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案例頻道一、概述
隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)的飛速發(fā)展,各類(lèi)智能控制設備、智能儀表、自動(dòng)控制設備得到極其廣泛的應用,工業(yè)控制系統正朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化，智能化，數字化，一體化的方向發(fā)展。配置各類(lèi)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(diǎn)，形成的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統將成為下一代工業(yè)控制系統的核心。
宇電開(kāi)發(fā)出AI-2070C無(wú)紙記錄工控機。系統通過(guò)傳感器采集的溫度、壓力、流量、液位等數據通過(guò)AI儀表采集模塊與PID調節器,和PLC組建為的邏輯控制中心；極大地提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，同時(shí)記錄下控制過(guò)程中的完整數據，保證了控制系統的穩定性。
二、AI-2070C無(wú)紙記錄工控機功能特點(diǎn)
應用領(lǐng)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、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(xiàn)纜設備、軌道交通運輸等幾十個(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、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(kāi)方、加法、減法、乘法、非線(xiàn)性輸入自定義、流量累積、流量補償運算功能；各種PID精確調節及報警功能等等。
系統特點(diǎn)：AI無(wú)紙記錄工控機可連接AI調節器及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(diǎn)，采用溫度、壓力、流量、顯示控制的固定軟件模式，流程圖靈活運用；開(kāi)機呈現多功能4畫(huà)面，【調節儀表】【流程圖】【棒圖畫(huà)【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)】畫(huà)面；觸摸隨意快速進(jìn)入操作界面可視、可操作性強。
數據保存：數據采樣間隔最小1秒?？刹橹鳈C內存20M空間數據及報警參數，數據記錄間隔默認每60000毫秒（1分鐘）記錄1個(gè)數據，內存可記錄各通道存儲的天數為：大約為4通道：約560天； 8通道：約346天；16通道：約196天；數據保存按先進(jìn)先出的原則。內存數據實(shí)時(shí)自動(dòng)導出U盤(pán)，數據報表導出有【自動(dòng)導出】、【立即導出】；【自定義文件名手動(dòng)導出】，導出數據格式為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(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、8小時(shí)。
可連接以下設備：
PLC：西門(mén)子、歐姆龍、三菱、松下、GE、LG等可以通過(guò)串口連接的常用PLC設備。
變頻器：西門(mén)子、三菱、臺達、三墾、森蘭、富士安川等可以通過(guò)串口連接的常用設備。
三、創(chuàng )新應用
AI數字式無(wú)紙記錄工控系統，顯示控制儀表或模塊可采用集中盤(pán)面安裝或用模塊分散安裝相結合，充分應用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，從設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及檢修維護，體現出相當的優(yōu)越性。采用RS485現場(chǎng)總線(xiàn)型系統是現場(chǎng)儀表和控制系統輸入輸出之間的全數字化、雙向、多站通信的系統。一對雙絞線(xiàn)或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線(xiàn)設備與接線(xiàn)頭校對的工作量也大大減少。使用戶(hù)得以節約大量的電纜及補償導線(xiàn)的費用。此外，在設計過(guò)程中充分考慮到現場(chǎng)技術(shù)與操作人員的實(shí)際需求，使用者完全不需要計算機專(zhuān)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(jiǎn)單方便；
