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案例頻道一、概述
隨著現(xiàn)場總線的飛速發(fā)展,各類智能控制設備、智能儀表、自動控制設備得到極其廣泛的應用,工業(yè)控制系統(tǒng)正朝著網(wǎng)絡化，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、輸出設備,運算和控制單元,顯示單元，其低功耗化、小型化、可擴充化、智能化的特點，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。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)過程的自動化程度，同時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無紙記錄工控機功能特點
應用領域：包括于紡織機械、包裝機械、制藥機械、橡膠機械、重工機械、試驗設備檢測設備、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)、線纜設備、軌道交通運輸?shù)葞资畟€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、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、流量補償運算功能；各種PID精確調(diào)節(jié)及報警功能等等。
系統(tǒng)特點：AI無紙記錄工控機可連接AI調(diào)節(jié)器及PLC變頻器等。提供豐富多彩的工藝流程圖，控制流程圖對應的測量點，采用溫度、壓力、流量、顯示控制的固定軟件模式，流程圖靈活運用；開機呈現(xiàn)多功能4畫面，【調(diào)節(jié)儀表】【流程圖】【棒圖畫【實時多曲線】畫面；觸摸隨意快速進入操作界面可視、可操作性強。
數(shù)據(jù)保存：數(shù)據(jù)采樣間隔最小1秒。可查主機內(nèi)存20M空間數(shù)據(jù)及報警參數(shù)，數(shù)據(jù)記錄間隔默認每60000毫秒（1分鐘）記錄1個數(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)保存按先進先出的原則。內(nèi)存數(shù)據(jù)實時自動導出U盤，數(shù)據(jù)報表導出有【自動導出】、【立即導出】；【自定義文件名手動導出】，導出數(shù)據(jù)格式為CSV的Excel報表供PC機備用。導出文件的大小可自由設定如：1小時、2小時、3小時、8小時。
可連接以下設備：
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設備。
變頻器：西門子、三菱、臺達、三墾、森蘭、富士安川等可以通過串口連接的常用設備。
三、創(chuàng)新應用
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，充分應用現(xiàn)場總線技術，從設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及檢修維護，體現(xiàn)出相當?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設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設備與接線頭校對的工作量也大大減少。使用戶得以節(jié)約大量的電纜及補償導線的費用。此外，在設計過程中充分考慮到現(xiàn)場技術與操作人員的實際需求，使用者完全不需要計算機專業(yè)技術知識，只要了解工藝的測量點、控制點的要求；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無紙記錄工控機主要有效地滿足這一重要細分市場的需求。致力于添加更多生動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備的運行開關量的輸入輸出、顯示設備運行的狀態(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)、多媒體科學教學設備、冷藏庫或倉庫、污水監(jiān)測及應用】，控制測量點從1點到～最多達32個控制測量點。
系統(tǒng)組建后就是一套計算機DCS控制系統(tǒng)，所以說AI無紙記錄工控機的發(fā)展應用前景遠大。
四、無紙記錄工控機應用方案：
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、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)隨時可擴展。實現(xiàn)多通道數(shù)字全屏顯示通道數(shù)據(jù)、每通道數(shù)據(jù)刷新時間50毫秒；采用U盤數(shù)據(jù)儲存器，即插即用，通用性強U盤用來實現(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
