欢迎浏览厦门控匠自动化科技有限公司
行业资讯
Watlow MLS300 系列控制器
时间: 2025-09-25浏览次数：
Watlow MLS300 系列控制器
Watlow MLS300 系列控制器
产品基础定位与核心特性
1. 产品定位
MLS300 系列是多回路 PID 控制器，提供 16 回路（MLS316）与 32 回路（MLS332）两种版本，支持热电偶、RTD、线性电压 / 电流、脉冲等多种传感器输入，可实现独立或联动的温度、压力、流量等过程参数控制。系统采用模块化设计，兼容多种扩展模块（如 DAC/SDAC 模拟输出模块），支持 EIA/TIA-232/485 串行通信，可接入上位机或 PLC 系统，符合 CE、UL®/C-UL® 认证及欧盟 EMC 指令（EN 61326）。
2. 核心优势
优势类别 具体特点 价值说明
多回路控制 单设备支持 16/32 个独立 PID 回路，每回路可配置加热 / 冷却双输出 减少设备数量，降低面板空间占用，适配多 zone 工艺场景（如多段挤出机、大型烤箱）
灵活输入兼容 支持 J/K/T/S/R/B/E 型热电偶、100Ω 铂 RTD（2/3 线制）、0-20mA/4-20mA 电流、0-12V 电压及脉冲输入（最高 2kHz） 减少备件库存，适配不同工艺的传感器需求，无需额外信号转换模块
进阶控制功能 支持串级控制、比例控制、远程模拟设定点、差值控制（增强固件）；斜坡 - 保温（Ramp/Soak）批次控制（可选固件） 满足复杂工艺需求（如化工反应釜温度 - 压力联动、材料老化测试分阶段控温）
高可靠性 内置传感器故障检测（开路 / 短路 / 反接）、电源失效保护、CPU 看门狗；支持 8 个作业程序（Job）存储与调用 缩短故障排查时间，避免工艺异常，适配多品种小批量生产切换
系统组成与硬件架构
1. 核心组件清单
组件名称 型号 / 规格 功能作用
处理器模块（PM） MLS300-PM 系统核心，含 CPU、2 行 16 字符荧光显示屏、8 键键盘，负责数据运算、回路控制及通信管理
模拟输入模块（AIM） MLS300-AIM-16（16 通道）/AIM-32（32 通道） 接收传感器信号，完成信号调理与 A/D 转换，通过 RJ45 线缆与处理器模块通信
紧凑型输入模块（CIM） CIM316（16 通道）/CIM332（32 通道） 高密度输入模块，采用 D-Sub 50 连接器，减少安装空间，适配高集成度场景
端子板（TB50） MLS300-TB50 50 针 SCSI 接口端子板，用于数字 I/O、电源及控制输出接线，支持 DIN 导轨或支架安装
扩展模块 - DAC（数字 - 模拟转换器）：2 路可配置 4-20mA/0-5V/0-10V 输出
- SDAC（串行数字 - 模拟转换器）：1 路高精度模拟输出，支持过程变量重传 实现数字输出到模拟信号的转换，适配阀门、变频器等模拟控制设备
电源模块 MLS300-PS 输入 120/240V AC，输出 15V DC/1.2A、5V DC/4A，为系统提供隔离供电
2. 硬件架构逻辑
系统采用 “主 - 从” 通信架构，数据流向如下：
感知层：传感器（热电偶 / RTD 等）将过程信号传输至 AIM/CIM 模块，完成信号调理与 A/D 转换；
控制层：处理器模块（PM）接收 AIM/CIM 的数字信号，通过 PID 算法生成控制指令，发送至 TB50 端子板；
执行层：TB50 将指令传递至固态继电器（SSR）、接触器等执行机构，控制加热 / 冷却设备；
监控层：通过前端面板或上位机（如 WatView 软件）实现参数设置、状态监控与报警处理。
关键技术参数
1. 输入参数
（1）传感器支持与精度
输入类型 量程范围 精度（25℃环境） 备注
热电偶（Type J） -212~760℃（-350~1400℉） ±1.1℃ 带冷端补偿、线性化及开路 / 短路 / 反接检测
热电偶（Type K） -268~1371℃（-450~2500℉） ±1.3℃ -
RTD1（高精度） -100~275℃（-148~527℉） ±0.35℃（25℃） 0.1℃分辨率，仅 MLS304/308 支持
