基于分布式数据采集模块的热压机监测系统

杨 铮

（中国航天科工集团第三研究院第三六研究所，北京 100074）

0 前言

热压机作为复合材料生产过程中的主要设备，工作数据在出现异常情况下，复合材料质量将会大幅度降低。现阶段，我国热压成型主要通过手工及热压装置开展，任何作业方式在开展过程中，都没有自动监测装置，主要通过人工方式，监测结果精确度较高，数据并不健全。为了能够提升复合材料加工质量，推动自动化生产水平，就必须构建远程监测系统，开展实时在线监测方式。组态软件在热压机监测系统内应用，使热压机监测系统研发时间大幅度缩短，系统运行效率显著提升，系统维护工作量大大降低，可以对于系统进行动态监测。

1 热压机监测系统设计

1.1 硬件系统

热压机在工作车间内应用，一般都是多组热压机一同应用，工作车间在运行之前都需要对于热压机运行参数进行设定。热压机监测系统硬件网络具体结构如图1所示，按照热压机在工作车间分散情况来说，和控制室之间距离相对较远，因此硬件系统主要由4部分内容构成，分别为分布式采集模块、采集压力、工作位置及工作模式，同时总线有关数据需要传输到计算机内。分布式采集模块所采集到的输入信号主要分为两种，分别为电压输入信号、电流输入信号，并且具有8个通道，全部通道可以为可编程提供合理输入范围，为监控工作开展提供良好监测工作，同时对工业测量进行隔绝保护，有效降低高压对监测系统所造成的高压冲击。

1.2 软件系统

监控组态软件所具有的程序及组件由5部分内容构成，分别为管理器、人机界面、数据库、控制策略生成器及扩展组件。监控组态软件在实际应用过程中，可以对于现场生产数据进行动态采集，同时对于现场生产数据采集流程进行控制，对用户开发界面进行简化，实现工程建设，保证不同工业控制企业内机械设备之间可以进行通信，实现数据共享。与此同时，监控组态软件还可以借助计算机，对有关数据信息进行集中管理及监控。力控组态软件在将数据传输到计算机上面，可以对所采集的数据进行采集整合，并且显示到计算机界面上。

2 软件系统实现

2.1 系统功能

软件系统在实现过程中，监测设备技术水平可以显著提升，对热压机故障进行细致分析，有效提升监测设备劳动效率，提升监测设备现代化管理水平。热压机监测系统在构建之前，必须对热压机实际工作情况及工作流程进行全面细致分析研究，对于热压机结构特点及工艺流程了解之后，还需要对热压机所需要控制的对象特点进行了解，从而对于监测要求及技术要求有关问题进行明确划分。

软件系统主要由5个模块构成，分别为主界面模块、配方模块、班次模块、报表查询模块、用户管理模块。在主界面模块主要机械设备为热压机，主要作用是对压力、位置、模式、阶段进行动态实时监测；配方模块在应用过程中，主要是对工艺参数进行设置；班次模块在实际应用过程中，主要是对工作人员工作班次进行设置；报表查询模块主要具有4个作用，分别为条件查询、历史曲线、报表打印、报表预览；用户管理模块具有用户修改及密码修改功能。

热压机监测系统在实际应用过程中，可以对热压机进行实时动态监测并显示到人机界面，热压机运行压力、压制模式、运行时间等数值全部显示在压力曲线内。按照热压机工艺流程，对工艺参数及班次进行设置安排，为热压机监测系统提供数据和质量管理依据。可以让管理人员动态了解热压机系统运行实际情况。管理人员工作强度显著降低，有效填补工作人员造成的管理漏洞，提升生产管理质量及效率。

2.2 监测策略的实现

图1 监测系统硬件网络结构

想要对热压机进行动态监测，可以借助所采集到的数据对热压机进行全面分析研究，从而保证工艺流程整个流程科学合理，对复合材料工作特征进行整合。复合材料在进行生产制造过程中，单次压制时间必须超过9 min。监测系统在每次打开之前，压制等待时间都必须超过9 min，进而保证复合材料压制流程的完整。组态软件在对热压机处理流程进行编写过程中，首先是对于热压机有关配置数据进行读取，然后判断压力是否处于合理范围内，对热压机运行时间进行计算，最后对热压机数据进行处理。热压机数据处理过程中，需要对加热时间及压制时间进行计算，同时显示到人机界面上，保证管理人员可以对监测系统运行信息直观了解。

2.3 控制策略的实现

热压机实际工作参数在超过最大上限或者是最小下限的情况下，监测系统就会自动报警，同时将报警信息储存到数据库内，监测画面将报警信号显示出来，让技术维护人员对热压机运行进行干预，保证对热压机可以恢复到正常运行状态。与此同时，在热压机工作台内，预警模块上面的报警灯闪烁，为维护人员干预系统运行提供帮助。

2.4 数据库操作

数据库作为监测系统内核心内容，以计算机浏览器内的数据库窗口作为基础条件，构建数据点，进而对有关设备之间进行远程连接，主要作用是反映和监测控制对象的运行实际情况。数据库在对数据进行储存之前，都需要对于数据来源及极限进行检验，符合要求之后才可以储存到数据库内。监测系统在运行完毕之后，会储存较多生产数据，方便进行查询。数据库操作主要通过查询函数，包含4种操作指令，分别为数据库连接、数据库数据获取、数据库储存及数据库内数据显示。曲线与点参数在确定完毕之后，监测系统可以通过曲线方式将实时数据显示到用户面前。

2.5 动作脚本

监测系统在实际运行过程中，需要涉及到脚本动作，在特殊情况下还需要对脚本动作进行修改。脚本实际上就是进入到监测系统的执行指令，同时推出窗口。在窗口曲线内，窗口在实际运行过程中，都会将压力曲线显示出来。脚本可以按照监测系统整体运行情况，对于系统进入或推出执行等指令进行周期落实。按照数据变化对于程序运行状态进行判断，进而转变对于监测系统的执行指向。在对用户进行判断过程中，实际上是通过数据的转变发现的。监测系统软件稳定运行中，需要按照数据库储存数据实时变化情况，对监测系统软件运行进行控制，实现动态监测管理并反馈到计算机监测画面内。

2.6 设备连接的调试

为了能够提高组态软件的开放性，不同设备需要应用针对性协议通信，同时编成针对性驱动程序。监测系统在实际运行过程中，监测系统会自动启动驱动程序，数据库以驱动程序作为基础条件，对设备运行数据进行采集回送。工程项目在进入到组态状态下之后，会对有关模块进行智能选择，进而配置有关设备，完成设备连接的整个流程。设备在与计算机连接之后，组态软件会正式启动，便可对热压机进行调试。按照热压机实际运行情况，对热压机有关参数进行针对性调节，尤其是历史曲线及报警信息。对热压机进行调试时，可以通过逐一方法实现，及时发现热压机运行过程中存在的问题，及时进行纠正。监测系统在经过调试之后，可以有效满足热压机控制及监测要求。

3 结语

热压机监测系统与组态软件在实际应用过程中，可以对于热压机运行实际情况进行动态监控。热压机监测系统基本上可以满足热压机管理全部要求，有效解决原有热压机监测所存在的质量及管理方面的问题。降低热压机运行成本，保证热压设备运行安全，延长热压机应用时间，提升热压机运行稳定性，同时提高了多单位设备的资源共享能力。