AI無(wú)紙記錄工控機主要有效地滿(mǎn)足這一重要細分市場(chǎng)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)現場(chǎng)，【工藝流程圖】，針對一系列基本的溫度、壓力、流量與濕度控制監測，在流程圖上觸摸操作控制設備的運行開(kāi)關(guān)量的輸入輸出、顯示設備運行的狀態(tài)，組建小型總線(xiàn)型DCS監控系統；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(guò)程控制系統、多媒體科學(xué)教學(xué)設備、冷藏庫或倉庫、污水監測及應用】，控制測量點(diǎn)從1點(diǎn)到～最多達32個(gè)控制測量點(diǎn)。
系統組建后就是一套計算機DCS控制系統，所以說(shuō)AI無(wú)紙記錄工控機的發(fā)展應用前景遠大。
四、無(wú)紙記錄工控機應用方案：
1、系統結構
系統架構圖1所示。系統采用基于RS485總線(xiàn)控制系統。它主要包括現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )、溫度儀表、壓力儀表、流量?jì)x表連接到觸摸屏無(wú)紙記錄儀上。在本系統中，各調節儀表執行自身PID功能塊，而不參與其他回路，系統隨時(shí)可擴展。實(shí)現多通道數字全屏顯示通道數據、每通道數據刷新時(shí)間50毫秒；采用U盤(pán)數據儲存器，即插即用，通用性強U盤(pán)用來(lái)實(shí)現無(wú)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(guò)程控制流程圖：用生動(dòng)形象的圖形畫(huà)面來(lái)描述現場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程，是整個(gè)工業(yè)現場(chǎng)的縮影。該畫(huà)面形象地展示了整個(gè)控制流程?？梢燥@示設備的控制數據、運行狀態(tài)、控制調節閥、PLC、變頻器以實(shí)現各控制各單元?！邦伾钡淖兓梢灾庇^(guān)地顯示閥門(mén)的開(kāi)啟，水位的高低，迅速控制電機的起停；此外，通過(guò)按鈕可以迅速切換到趨勢圖等畫(huà)面。 圖2
五、無(wú)紙記錄工控機功能
1、 即買(mǎi)即用
同時(shí)定購下位機，產(chǎn)品出廠(chǎng)前將在工廠(chǎng)已測試好，連接RS485通訊線(xiàn)即可使用；應用靈活：采用上位機＋下位機的結構，下位機為AI系列儀表，輸入及輸出規格極為豐富，可任選單路或多路顯示報警儀、智能調節器、手操器、流量積算儀或開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊；系統若發(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(lèi)型軟件；自由編輯選擇AI通道硬件型號；可寫(xiě)入設備位號如：【TIC-101】； 設置系統登錄功能，輸入密碼【111】；
2、硬件連接
AI無(wú)紙記錄工控機采用盤(pán)面安裝方式，配合安裝AI儀表采用盤(pán)面或導軌安裝方式；通訊線(xiàn)采用【超5類(lèi)屏蔽雙絞線(xiàn)】。用2根RS485屏蔽雙絞通訊線(xiàn)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(gè)輸入接點(diǎn)，連接AI-3011D5開(kāi)關(guān)量模塊8個(gè)干接點(diǎn)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(lèi)屏蔽雙絞線(xiàn)】9針插頭5根出線(xiàn)線(xiàn)色是：RS485通訊2根線(xiàn)來(lái)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(kāi)關(guān)電源直流24VDC，電源線(xiàn)+、-兩根線(xiàn)、接地線(xiàn)、
3、操作控制應用
開(kāi)機呈現多功能4畫(huà)面，【數據畫(huà)面】【流程圖畫(huà)面】【棒圖畫(huà)面】【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)畫(huà)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置
系統需要連接的控制儀表的種類(lèi)很多，在觸摸屏上設置主機型號就可適應軟件驅動(dòng)的要求來(lái)達到應用。
點(diǎn)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(xiě)入通道名稱(chēng)：如【TIC-101】、選計量單位：如【℃】等； 及測量數據保存，設置自動(dòng)、手動(dòng)導出。圖4
3.2 AI顯示控制儀表基本參數設置
