您当前的位置:首页 > 综合控制应用案例

AI-2070S无纸记录仪开发应用心得
[发布日期:2011-12-19]

厦门宇电自动化科技有限公司  开发部  邵平 


一、概述:
    无纸记录仪正处在一个关键的历史转折点。数据采集系统与无纸记录仪等无纸化技术正在挑战现有的数据采集方式。针对任务的记录仪可以捕捉并显示工艺流程数据,然后将其保存在电子记录中,后者可以被导入PC环境。有关的批次数据信息可以保存在单一的安全数据文件中,该文件可被存档并根据要求调出。纸张记录仪在精度、效率和安全性方面无法望其项背。
    我记得用【有纸记录仪】是在70、80年采用上自仪一厂生产的气动、电动有纸记录仪,每天一上班巡回检查给记录仪装卷纸加红、蓝墨水,墨水瓶里插根软塑料管连着指针画线,手上红的蓝的很难受,后来设计含墨水的记录笔。有2、4、6通道,记录纸存档,整体费用高。
    无纸记录仪近十年来计算机技术的发展出现了无纸记录仪,近几年发展迅猛、应用广泛、功能强大、应用行业更多。无纸记录仪显著减少用户的成本。这些装置具有固定结构,意味着没有必要监测或维护的机械部件。此外还无需额外成本(如添加图表和笔)。
    无纸记录仪在不断发展,宇电开创了采用【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】:即有真彩实时曲线显示,下方仪表亦可同时显示数字并保留仪表的操作功能,显示信息丰富,富有工控产品元素的AI-2070S分体式无纸记录仪。


二、无纸记录仪的发展趋势
    创新应用【真彩人机界面触摸屏】组建宇电【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】彻底改变了无纸记录仪的结构,进入了计算机应用的范畴。
    是在AI系列仪表基础上增加真彩人机界面触摸屏,实现了集中显示操作及无纸记录仪功能,系统外观更上档次。仪表和触摸屏之间采用光电隔离的RS485通信接口,单个仪表故障不影响触摸屏及其它仪表,触摸屏故障仪表仍能正常操作使用,即尊重传统,又领先潮流,符合“操作集中、危险分散”的工控产品设计要求。                    
    无纸记录仪的发展经过了不平凡的道路,从模拟信号直接接入液晶显示屏组成:一体化液晶屏仪表,其结构复杂,易受现场干扰,采用工控线路和民用液晶屏这类较脆弱复杂的线路设计在一个机壳内,其安全标准、抗干扰性、温度范围等问题容易引起质量不稳定,一旦故障或因为干扰死机,往往造成多个回路同时失控,给现场带来灾难性后果,宇电现已停产该产品。
    【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】集中了传统无纸记录仪的优点,提高可靠性高,各测量控制点之间便于掌握、故障隔离,与人机触摸屏记录仪之间的故障相互隔离,不会互相影响及扩散。人机触摸屏记录仪故障只影响集中管理与数据记录的功能,测量点信号仍能保持常规的控制及操作。    【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】触摸屏记录仪画面上的显示内容丰富,可同时显示测量值、给定值、输出值及仪表标签。并可通过人机触摸屏记录仪修改给定值、程序配方及常用参数。                 
    流程图的加入用生动形象的图形画面来描述现场生产工艺流程,是整个工业现场的缩影。它不仅仅是一个画面,直观的展示了工业现场实时数据,从而使得操作员具有十分直观的远程控制。连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块,地址设33号,图中开关按钮可控制4台电机启停;    高性能的记录功能,基于个人计算机系统,在应用低成本无纸记录仪的同时,其性能(记录密度、可记录时间及查找方便)均大大高于各种无纸纪录仪。详细的功能画面更趋于人性化。
    【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】它的功能超越了传统的纸张记录仪以及其他电子数据记录系统,从而有效地满足这一重要细分市场的发展趋势。 


