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案例頻道一、概述
隨著現(xiàn)場總線的飛速發(fā)展,各類智能控制設(shè)備、智能儀表、自動(dòng)控制設(shè)備得到極其廣泛的應(yīng)用,工業(yè)控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡(luò)化，智能化，數(shù)字化，一體化的方向發(fā)展。配置各類智能控制器，集輸入、輸出設(shè)備,運(yùn)算和控制單元,顯示單元，其低功耗化、小型化、可擴(kuò)充化、智能化的特點(diǎn)，形成的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將成為下一代工業(yè)控制系統(tǒng)的核心。
宇電開發(fā)出AI-2070C無紙記錄工控機(jī)。系統(tǒng)通過傳感器采集的溫度、壓力、流量、液位等數(shù)據(jù)通過AI儀表采集模塊與PID調(diào)節(jié)器,和PLC組建為的邏輯控制中心；極大地提高了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，同時(shí)記錄下控制過程中的完整數(shù)據(jù)，保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、AI-2070C無紙記錄工控機(jī)功能特點(diǎn)
應(yīng)用領(lǐng)域：包括于紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、制藥機(jī)械、橡膠機(jī)械、重工機(jī)械、試驗(yàn)設(shè)備檢測設(shè)備、電力行業(yè)、暖通空調(diào)、環(huán)保行業(yè)、石油石化、航天、煤炭行業(yè)、水處理、冶金行業(yè)、線纜設(shè)備、軌道交通運(yùn)輸?shù)葞资畟€(gè)行業(yè)。
支持多種信號輸入/輸出：凡AI系列儀表的信號，包括直流電壓、直流電流、電阻、熱電偶、熱電阻、輻射（紅外）溫度計(jì)、頻率、交流電壓、交流電流、交流功率均可直接測量；具備干濕球測溫、開方、加法、減法、乘法、非線性輸入自定義、流量累積、流量補(bǔ)償運(yùn)算功能；各種PID精確調(diào)節(jié)及報(bào)警功能等等。
系統(tǒng)特點(diǎn)：AI無紙記錄工控機(jī)可連接AI調(diào)節(jié)器及PLC變頻器等。提供豐富多彩的工藝流程圖，控制流程圖對應(yīng)的測量點(diǎn)，采用溫度、壓力、流量、顯示控制的固定軟件模式，流程圖靈活運(yùn)用；開機(jī)呈現(xiàn)多功能4畫面，【調(diào)節(jié)儀表】【流程圖】【棒圖畫【實(shí)時(shí)多曲線】畫面；觸摸隨意快速進(jìn)入操作界面可視、可操作性強(qiáng)。
數(shù)據(jù)保存：數(shù)據(jù)采樣間隔最小1秒。可查主機(jī)內(nèi)存20M空間數(shù)據(jù)及報(bào)警參數(shù)，數(shù)據(jù)記錄間隔默認(rèn)每60000毫秒（1分鐘）記錄1個(gè)數(shù)據(jù)，內(nèi)存可記錄各通道存儲的天數(shù)為：大約為4通道：約560天； 8通道：約346天；16通道：約196天；數(shù)據(jù)保存按先進(jìn)先出的原則。內(nèi)存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)導(dǎo)出U盤，數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)出有【自動(dòng)導(dǎo)出】、【立即導(dǎo)出】；【自定義文件名手動(dòng)導(dǎo)出】，導(dǎo)出數(shù)據(jù)格式為CSV的Excel報(bào)表供PC機(jī)備用。導(dǎo)出文件的大小可自由設(shè)定如：1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、8小時(shí)。
可連接以下設(shè)備：
PLC：西門子、歐姆龍、三菱、松下、GE、LG等可以通過串口連接的常用PLC設(shè)備。
變頻器：西門子、三菱、臺達(dá)、三墾、森蘭、富士安川等可以通過串口連接的常用設(shè)備。
三、創(chuàng)新應(yīng)用
