行逐级滤波，使得各个集成电路的电源相对独立，很好的实现了电路的抗干扰性。本实用新型的温度控制系统采用分层次、分布式模式，结合模块化设计，通过对模拟信号、数字信号的采集、分析处理、显示等，解决了连续压机温度控制系统的实时性、多任务、分布广等问题，实现了连续压机运行过程的信号分散采集、实时监测与群集控制，具有可扩展、易操作、人机界面友好等特点。同时模拟量采集模块及模拟量输出模块、数字量输入输出模块及群集控制器的电路板设计采用四层结构，两个内电层分别作为电源层和地层，并进行内电层分割，上下两层为信号层，对于电路布局及设计，采用了滤波，隔离等抗干扰措施，大面积空白处进行覆铜，数字电路和模拟电路分开布线，并通过对电源进行逐级滤波，使得各个集成电路的电源相对独立，很好的实现了电路的抗干扰性，具有稳定可靠的特点。相比PLC控制方式，采用单片机控制具有成本低的优点。
权利要求1.一种连续热压机管控一体化系统，其特征在于，包括温度采集装置、温度控制装置和远程数控管理装置，温度采集装置用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温数据，并通过网络将采集到的数据传输到温度控制装置；温度控制装置用于对所采集的数据进行处理和控制指令的执行，并将数据传输给远程数控管理装置；所述远程数控管理装置用于存储所采集和处理的数据，并根据所采集和处理的数据发出控制指令。
2.如权利要求1所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述温度采集装置包括分布在连续压机各分段现场的温度传感器、信号隔离变送模块和模拟信号采集模块， 温度传感器用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温；信号隔离变送模块用于对所采集的温度信号进行隔离、变送；模拟信号采集模块用于对采集的温度信号进行滤波、调理和转换。
3.如权利要求2所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述模拟信号采集模块包括滤波电路、信号调理电路和模数转换电路。
4.如权利要求3所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述温度控制装置包括比例调节阀和模拟量输出模块，比例调节阀用于控制热压板中的过油量；模拟量输出模块用于根据所述远程数控管理装置发出的控制指令调整比例调节阀的开度。
5.如权利要求4所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述温度控制装置还包括群集控制器、触摸显示器、系统报警保护模块、数字量输入模块、数字量输出模块、 通信模块和外扩存储模块，所述通信模块为RS485通信模块用于与所述温度采集装置进行通信连接，所述数字量输入模块、数字量输出模块用于对系统开启、总停、复位开关信号及油泵运行反馈信号的监控，所述群集控制器通过RS485现场总线和模拟信号采集模块、 模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块实时通信，实现对传感器信号的调理转换及对比例调节阀的控制，进而实现对执行部件的控制，对数据的采集及存储；通过 RS232/485转换器和系统控制主机通信，实现对系统运行过程的全局监控。
6.如权利要求5所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述模拟量输出模块包括处理器、数模转换电路和信号调理电路，所述处理器为单片机。
7.如权利要求6所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述数字量输入模块和数字量输出模块包括处理器和光电隔离电路，所述处理器为单片机。
8.如权利要求7所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述群集控制器包括中央微处理器以及与中央微处理器相连的数字量输入电路、数字量输出电路、人机交互模块、外扩存储模块、指示灯模块、RS232通信接口模块、RS485通信接口模块及电源模块， 所述中央微处理器为单片机，RS232通信接口模块的一端和所述中央微处理器相连，RS232 通信接口模块的另一端和人机交互模块相连，RS485通信接口模块的一端和所述中央微处理器相连，RS485通信接口模块的另一端和模拟信号采集模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块相连。
9.如权利要求8所述的连续热压机管控一体化系统，其特征在于，所述远程数控管理装置包括系统主机和通信转换模块，所述通信转换模块为RS485/232转换模块用于与所述温度控制装置间建立通信连接。
专利摘要本实用新型公开了一种连续热压机管控一体化系统，包括温度采集装置、温度控制装置和远程数控管理装置，温度采集装置用于采集热压板的温度以及热压板进出口油温数据，并通过网络将采集到的数据传输到温度控制装置；温度控制装置用于对所采集的数据进行处理和控制指令的执行，并将数据传输给远程数控管理装置；所述远程数控管理装置用于存储所采集和处理的数据，并根据所采集和处理的数据发出控制指令。本实用新型的管控一体化系统采用分层次、分布式模式，结合模块化设计，实现了连续平压机运行过程的信号分散采集、实时监测与群集控制，具有可扩展、易操作、人机界面友好等特点。
文档编号G05B19/418GK202177813SQ20112022904
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者侯晓鹏, 周玉成, 张星梅 申请人:周玉成