三、创造性地解决问题
    一条总线连接分散安装的下位机-AI显示控制仪表-采集模块,在现场可观测控制显示仪表温度、压力、流量。实现模拟量、开关量、输入、输出。 在实施过程中节约了安装电缆成本,布线方便,安装空间小,应用范围广。贵公司网站有详细介绍 以上所述各种产品有它自身的生命力,各有各的用途, 触摸屏监控实时显示、无纸记录、远程监控的超级终端通电就能应用、自由自在来控制具有触摸功能的实时显示器无纸记录仪。配合下位AI系列采集显示控制模块,来实现数据监控,PID调节或程序配方调节、远程手操器、开关量输出等功能;实现了AI系列产品RS485分体式,智能化控制器集一体的超级触摸控制屏,
    AI系列显示控制模块与真彩人机HMI触摸屏的完美组合。采用简单的硬件、软件组合在一起二次开发出价格低、应用方便的监控系统组合产品,让系统组合、自由控制掌握在您的手中,方便留给用户,困难留给厂家。 AI系列显示控制模块;按序排列;统一管理; 是有百变的闪亮登场的宇电【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】 上下位机相互独立、互不干扰、通电就能显示管理。 系统架构;功能向导;人机互动操作触摸控制【启停】电机功能的分体式无纸记录仪。特点:
1、安装快捷:通过RS485通信接口与AI系列仪表、D5/E5系列DIN导轨安装模块连接组成具有彩色中文集中显示及操作的工业测控系统。
2、测控方便:可选配多种测控功能模块,包括各种信号的测量及AI人工智能PID调节功能、多段程序控制功能,可3、按需配置、分别购买、自由组合及自由扩充。
4、操作方便全中文触摸式操作,使用方便,易于学习,可定制流程图功能。
5、功能齐全:可选择保存多条程序曲线及记录数据加密,流程图、电量仪表及流量积算仪表功能;也可以连接PLC、变频器等多种设备,综合了人机界面与无纸记录仪的功能。
6、数据保存: AI分体式无纸记录仪:可支持多达4G 的CF卡存储功能。以1G的CF卡为例,各通道类型的无纸记录仪可存储的天数为:(1) 4通道:约1400天;(2) 6通道:约1100天;(3) 8通道:约900天;(4) 12通道:约650天;(5) 16通道:约500天;(6) 32通道:约250天;数据保存按先进先出的原则;
7、数据处理:实时数据、历史曲线、报警信息查询画面:
    在【实时曲线】【历史曲线】按通道顺序排列1、2、3、4固定组合在一起,直观的显示相关通道间的变化关系。点击【数据框】返回【单条曲线】画面,在【实时曲线】、【历史曲线】画面点击【S】或【量程设置】可选择启用单条或4条曲线显示趋势变化;设置查询起始时间及时间跨度;不同的曲线量程范围启用单条查询。通过【上一页】,【下一页】的切换组合通道。
 查询数据设置:在【历史曲线】右下角 点击【S】查询,显示当前起始时间,修改查询的起始时间:年/月/日/时/分/秒;修改时间跨度:时/分/秒设置;设置数据查询行间隔【6~43200秒】,用于快速抽样查询数据库中的数据;点击【确认】按钮,系统即刻显示数据报表;
    数据处理:数据实时自动导入CF卡中的,数据报表;在数据记录仪中,即可以根据客户的实际需要,设置数据的采样时间,存储间隔以及是否保存记录,是否立即保存数据到U盘等功能,来满足不同的需求。采样时间默认为6秒,用户可以设定的范围是:6秒~3600秒;按年/月/日/小时来保存数据源文件。 数据保存按先进先出的原则,转存数据点立即保存;数据格式为CSV的EXCEL报表,数据通过读卡器在PC上备份数据,保存数据的是加密的数据必须采用专用的宇电PC图形软件【宇电无纸记录仪图形软件】来阅读数据、曲线;彻底解决了数据的传递。
8、测控仪表:
    在电炉行业温度升降温程序控制采用AI-808P程序型人工智能温控器/调节器,在实现控制的同时记录所有控温升降,在电炉程序控温时在触摸屏上可显示双曲线运行图、屏内储存15段升降温程序、程序图形重显;可即时设置、读取,上下传升温、恒温、降温程序配方;无纸记录仪曲线图。
    在屏上控制操作程序仪表【启动】【停止】【暂停】、在运行状态下切换【手动/自动】状态,手动控制输出量;即时修改【段号】,指定运行段;及修改仪表控制参数等多种功能;追忆记录的温度曲线数据。数据报表、报警报表的打印
    AI-808P程序型人工智能温控器/调节器。具备手动/自动无扰动切换及手动自整定功能;具备30+20段程序控制功能,可实现任意斜率的升、降温控制,具有跳转(循环)、运行、暂停及停止等可编程/可操作命令,并允许在程序的控制运行中随时修改程序;采用具备曲线拟合功能的AI人工智能调节算法,能获得光滑平顺的曲线控制效果;可在程序运行中编辑事件输出功能,配合控制外部设备动作;利用SV变送输出功能可以作为程序发生器使用;具备测量值启动功能、准备功能及五种停电/开机事件处理模式选择。
    支持各种热电偶、热电阻、线性电压、电流、电阻及辐射(红外)温度计等,并具备扩充输入插座安装特殊输入规格,并可自定义特殊输入的非线性校正表格,可外接Cu50铜电阻作为热电偶冷端补偿,0.1级(V8.0版)测量精度,温漂小于50PPm/℃。
    高精度测量与控制温度、压力、流量等,尽可能减少能源浪费,并提供长达十年的免费保修,实现客户与社会效益最大化。    除主输入外的第二路输入用于外给定或阀门信号反馈功能,可组成串级或比值调节器等复杂调节系统。
    模块化输出支持SSR电压、线性电流(电压)、继电器触点开关、可控硅无触点开关、单相、三相可控硅过零触发、单相可控硅移相触发输出即位置比例输出(直接驱动阀门电机正/反转)等,控制周期0.24~60秒  具备标准PID、AI人工智能调节APID或MPT等多种调节方式,具有自整定、自学习功能,无超调及无欠调的优良控制特性,亦可使用位式控制(ON-OFF)功能。  先进的AIBUS通讯协议:支持RS485或RS232C通讯接口,配合快速通讯技术能方便组建数千点规模的大、中型计算机控制系统或连接AI系列真彩人机界面触摸屏/分体式无纸记录仪。   支持上限、下限、偏差上限及偏差下限等多种报警功能,并可自由定义4个报警输出端口,支持多个报警信号从同一位置输出。具备上电免除报警等功能,避免上电报警误动作。    可将测量值(PV)或给定值(SV)变送为标准电流信号输出,能提供14位高分辩率、0.2级输出精度及优于100ppm/℃温度漂移性能的电流输出。   可定义参数查看及修改的权限,及允许用户自定义密码,量身定制最符合自己操作习惯的仪表。
    由于AI控制仪表性能的优越与新一代真彩人机界面分体式无纸记录仪的功能不断提高,电加热炉自动控制系统得到了快速的应用发展,使电加热炉的控制数据记录技术,产品质量更具有飞跃的提高。