AI數(shù)字式無紙記錄工控系統(tǒng)，顯示控制儀表或模塊可采用集中盤面安裝或用模塊分散安裝相結(jié)合，充分應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，從設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及檢修維護(hù)，體現(xiàn)出相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。采用RS485現(xiàn)場總線型系統(tǒng)是現(xiàn)場儀表和控制系統(tǒng)輸入輸出之間的全數(shù)字化、雙向、多站通信的系統(tǒng)。一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)備與接線頭校對的工作量也大大減少。使用戶得以節(jié)約大量的電纜及補(bǔ)償導(dǎo)線的費(fèi)用。此外，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮到現(xiàn)場技術(shù)與操作人員的實(shí)際需求，使用者完全不需要計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)知識，只要了解工藝的測量點(diǎn)、控制點(diǎn)的要求；選擇儀表模塊型號，從容掌握儀表模塊的功能就可以，簡單方便；
AI無紙記錄工控機(jī)主要有效地滿足這一重要細(xì)分市場的需求。致力于添加更多生動(dòng)形象工藝流程圖描述工業(yè)現(xiàn)場，【工藝流程圖】，針對一系列基本的溫度、壓力、流量與濕度控制監(jiān)測，在流程圖上觸摸操作控制設(shè)備的運(yùn)行開關(guān)量的輸入輸出、顯示設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，組建小型總線型DCS監(jiān)控系統(tǒng)；例如【隧道窯、熱處理退火老化電爐溫度控制系列產(chǎn)品、電力、冶金、化工溫度壓力流量過程控制系統(tǒng)、多媒體科學(xué)教學(xué)設(shè)備、冷藏庫或倉庫、污水監(jiān)測及應(yīng)用】，控制測量點(diǎn)從1點(diǎn)到～最多達(dá)32個(gè)控制測量點(diǎn)。
系統(tǒng)組建后就是一套計(jì)算機(jī)DCS控制系統(tǒng)，所以說AI無紙記錄工控機(jī)的發(fā)展應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。
四、無紙記錄工控機(jī)應(yīng)用方案：
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)架構(gòu)圖1所示。系統(tǒng)采用基于RS485總線控制系統(tǒng)。它主要包括現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)、溫度儀表、壓力儀表、流量儀表連接到觸摸屏無紙記錄儀上。在本系統(tǒng)中，各調(diào)節(jié)儀表執(zhí)行自身PID功能塊，而不參與其他回路，系統(tǒng)隨時(shí)可擴(kuò)展。實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)字全屏顯示通道數(shù)據(jù)、每通道數(shù)據(jù)刷新時(shí)間50毫秒；采用U盤數(shù)據(jù)儲存器，即插即用，通用性強(qiáng)U盤用來實(shí)現(xiàn)無紙記錄功能，帶電拔插，不受外界干擾。圖1
2、流程圖特點(diǎn)
過程控制流程圖：用生動(dòng)形象的圖形畫面來描述現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，是整個(gè)工業(yè)現(xiàn)場的縮影。該畫面形象地展示了整個(gè)控制流程。可以顯示設(shè)備的控制數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、控制調(diào)節(jié)閥、PLC、變頻器以實(shí)現(xiàn)各控制各單元。“顏色”的變化可以直觀地顯示閥門的開啟，水位的高低，迅速控制電機(jī)的起停；此外，通過按鈕可以迅速切換到趨勢圖等畫面。 圖2
五、無紙記錄工控機(jī)功能
1、 即買即用
同時(shí)定購下位機(jī)，產(chǎn)品出廠前將在工廠已測試好，連接RS485通訊線即可使用；應(yīng)用靈活：采用上位機(jī)＋下位機(jī)的結(jié)構(gòu)，下位機(jī)為AI系列儀表，輸入及輸出規(guī)格極為豐富，可任選單路或多路顯示報(bào)警儀、智能調(diào)節(jié)器、手操器、流量積算儀或開關(guān)量輸入輸出模塊；系統(tǒng)若發(fā)生變化，亦可隨時(shí)變更、增加或減少記錄通道；每臺記錄儀可選擇2、4、6、8、12、16、通道類型軟件；自由編輯選擇AI通道硬件型號；可寫入設(shè)備位號如：【TIC-101】； 設(shè)置系統(tǒng)登錄功能，輸入密碼【111】；