請在A(yíng)I顯示控制儀表上設置基本參數：1、儀表地址【Addr 1～16】；2、信號輸入規格【SN】；3、注意！所有的測量規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等測量規格，使觸摸屏上的曲線(xiàn)顯示在曲線(xiàn)圖表中央（觸摸屏自動(dòng)讀入在儀表上設置的上下限量程范圍）。要求各通道AI儀表參數在A(yíng)I儀表上設置好，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(lái)設置控制儀表參數及通訊地址號【Addr 1～16】。
3.3 觸摸屏實(shí)際應用
AI無(wú)紙記錄工控機，24VDC直流電源供電后顯示【宇電標記】；
【用戶(hù)登錄】密碼【111】；
【用戶(hù)登錄】密碼【111】；
進(jìn)入【主頁(yè)】多功能畫(huà)面；
在【主頁(yè)】上同時(shí)顯示4個(gè)畫(huà)面【數據畫(huà)面】、【流程圖】、【棒圖畫(huà)面】、【多曲線(xiàn)】畫(huà)面；可快速點(diǎn)擊進(jìn)入所控制畫(huà)面；或在下拉【菜單欄】中隨意選擇各類(lèi)分頁(yè)畫(huà)面：選【數據畫(huà)面】全屏顯示各通道、【流量畫(huà)面】；【曲線(xiàn)畫(huà)面】、【棒圖畫(huà)面】、【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)】、【歷史多曲線(xiàn)】、【流程圖】、【報表】、【報警】、【儀表設置】、【記錄、導出設置】、；選【曲線(xiàn)畫(huà)面】顯示單臺曲線(xiàn)；點(diǎn)擊：【數據畫(huà)面】【棒圖畫(huà)面】【流程圖】【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)】【歷史多曲線(xiàn)】的【數據框】快捷返回單臺儀表的【曲線(xiàn)畫(huà)面】通道。
在同類(lèi)頁(yè)面按【上一頁(yè)】【下一頁(yè)】；圖片5
在【主頁(yè)】上同時(shí)顯示4個(gè)畫(huà)面【數據畫(huà)面】、【流程圖】、【棒圖畫(huà)面】、【多曲線(xiàn)】畫(huà)面；可快速點(diǎn)擊進(jìn)入所控制畫(huà)面；或在下拉【菜單欄】中隨意選擇各類(lèi)分頁(yè)畫(huà)面：選【數據畫(huà)面】全屏顯示各通道、【流量畫(huà)面】；【曲線(xiàn)畫(huà)面】、【棒圖畫(huà)面】、【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)】、【歷史多曲線(xiàn)】、【流程圖】、【報表】、【報警】、【儀表設置】、【記錄、導出設置】、；選【曲線(xiàn)畫(huà)面】顯示單臺曲線(xiàn)；點(diǎn)擊：【數據畫(huà)面】【棒圖畫(huà)面】【流程圖】【實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)】【歷史多曲線(xiàn)】的【數據框】快捷返回單臺儀表的【曲線(xiàn)畫(huà)面】通道。
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3.4 升降溫程序配方曲線(xiàn)保存上傳、下載
在【實(shí)時(shí)曲線(xiàn)】點(diǎn)擊【SV】給定值數據框設定給定值；點(diǎn)擊【MV】輸出量手動(dòng)設定；點(diǎn)【A】【手/自動(dòng)切換】、【程序控制】、【升降程序配方設置】、【查看程序曲線(xiàn)】； E5/D5導軌安裝模塊通過(guò)E8面板來(lái)設置參數、地址號（外接手持顯示器）；宇電AI系列儀表內部參數詳見(jiàn)單本說(shuō)明書(shū)。圖6
對于808、518P、708P、808P程序參數設置，點(diǎn)擊【A】框，進(jìn)入【手/自動(dòng)、編程設置控制平臺】；所示的編程界面：出現【通道一 程序編排設置】；程序編排平臺用組別配方來(lái)設置程序段【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【運行】【停止】【暫?！俊臼謩?dòng)】【自動(dòng)】。
3.5 流量積算儀設置
（1） 溫壓補償流量累積功能
在A(yíng)I無(wú)紙記錄儀1～16通道，新增加4臺流量表AI-808H流量溫壓補償的顯示累積功能。功能選擇CF參數＝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)數據、流量瞬時(shí)曲線(xiàn)圖、溫度曲線(xiàn)圖、壓力曲線(xiàn)圖?？磮D6
（2） 批量控制功能