四、分体式无纸记录仪的设计构思
    RS485通讯总线引导了分体式无纸记录仪的发展,计算机软硬件发展、组态软件的推广,通讯协议标准的制订,RS485通讯总线应用。触摸屏平板电脑的出现,使系统架构出现了多样化。新一代【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】通讯总线形式的数字式无纸记录仪出现。由于触摸屏平板电脑发展飞快,硬件厂商精心设计的嵌入式硬件技术,微软的WINCE操作系统,丰富多彩的液晶触摸屏,系统本身的可靠性得到保证,快速构成高性能的人机界面。【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】操作系统采用WINCE、安装嵌入式组态软件包,自由编辑组态软件实现应用功能。工艺流程的配置及趋势图、棒图、报表、历史记录等系统可带电拔插,无硬盘、抗震动,系统不会死机,提高自动化系统的稳定性。由于采用最新的液晶,触摸技术,产品的档次大大提高。系统凭借其强大的以太网通讯功能,复杂的曲线功能,形象美观的人机界面和各种报表功能而得到广泛应用。宇电开创的【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】已成功的应用在电炉、化纤、医院空调系统。选择分体式无纸记录仪通道数2、4、8、12、16、18、24、32、36人机,在仪表上设置各显示控制采集模块仪表的地址号、就能即时显示记录各类数据。
    由于【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】的设计理念,那所有的测量模块仪表就应具有各种输入规格:由于分体式无纸记录仪采用的是常规的二次仪表,输入规格种类繁多。传统的记录仪功能单一,已经无法满足生产过程综合自动化的要求。
    AI仪表模块支持多种信号输入/输出:凡AI系列仪表的信号,包括直流电压、直流电流、电阻、热电偶、热电阻、辐射(红外)温度计、频率、交流电压、交流电流、交流功率均可直接测量;具备干湿球测温、开方、加法、减法、乘法、非线性输入自定义、流量累积、流量补偿运算功能;各种PID精确调节及报警功能;支持开关量输入、输出功能;
    (1)信号采样:输入通道全隔离万能输入,可输入0~10V、0~5V、0~10mA、4~20mA标准信号和PT100、Cu50热电阻信号以及K、S、B、N、T、E、J、R热电偶信号。记录间隔可自由设置。 
    (2)组态功能:该记录仪具有强大的组态功能,用户可对通道信号类型、单位、量程、显示范围、记录间隔、报警上下限以及显示画面、历史追忆、流量累计、PID参数等进行设置。图形化的组态界面,操作简单。 
  (3)显示功能:全中文图形界面,菜单驱动,信息直观丰富,操作简单。主要显示画面:水平趋势画面、棒图画面、数字画面(以上画面均可1~36通道选择)、历史数字趋势追忆画面(单通道或多通道同时)、多通道流量累计画面、组态画面(包括通道设置、显示设置、流量累计设置、PID参数设置、历史追忆设置等画面)。 
  (4)存储功能:采用大容量电子闪存卡作为主要存储设备(用户可选1/2/4G)用户可以将任意时间段内的数据转存到PC机,然后在PC机上进行显示、分析、打印。 
    (5)通讯功能:RS-485通讯接口。可远距离通讯,1~36台仪表组网。配合上位PC机软件可实现远程监控。 
  (6)打印功能:提供常用微型打印机接口,打印任意时间段内数据、趋势曲线、流量累计值等。 
    (7)报警功能:记录各通道的上下限报警,在显示画面实时显示报警信息的同时仪表输出报警信号 。
    由于AI仪表模块的性能优良解决了AI分体式无纸记录仪的信号的输入控制问题。