RTD2（宽量程） -120~840℃（-184~1544℉） ±0.9℃（25℃） 1℃分辨率，仅 MLS304/308 支持
线性电流 0-20mA/4-20mA ±0.03% 满量程 需外接缩放电阻
线性电压 0-5V/0-10V/0-12V ±0.03% 满量程 -
脉冲输入 0-2kHz 分辨率 0.006% 用于编码器测速（如传送带速度控制）
（2）输入性能
采样速率：MLS316 为 1.5 次 / 秒（60Hz）、MLS332 为 0.75 次 / 秒（60Hz）；
噪声抑制：60Hz 下共模抑制比（CMR）>85dB，输入滤波可配置（0-255 扫描周期）；
温度系数：40ppm/℃，确保宽温环境下的测量稳定性。
2. 输出与通信参数
参数类别 规格值 注意事项
数字输出 34 路开路集电极输出，每路最大 sink 电流 60mA（5V DC），板载电源提供 350mA 总电流 用于控制 SSR、报警指示灯等，可配置为控制输出或报警输出
模拟输出 无板载模拟输出，需通过 DAC/SDAC 模块扩展：
- DAC：2 路 4-20mA/0-5V/0-10V，精度 ±0.75%
- SDAC：1 路高精度输出，精度 ±0.05% 满量程 SDAC 支持过程变量重传，适配需要高精度模拟信号的场景（如 PLC 模拟输入）
串行通信 接口：EIA/TIA-232（单设备，最大 50m）、EIA/TIA-485（多设备，最大 4000ft）；
波特率：2400/9600/19200bps；
协议：Modbus RTU、Anafaze 协议、Allen-Bradley PLC/2 兼容协议 EIA/TIA-485 支持 32 台设备联网，需在总线两端配置 200Ω 终端电阻
电源要求 处理器模块：12-24V DC±15%，最大 1A；
AIM/CIM 模块：5V DC（由处理器模块提供） 建议使用隔离电源，避免与大功率设备共用回路，减少干扰
安装与接线规范
1. 安装前置要求
环境条件：工作温度 0-50℃，存储温度 - 20-60℃，相对湿度 10%-95%（无冷凝）；需远离强电磁干扰源（如变频器、高压电缆），避免振动（振幅≤0.5mm，频率≤50Hz）。
资质要求：安装人员需具备工业电气安装资质，高压接线（如电源模块输入）需由持证电工操作；需准备扭矩扳手（0.5-0.6Nm）、屏蔽线缆、压线工具等。
空间要求：处理器模块面板安装需预留 1.96×3.78 英寸（50×96mm）开孔，背部预留≥7.4 英寸（188mm）布线空间；AIM 模块需预留 6.5×5×5.75 英寸（165×127×146mm）安装空间。
2. 核心组件安装步骤
（1）处理器模块（MLS300-PM）
在面板上切割 1.8×3.63 英寸（46×92mm）开孔，移除模块支架与挡板；
将模块嵌入开孔，从背部套上安装环，固定上下支架并拧紧螺丝（扭矩 0.5Nm）；
连接 AIM/CIM 通信线缆（RJ45 接口，标有 “To AIM”）、TB50 的 50 针 SCSI 线缆，及电源（TB1 端子：+V 接 12-24V DC，COM 接负极）。
（2）输入模块（AIM/CIM）
AIM 模块：
用 4 颗 #6 螺丝固定 AIM-TB 端子板，确保接地（接地电阻≤4Ω）；
连接传感器线缆：热电偶 “+” 接 A+、“-” 接 A-；RTD 3 线制需将 “公共端” 接 A COM，“信号端” 接 A+/A-；
通过 RJ45 线缆连接 AIM 与处理器模块，测试 AIM 供电（TB3 端子：+5 IN 与 PWR COM 间电压 4.75-5.25V DC）。
CIM 模块：
支持 DIN 导轨或直接安装，通过 D-Sub 50 连接器（J1 为 16 通道，J2 为 32 通道扩展）连接传感器；
通信线缆（RJ45）接 CIM 的 J3 接口，电源（TB2 端子：EX 接处理器 EX，COM 接处理器 COM）。
（3）端子板（TB50）
选择 DIN 导轨或支架安装，连接 50 针 SCSI 线缆至处理器模块；
接线规范：