過程控制流程圖：用生動形象的圖形畫面來描述現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，是整個工業(yè)現(xiàn)場的縮影。該畫面形象地展示了整個控制流程。可以顯示設備的控制數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)、控制調(diào)節(jié)閥、PLC、變頻器以實現(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、無紙記錄工控機功能
1、 即買即用
同時定購下位機，產(chǎn)品出廠前將在工廠已測試好，連接RS485通訊線即可使用；應用靈活：采用上位機＋下位機的結(jié)構(gòu)，下位機為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警儀、智能調(diào)節(jié)器、手操器、流量積算儀或開關量輸入輸出模塊；系統(tǒng)若發(fā)生變化，亦可隨時變更、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；可寫入設備位號如：【TIC-101】； 設置系統(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，在流程圖中已預制8個輸入接點，連接AI-3011D5開關量模塊8個干接點輸入顯示電機設備運行狀態(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】連接微型打印機或PLC；安裝開關電源直流24VDC，電源線+、-兩根線、接地線、
3、操作控制應用
開機呈現(xiàn)多功能4畫面，【數(shù)據(jù)畫面】【流程圖畫面】【棒圖畫面】【實時多曲線畫面】觸摸隨意快速進入操作界面，圖3
3.1 觸摸屏軟件初始化設置
系統(tǒng)需要連接的控制儀表的種類很多，在觸摸屏上設置主機型號就可適應軟件驅(qū)動的要求來達到應用。
點擊觸摸屏【菜單欄】選【儀表設置】按地址號、選儀表主機型號如：【AI808P】、寫入通道名稱：如【TIC-101】、選計量單位：如【℃】等； 及測量數(shù)據(jù)保存，設置自動、手動導出。圖4
3.2 AI顯示控制儀表基本參數(shù)設置
請在AI顯示控制儀表上設置基本參數(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（觸摸屏自動讀入在儀表上設置的上下限量程范圍）。要求各通道AI儀表參數(shù)在AI儀表上設置好，觸摸屏記錄儀自動讀入；E5/D5模塊一定要配備用E8外接手持顯示器來設置控制儀表參數(shù)及通訊地址號【Addr 1～16】。
3.3 觸摸屏實際應用
AI無紙記錄工控機，24VDC直流電源供電后顯示【宇電標記】；
【用戶登錄】密碼【111】；
【用戶登錄】密碼【111】；
進入【主頁】多功能畫面；
在【主頁】上同時顯示4個畫面【數(shù)據(jù)畫面】、【流程圖】、【棒圖畫面】、【多曲線】畫面；可快速點擊進入所控制畫面；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】、【實時多曲線】、【歷史多曲線】、【流程圖】、【報表】、【報警】、【儀表設置】、【記錄、導出設置】、；選【曲線畫面】顯示單臺曲線；點擊：【數(shù)據(jù)畫面】【棒圖畫面】【流程圖】【實時多曲線】【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】上同時顯示4個畫面【數(shù)據(jù)畫面】、【流程圖】、【棒圖畫面】、【多曲線】畫面；可快速點擊進入所控制畫面；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】、【實時多曲線】、【歷史多曲線】、【流程圖】、【報表】、【報警】、【儀表設置】、【記錄、導出設置】、；選【曲線畫面】顯示單臺曲線；點擊：【數(shù)據(jù)畫面】【棒圖畫面】【流程圖】【實時多曲線】【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【實時曲線】點擊【SV】給定值數(shù)據(jù)框設定給定值；點擊【MV】輸出量手動設定；點【A】【手/自動切換】、【程序控制】、【升降程序配方設置】、【查看程序曲線】； E5/D5導軌安裝模塊通過E8面板來設置參數(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)設置，點擊【A】框，進入【手/自動、編程設置控制平臺】；所示的編程界面：出現(xiàn)【通道一 程序編排設置】；程序編排平臺用組別配方來設置程序段【C01】和【T01】表示，以【組1】為例：點擊【下載】操作，已編排的程序就下傳給程序儀表；即時可操作【運行】【停止】【暫停】【手動】【自動】。
3.5 流量積算儀設置
（1） 溫壓補償流量累積功能
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個地址號使用；有實時數(shù)據(jù)、流量瞬時曲線圖、溫度曲線圖、壓力曲線圖。看圖6
（2） 批量控制功能