五、市场的需求
    【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】是基于智能化仪表、数字化、网络化设计思想,采用智能调理、灵巧总线、工业网络、液晶显示、电子存储、实时控制技术,实现数显、记录、积算、调节、通讯功能,形成包括数显表、手操器、调节器、积算仪、无纸记录仪、多回路控制器、小型集成控制器等系列化智能仪表,可满足各行各业用户多层次的需求,具有高性能、高可靠性、低维护量的特点。
    是顺应市场的需求,为制药、石化、化工、炼油、冶金、电力、造纸、建材、教学等行业企业提供在线检测、数据采集、记录分析、网络监控、实时控制、集成管理控制系统。
    工业过程对数据采集、记录分析、实时控制、网络监控、集成管理的需求日益广泛,同时对无纸记录仪等智能仪表的功能设计与性能指标提出了新的要求。主要表现为:  1、工作可靠性稳定性,即环境适应性,电磁兼容性,现场隔离配电隔离,过压过流保护措施,误操作误接线的保护,多级用户安全密码体系等;  2、功能适应性,根据“输入测量-模糊控制-输出”模型图特定时间周期提供完整的图表曲线。无纸记录仪实现该工作并提供更多的功能。即对不同行业不同对象各种功能需求的满足度,全系列多功能多规格的用户选择自由度与符合度,多功能信号智能调理通用输入技术,模拟量输入输出与数字量输入输出任意混装自由配置技术,用户需求与功能变化时的仪表可重配置度,用户特殊特规需求的可满足性与响应及时性等;  3、网络开放性,网络协议的标准化与开放化,多种网络架构、网络协议的支持,大数据量高速实时网络传输的支持,多种现场总线或工业网络的支持;  4、管理方便性,即数据提取、数据分析、数据传递、数据管理的友好性和开放性,工艺流水线在线故障定位、故障恢复记录、故障报表管理功能。改变或存储图表,为方便将来检索而对图表位置编制目录,若对实现以上操作所花费的时间人力成本分析量化则可节约更多的成本。电子数据可以更快捷地存档,数据分析软件由于自带搜索功能而使这一工作大大简化。它可使用户快速访问到特定时间或日期的数据点,或对可能的问题区域进行数据扫描。将图纸上记录特定时间或日期的那部分打开,对信息加注,
    加密数据转化成电子表格以方便分析和生成报告。在此过程中,数据分辨率和时间可能被丢失。电子数据系统则可以快速、方便地输入一定量的数据(每一数据都有相应的时间标记和数值),并且不受纸带记录仪分辨率的限制。数据文件一旦被输入便可进行附加的数据分析,如确定统计均值和3西格玛限制,聚焦单独数据曲线和进行复杂数据比较。将数据导出到一个单独的电子数据表格程序,操作员读取图表数据,对曲线进行插值以确定过程数据,可保证原始数据文件安全不被修改。
    针对一系列基本的温度、压力、流量与湿度监测要求例如冶金、热处理、化工、电力、制药、造纸、建材、教学、污水监测应用,【真彩人机界面触摸屏+智能仪表相组合的分体式无纸记录仪】它的测量控制功能超越了传统的无纸记录仪以及其他电子数据记录系统,从而有效地满足这一重要细分市场的需求。