数字输出（端子 9-42）：控制 SSR 时，+5V 接 SSR 正极，输出端子接 SSR 负极；
数字输入（端子 43-50）：外部开关一端接输入端子，另一端接 CTRL COM（端子 3/4）；
电源端子（1-2）：+5V 为输出（供 SSR 等），CTRL COM 为公共端，禁止接地。
3. 布线与抗干扰要求
线缆类型 推荐规格 布线要求
传感器线缆 热电偶：20AWG 热电偶延长线；RTD：22AWG 屏蔽双绞线；线性信号：22AWG 屏蔽双绞线 远离高压线缆（≥10cm），屏蔽层单端接地（处理器端）；RTD 线缆长度≤100m
控制输出线缆 24AWG 多芯屏蔽线 与输入线缆分开布线，避免平行敷设；SSR 控制线长度≤50m
通信线缆 EIA/TIA-232：Belden 9729（6 芯屏蔽线，≤50m）；EIA/TIA-485：Belden 9843（4 芯屏蔽双绞线，≤1200m） 屏蔽层两端接地；EIA/TIA-485 总线需在首尾端配置 200Ω 终端电阻
基础操作与配置
1. 开机与初始化
确认接线无误后，接通电源，处理器模块显示屏点亮，约 1 秒后进入 “柱状图显示”（默认显示 8 个回路状态）；
若出现 “AIM COMM FAIL” 报警，需检查 AIM/CIM 通信线缆是否插紧、供电是否正常；
首次开机需执行 “NO 键复位”（断电状态下按住 NO 键，通电后按 YES 确认），恢复出厂默认参数（需提前备份配置时跳过）。
2. 核心操作（前端面板）
（1）回路监控与参数调整
显示切换：
按BACK键切换 “柱状图显示”（8 回路状态）、“单回路显示”（单回路 PV/SP/ 输出 %）、“作业显示”（当前运行 Job）；
单回路显示下，按YES/NO键切换回路，按CHNG SP键修改设定点（按 YES/NO 调整数值，按 ENTER 确认）。
控制模式切换：
按MAN/AUTO键切换 “自动（AUTO）”/“手动（MAN）” 模式；手动模式下，按 YES/NO 调整输出百分比（0-100%）；
按MAN/AUTO+ENTER启动 “自动调谐（TUNE）”，控制器自动计算 PID 参数（需确保工艺稳定，无剧烈扰动）。
（2）报警处理
报警触发时，显示屏自动切换至故障回路，显示报警代码（如 “FS” 为传感器故障、“HP” 为高过程报警），蜂鸣器激活；
按ALARM ACK键确认报警，若为多个报警，需逐一确认；故障排除后，报警自动清除；
全局报警输出（端子 8）在任一未确认报警时激活，可外接报警灯或蜂鸣器。
3. 基础参数配置（Setup 菜单）
通过 “三键组合”（ENTER→ALARM ACK→CHNG SP）进入 Setup 菜单，核心配置项如下：
菜单名称 关键参数 配置说明
SETUP GLOBAL PARAMETERS 控制器地址、通信波特率、电源上电输出状态 多设备通信时需设置唯一地址（1-247）；波特率需与上位机一致（默认 19200bps）
SETUP LOOP INPUT 输入类型、单位、滤波系数 选择对应传感器类型（如 “J T/C”“RTD1”）；输入滤波（0-255 扫描）用于抑制噪声
SETUP LOOP CONTROL PARAMS 加热 / 冷却 PID 参数（PB/TI/TD）、输出滤波 PB（比例带）越小增益越高；TI（积分时间）越长消除稳态误差能力越强；TD（微分时间）用于抑制超调
SETUP LOOP OUTPUTS 加热 / 冷却输出使能、输出类型、传感器故障输出 输出类型可选 “TP（时间比例）”“DZC（分布式过零）”“SDAC”；传感器故障时输出可设为 0%（默认）或自定义值
SETUP LOOP ALARMS 高 / 低过程报警、偏差报警、报警死区 高过程报警设定点需高于工艺上限；偏差报警设为 SP±5%（避免频繁报警）；死区设为 2-5（单位与 PV 一致）
进阶功能（固件可选）
1. 增强功能固件（Enhanced Features）
（1）串级控制（Cascade Control）
应用场景：适用于存在 “主 - 副” 变量的工艺（如反应釜温度 - 夹套温度控制），主回路输出作为副回路设定点；
配置步骤：