2、硬件連接
AI無紙記錄工控機(jī)采用盤面安裝方式，配合安裝AI儀表采用盤面或?qū)к壈惭b方式；通訊線采用【超5類屏蔽雙絞線】。用2根RS485屏蔽雙絞通訊線手拉手把顯示、控制儀表連接的一起，在流程圖中已預(yù)制8個(gè)輸入接點(diǎn)，連接AI-3011D5開關(guān)量模塊8個(gè)干接點(diǎn)輸入顯示電機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；
觸摸屏COM1通訊口采用【超5類屏蔽雙絞線】9針插頭5根出線線色是：RS485通訊2根線來連接AI儀表的通訊口【A綠 / B綠白】端；另外定制功能：3根可連接232通訊【RXD-2黃；TXD-3黃白；GND-5藍(lán)】連接微型打印機(jī)或PLC；安裝開關(guān)電源直流24VDC，電源線+、-兩根線、接地線、
3、操作控制應(yīng)用
開機(jī)呈現(xiàn)多功能4畫面，【數(shù)據(jù)畫面】【流程圖畫面】【棒圖畫面】【實(shí)時(shí)多曲線畫面】觸摸隨意快速進(jìn)入操作界面，圖3
3.1 觸摸屏軟件初始化設(shè)置
系統(tǒng)需要連接的控制儀表的種類很多，在觸摸屏上設(shè)置主機(jī)型號就可適應(yīng)軟件驅(qū)動(dòng)的要求來達(dá)到應(yīng)用。
點(diǎn)擊觸摸屏【菜單欄】選【儀表設(shè)置】按地址號、選儀表主機(jī)型號如：【AI808P】、寫入通道名稱：如【TIC-101】、選計(jì)量單位：如【℃】等； 及測量數(shù)據(jù)保存，設(shè)置自動(dòng)、手動(dòng)導(dǎo)出。圖4
3.2 AI顯示控制儀表基本參數(shù)設(shè)置
請?jiān)贏I顯示控制儀表上設(shè)置基本參數(shù)：1、儀表地址【Addr 1～16】；2、信號輸入規(guī)格【SN】；3、注意！所有的測量規(guī)格一定要在儀表上設(shè)置量程范圍【下限dIL】 【上限dIH】如：熱電偶、熱電阻及模擬量1~5V/0~5V等測量規(guī)格，使觸摸屏上的曲線顯示在曲線圖表中央（觸摸屏自動(dòng)讀入在儀表上設(shè)置的上下限量程范圍）。要求各通道AI儀表參數(shù)在AI儀表上設(shè)置好，觸摸屏記錄儀自動(dòng)讀入；E5/D5模塊一定要配備用E8外接手持顯示器來設(shè)置控制儀表參數(shù)及通訊地址號【Addr 1～16】。
3.3 觸摸屏實(shí)際應(yīng)用
AI無紙記錄工控機(jī)，24VDC直流電源供電后顯示【宇電標(biāo)記】；
【用戶登錄】密碼【111】；
【用戶登錄】密碼【111】；
進(jìn)入【主頁】多功能畫面；
在【主頁】上同時(shí)顯示4個(gè)畫面【數(shù)據(jù)畫面】、【流程圖】、【棒圖畫面】、【多曲線】畫面；可快速點(diǎn)擊進(jìn)入所控制畫面；或在下拉【菜單欄】中隨意選擇各類分頁畫面：選【數(shù)據(jù)畫面】全屏顯示各通道、【流量畫面】；【曲線畫面】、【棒圖畫面】、【實(shí)時(shí)多曲線】、【歷史多曲線】、【流程圖】、【報(bào)表】、【報(bào)警】、【儀表設(shè)置】、【記錄、導(dǎo)出設(shè)置】、；選【曲線畫面】顯示單臺曲線；點(diǎn)擊：【數(shù)據(jù)畫面】【棒圖畫面】【流程圖】【實(shí)時(shí)多曲線】【歷史多曲線】的【數(shù)據(jù)框】快捷返回單臺儀表的【曲線畫面】通道。
在同類頁面按【上一頁】【下一頁】；圖片5
在【主頁】上同時(shí)顯示4個(gè)畫面【數(shù)據(jù)畫面】、【流程圖】、【棒圖畫面】、【多曲線】畫面；可快速點(diǎn)擊進(jìn)入所控制畫面；或在下拉【菜單欄】中隨意選擇各類分頁畫面：選【數(shù)據(jù)畫面】全屏顯示各通道、【流量畫面】；【曲線畫面】、【棒圖畫面】、【實(shí)時(shí)多曲線】、【歷史多曲線】、【流程圖】、【報(bào)表】、【報(bào)警】、【儀表設(shè)置】、【記錄、導(dǎo)出設(shè)置】、；選【曲線畫面】顯示單臺曲線；點(diǎn)擊：【數(shù)據(jù)畫面】【棒圖畫面】【流程圖】【實(shí)時(shí)多曲線】【歷史多曲線】的【數(shù)據(jù)框】快捷返回單臺儀表的【曲線畫面】通道。