在流量實時曲線畫面有批量控制功能：在流量儀表上設置批量控制功能，儀表要是708H功能選擇CF參數(shù)＝0才能有批量控制功能。流量實時曲線有：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 實時、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，該時間段內(nèi)相關通道測量值的變化關系。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。點擊【數(shù)據(jù)框】返回【實時畫面】通道。
實時多曲線設置相近合理的【量程范圍】查看4條實時曲線變化；即時打印
歷史多曲線設置各自合理的【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；設置歷史數(shù)據(jù)、曲線的【起始時間】及【時間跨度】；查看不同的數(shù)據(jù)；即時打印；設置【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－控制電機啟停【干接點開關量輸入、輸出】
選【流程圖】預置觸摸按鈕控制電機啟停（連接AI-3013D5型8點繼電器模塊）；
用生動形象的圖形畫面來描述現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，是整個工業(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開關量8路繼電器輸出模塊，地址設33號（軟件已定制好），流程圖中的開關按鈕可控制4臺電機啟停；連接AI-3011D5開關量8個輸入干接點，地址設37號，顯示設備運行狀態(tài)；點擊流程圖中的數(shù)據(jù)框如：【TIC-101】將回到該【實時畫面】通道。根據(jù)客戶要求可定制流程圖或指導PLC編程應用。控制線路圖見 8
3.9 歷史數(shù)據(jù)、報警查詢、即時打印
設置歷史數(shù)據(jù)顯示的【起始時間】、【結(jié)束時間】；即刻顯示歷史數(shù)據(jù)；也可輸入【操作者】代號、數(shù)據(jù)報表可【自定義文件名】的CSV的Excel報表，按【立即導出】到U盤。
報警信息連續(xù)記錄1800條，應用滑動塊查看。圖片9
3.10 數(shù)據(jù)處理
AI無紙記錄工控機外插U盤卡來保存數(shù)據(jù)；隨時拔插！標配4G的U盤保存數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)可通過U盤在復制到PC上用CSV的Excel數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)可用Excel報表直接打開；數(shù)據(jù)報表是按年/月/日/小時來保存數(shù)據(jù)源文件。或在觸摸屏上通過微型打印機打印數(shù)據(jù)報表、曲線；
第一種、Excel電子表格方式
通過USB導出U盤備份，以CSV格式Excel電子表格的數(shù)據(jù)文件在計算機上直接打開查看作報表。
第二種、微型打印機方式：
注：只要接3個引腳即可：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！
3.11 記錄、導出設置功能
AI無紙記錄工控機，在數(shù)據(jù)記錄導出可根據(jù)客戶的實際需要，設置數(shù)據(jù)的【采樣時間】，導出【時間間隔】設置，或【立即導出】，到U盤中的功能。或【自定義】文件名來導出單獨功能，來滿足不同的需求。具體設置如下：
默認采樣時間間隔為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)保存按先進先出的原則。用戶也可以隨意設定采樣間隔：最小采樣間隔1000毫秒（1秒）；
隔默導出時間U盤存儲間隔為480分鐘（8小時）；用戶也可以隨意設定導出時間間隔；
用戶需要取走U盤一定要點擊【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。實時導出數(shù)據(jù)到U盤；U盤中導入數(shù)據(jù)格式為CSV的Excel報表，數(shù)據(jù)備份至計算機用CSV的Excel報表直接打開上。
數(shù)據(jù)報表文件導出有【自動導出】、【立即導出】；【操作者】設置、【自定義文件名手動導出】的方式；導出文件的大小可自由設定如：1小時、2小時、3小時、8小時。
六、結(jié)束語
AI無紙記錄工控機適用于：應用領域廣泛，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)品已主要應用于化工、熱電、石化、制藥、冶金、機械、電爐、熱處理、食品、造紙及、科研實驗等領域。有著良好的市場需求和巨大的發(fā)展?jié)摿Α＞唧w應用如：獨立的電爐、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)貫徹了柔性設計理念。該系統(tǒng)已在現(xiàn)場長時間穩(wěn)定運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