进入SETUP LOOP CASCADE菜单，选择 “主回路（PRIM. LOOP）”（如反应釜温度回路 1）；
设置 “基准设定点（BASE SP）”“最小 / 最大设定点” 及 “加热 / 冷却跨度（HT/CL SPAN）”，定义主回路输出对副回路设定点的影响幅度；
副回路（夹套温度回路 2）需启用 “串级模式”，确保主副回路采样周期匹配。
（2）比例控制（Ratio Control）
应用场景：适用于需按比例控制的工艺（如 KOH 溶液稀释，水流量 - KOH 流量 1:2）；
配置步骤：
进入SETUP LOOP RATIO CONTROL菜单，选择 “主回路（MSTR LOOP）”（水流量回路 1）；
设置 “控制比例（CTRL RATIO）”（如 0.5，即 KOH 流量 = 水流量 ×0.5）、“设定点差值（SP DIFF）”（补偿偏差，默认 0）；
比例回路（KOH 流量回路 2）自动跟随主回路 PV 变化，保持设定比例。
2. 斜坡 - 保温固件（Ramp/Soak）
应用场景：分阶段控温工艺（如材料退火：升温→保温→降温），支持 17 个 Profile，每个 Profile 含 20 个 Segment；
核心功能：
Ramp（斜坡）：设定时间内从当前 SP 升至目标 SP（如 10℃/min 升至 200℃）；
Soak（保温）：维持目标 SP 设定时间（如 200℃保温 60 分钟）；
触发与事件：每个 Segment 可配置 2 个数字触发输入（如外部信号启动）、4 个事件输出（如启动搅拌）；
配置步骤：
进入SETUP RAMP/SOAK PROFILE菜单，选择 Profile（A-Q），设置 “时间基准”（HH:MM/MM:SS）；
编辑 Segment：设定 “段时间”“目标 SP”“公差（TOLERANCE）”（如 ±2℃，超出则暂停计时）；
赋值 Profile 至目标回路，按RAMP/SOAK键启动，显示屏实时显示剩余时间与当前段号。
故障排查与维护
1. 常见故障处理
故障现象 可能原因 解决方法
显示屏无显示 电源未接好、处理器模块故障 检查 TB1 端子电压（12-24V DC）；更换处理器模块测试
传感器读数异常（偏高 / 偏低） 传感器接线错误、输入类型配置错误、干扰 确认热电偶极性 / RTD 接线；核对 Setup 菜单 “输入类型”；检查线缆屏蔽接地
输出无响应 输出未使能、SSR 故障、TB50 接线松动 进入SETUP LOOP OUTPUTS确认输出启用；测量 SSR 控制端电压（5V DC 时应导通）；重新紧固端子螺丝
通信失败 地址 / 波特率不匹配、线缆故障、EIA/TIA-485 终端电阻未接 核对控制器与上位机通信参数；用万用表测试通信线缆通断；总线首尾端接 200Ω 电阻
报警 “FS（传感器故障）” 热电偶开路 / 短路、RTD 断线、输入模块故障 检查传感器线缆通断；更换传感器测试；更换 AIM/CIM 模块测试
2. 定期维护
维护周期 操作内容 要求
每日 检查显示屏无报错、报警灯正常；清洁面板与传感器 禁止用酒精擦拭显示屏；传感器探头无油污 / 损坏
每周 检查接线端子无松动；测试急停与报警功能 端子螺丝扭矩复紧至 0.5-0.6Nm；触发报警后确认ALARM ACK有效
每月 校准关键回路（用标准信号源模拟传感器输入）；清洁 AIM/CIM 模块散热孔 校准误差需≤0.1% 满量程；压缩空气吹除散热孔灰尘（压力≤0.3MPa）
每年 更换处理器模块电池（CR2032，断电后更换，避免配置丢失）；检查通信线缆屏蔽层 电池更换时间≤5 分钟；屏蔽层无破损，接地良好
订货
订货代码规则（核心位）
代码位 含义 可选值
输入模块 16=AIM316（16 通道）、32=AIM332（32 通道）、C1=CIM316、C2=CIM332 -
固件类型 1 = 标准、2 = 挤出机专用、3 = 增强功能、4=Ramp/Soak、C = 定制 -
端子板 0 = 无、1=18 针端子块、2=50 针端子块（含 3 英尺 SCSI 线） -
通信跳线 0=EIA/TIA-232、1=EIA/TIA-485、2=EIA/TIA-485 终端匹配 -