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3.4 升降溫程序配方曲線保存上傳、下載
在【實(shí)時(shí)曲線】點(diǎn)擊【SV】給定值數(shù)據(jù)框設(shè)定給定值；點(diǎn)擊【MV】輸出量手動(dòng)設(shè)定；點(diǎn)【A】【手/自動(dòng)切換】、【程序控制】、【升降程序配方設(shè)置】、【查看程序曲線】； E5/D5導(dǎo)軌安裝模塊通過E8面板來設(shè)置參數(shù)、地址號（外接手持顯示器）；宇電AI系列儀表內(nèi)部參數(shù)詳見單本說明書。圖6
對于808、518P、708P、808P程序參數(shù)設(shè)置，點(diǎn)擊【A】框，進(jìn)入【手/自動(dòng)、編程設(shè)置控制平臺】；所示的編程界面：出現(xiàn)【通道一 程序編排設(shè)置】；程序編排平臺用組別配方來設(shè)置程序段【C01】和【T01】表示，以【組1】為例：點(diǎn)擊【下載】操作，已編排的程序就下傳給程序儀表；即時(shí)可操作【運(yùn)行】【停止】【暫停】【手動(dòng)】【自動(dòng)】。
3.5 流量積算儀設(shè)置
（1） 溫壓補(bǔ)償流量累積功能
在AI無紙記錄儀1～16通道，新增加4臺流量表AI-808H流量溫壓補(bǔ)償?shù)娘@示累積功能。功能選擇CF參數(shù)＝32；每臺流量表占用2個(gè)地址號！4臺流量表的通訊地址從40，41；42，43；44，45；46，47號共8個(gè)地址號使用；有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、流量瞬時(shí)曲線圖、溫度曲線圖、壓力曲線圖。看圖6
（2） 批量控制功能
在流量實(shí)時(shí)曲線畫面有批量控制功能：在流量儀表上設(shè)置批量控制功能，儀表要是708H功能選擇CF參數(shù)＝0才能有批量控制功能。流量實(shí)時(shí)曲線有：批量控制【PV】測量值、批量控制【SV】給定值，觸摸屏上就可操作批量控制；設(shè)置批量控制給定值【SV】確定下傳批量控制流量儀表；
3.6 功率測量儀AI-601型
選用AI-601功率測量儀，可同時(shí)觀察電流、電壓、功率曲線及數(shù)值。通訊地址48號！看圖6
3.7 實(shí)時(shí)、歷史多曲線組合趨勢圖
用多曲線的形式來直觀顯示多通道，該時(shí)間段內(nèi)相關(guān)通道測量值的變化關(guān)系。按通道順序排列1、2、3、4通道組合在一起，顯示趨勢曲線，這樣就便于分析工藝參數(shù)的變化。點(diǎn)擊【數(shù)據(jù)框】返回【實(shí)時(shí)畫面】通道。
實(shí)時(shí)多曲線設(shè)置相近合理的【量程范圍】查看4條實(shí)時(shí)曲線變化；即時(shí)打印
歷史多曲線設(shè)置各自合理的【量程范圍】查看4條歷史曲線變化；可啟用單條或多條曲線顯示趨勢變化；設(shè)置歷史數(shù)據(jù)、曲線的【起始時(shí)間】及【時(shí)間跨度】；查看不同的數(shù)據(jù)；即時(shí)打印；設(shè)置【量程范圍】是使曲線顯示在圖表中央。 圖片7
3.8 制工藝流程圖－控制電機(jī)啟停【干接點(diǎn)開關(guān)量輸入、輸出】
選【流程圖】預(yù)置觸摸按鈕控制電機(jī)啟停（連接AI-3013D5型8點(diǎn)繼電器模塊）；
用生動(dòng)形象的圖形畫面來描述現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，是整個(gè)工業(yè)現(xiàn)場的縮影。圖片8
在流程圖中按鈕是可用的；控制按鈕連接AI-3013D5開關(guān)量8路繼電器輸出模塊，地址設(shè)33號（軟件已定制好），流程圖中的開關(guān)按鈕可控制4臺電機(jī)啟停；連接AI-3011D5開關(guān)量8個(gè)輸入干接點(diǎn)，地址設(shè)37號，顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；點(diǎn)擊流程圖中的數(shù)據(jù)框如：【TIC-101】將回到該【實(shí)時(shí)畫面】通道。根據(jù)客戶要求可定制流程圖或指導(dǎo)PLC編程應(yīng)用。控制線路圖見 8
3.9 歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警查詢、即時(shí)打印
設(shè)置歷史數(shù)據(jù)顯示的【起始時(shí)間】、【結(jié)束時(shí)間】；即刻顯示歷史數(shù)據(jù)；也可輸入【操作者】代號、數(shù)據(jù)報(bào)表可【自定義文件名】的CSV的Excel報(bào)表，按【立即導(dǎo)出】到U盤。
報(bào)警信息連續(xù)記錄1800條，應(yīng)用滑動(dòng)塊查看。圖片9
3.10 數(shù)據(jù)處理
AI無紙記錄工控機(jī)外插U盤卡來保存數(shù)據(jù)；隨時(shí)拔插！標(biāo)配4G的U盤保存數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)可通過U盤在復(fù)制到PC上用CSV的Excel數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)可用Excel報(bào)表直接打開；數(shù)據(jù)報(bào)表是按年/月/日/小時(shí)來保存數(shù)據(jù)源文件。或在觸摸屏上通過微型打印機(jī)打印數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線；
第一種、Excel電子表格方式
通過USB導(dǎo)出U盤備份，以CSV格式Excel電子表格的數(shù)據(jù)文件在計(jì)算機(jī)上直接打開查看作報(bào)表。
第二種、微型打印機(jī)方式：
注：只要接3個(gè)引腳即可：2接RXD；3接TXD；5接GND接串口頭的5腳；配置宇電專用打印機(jī)！
3.11 記錄、導(dǎo)出設(shè)置功能
AI無紙記錄工控機(jī)，在數(shù)據(jù)記錄導(dǎo)出可根據(jù)客戶的實(shí)際需要，設(shè)置數(shù)據(jù)的【采樣時(shí)間】，導(dǎo)出【時(shí)間間隔】設(shè)置，或【立即導(dǎo)出】，到U盤中的功能。或【自定義】文件名來導(dǎo)出單獨(dú)功能，來滿足不同的需求。具體設(shè)置如下：
默認(rèn)采樣時(shí)間間隔為60000毫秒（1分鐘）；各通道記錄存儲的天數(shù)為：大約為4通道：約560天；8通道：約346天；16通道：約196天；如：修改記錄周期為2分鐘，4通道1120天。數(shù)據(jù)保存按先進(jìn)先出的原則。用戶也可以隨意設(shè)定采樣間隔：最小采樣間隔1000毫秒（1秒）；
隔默導(dǎo)出時(shí)間U盤存儲間隔為480分鐘（8小時(shí)）；用戶也可以隨意設(shè)定導(dǎo)出時(shí)間間隔；
用戶需要取走U盤一定要點(diǎn)擊【立即保存】的按鈕，稍等片刻才能把記錄內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，全部立即轉(zhuǎn)存到U盤中。實(shí)時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)到U盤；U盤中導(dǎo)入數(shù)據(jù)格式為CSV的Excel報(bào)表，數(shù)據(jù)備份至計(jì)算機(jī)用CSV的Excel報(bào)表直接打開上。
數(shù)據(jù)報(bào)表文件導(dǎo)出有【自動(dòng)導(dǎo)出】、【立即導(dǎo)出】；【操作者】設(shè)置、【自定義文件名手動(dòng)導(dǎo)出】的方式；導(dǎo)出文件的大小可自由設(shè)定如：1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、8小時(shí)。
六、結(jié)束語
AI無紙記錄工控機(jī)適用于：應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科技、環(huán)保、國防、文教衛(wèi)生、人民生活，其產(chǎn)品已主要應(yīng)用于化工、熱電、石化、制藥、冶金、機(jī)械、電爐、熱處理、食品、造紙及、科研實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。有著良好的市場需求和巨大的發(fā)展?jié)摿Α＞唧w應(yīng)用如：獨(dú)立的電爐、窯爐控制、各種連續(xù)生產(chǎn)過程，更適用于有批量控制、流量累積的非連續(xù)生產(chǎn)和質(zhì)檢測試等需要間斷顯示記錄的場合。系統(tǒng)貫徹了柔性設(shè)計(jì)理念。該系統(tǒng)已在現(xiàn)場長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行有著良好的用戶口碑，是一款成熟可靠值得信賴的產(chǎn)品。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號