在流量實(shí)時(shí)曲線(xiàn)畫(huà)面有批量控制功能：在流量?jì)x表上設置批量控制功能，儀表要是708H功能選擇CF參數＝0才能有批量控制功能。流量實(shí)時(shí)曲線(xiàn)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?jì)x表；
3.6 功率測量?jì)xAI-601型
選用AI-601功率測量?jì)x，可同時(shí)觀(guān)察電流、電壓、功率曲線(xiàn)及數值。通訊地址48號！看圖6
3.7 實(shí)時(shí)、歷史多曲線(xiàn)組合趨勢圖
用多曲線(xiàn)的形式來(lái)直觀(guān)顯示多通道，該時(shí)間段內相關(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(xiàn)，這樣就便于分析工藝參數的變化。點(diǎn)擊【數據框】返回【實(shí)時(shí)畫(huà)面】通道。
實(shí)時(shí)多曲線(xiàn)設置相近合理的【量程范圍】查看4條實(shí)時(shí)曲線(xiàn)變化；即時(shí)打印
歷史多曲線(xiàn)設置各自合理的【量程范圍】查看4條歷史曲線(xiàn)變化；可啟用單條或多條曲線(xiàn)顯示趨勢變化；設置歷史數據、曲線(xiàn)的【起始時(shí)間】及【時(shí)間跨度】；查看不同的數據；即時(shí)打??；設置【量程范圍】是使曲線(xiàn)顯示在圖表中央。 圖片7
3.8 制工藝流程圖－控制電機啟?！靖山狱c(diǎn)開(kāi)關(guān)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(diǎn)繼電器模塊）；
用生動(dòng)形象的圖形畫(huà)面來(lái)描述現場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程，是整個(gè)工業(yè)現場(chǎng)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(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)按鈕可控制4臺電機啟停；連接AI-3011D5開(kāi)關(guān)量8個(gè)輸入干接點(diǎn)，地址設37號，顯示設備運行狀態(tài)；點(diǎn)擊流程圖中的數據框如：【TIC-101】將回到該【實(shí)時(shí)畫(huà)面】通道。根據客戶(hù)要求可定制流程圖或指導PLC編程應用?？刂凭€(xiàn)路圖見(jiàn) 8
3.9 歷史數據、報警查詢(xún)、即時(shí)打印
設置歷史數據顯示的【起始時(shí)間】、【結束時(shí)間】；即刻顯示歷史數據；也可輸入【操作者】代號、數據報表可【自定義文件名】的CSV的Excel報表，按【立即導出】到U盤(pán)。
報警信息連續記錄1800條，應用滑動(dòng)塊查看。圖片9
3.10 數據處理
AI無(wú)紙記錄工控機外插U盤(pán)卡來(lái)保存數據；隨時(shí)拔插！標配4G的U盤(pán)保存數據。
數據可通過(guò)U盤(pán)在復制到PC上用CSV的Excel數據文件，數據可用Excel報表直接打開(kāi)；數據報表是按年/月/日/小時(shí)來(lái)保存數據源文件?；蛟谟|摸屏上通過(guò)微型打印機打印數據報表、曲線(xiàn)；
第一種、Excel電子表格方式
通過(guò)USB導出U盤(pán)備份，以CSV格式Excel電子表格的數據文件在計算機上直接打開(kāi)查看作報表。
第二種、微型打印機方式：
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(zhuān)用打印機！
3.11 記錄、導出設置功能
AI無(wú)紙記錄工控機，在數據記錄導出可根據客戶(hù)的實(shí)際需要，設置數據的【采樣時(shí)間】，導出【時(shí)間間隔】設置，或【立即導出】，到U盤(pán)中的功能?；颉咀远x】文件名來(lái)導出單獨功能，來(lái)滿(mǎn)足不同的需求。具體設置如下：
默認采樣時(shí)間間隔為60000毫秒（1分鐘）；各通道記錄存儲的天數為：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。數據保存按先進(jìn)先出的原則。用戶(hù)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(shí)間U盤(pán)存儲間隔為480分鐘（8小時(shí)）；用戶(hù)也可以隨意設定導出時(shí)間間隔；
用戶(hù)需要取走U盤(pán)一定要點(diǎn)擊【立即保存】的按鈕，稍等片刻才能把記錄內存中的數據，全部立即轉存到U盤(pán)中。實(shí)時(shí)導出數據到U盤(pán)；U盤(pán)中導入數據格式為CSV的Excel報表，數據備份至計算機用CSV的Excel報表直接打開(kāi)上。
數據報表文件導出有【自動(dòng)導出】、【立即導出】；【操作者】設置、【自定義文件名手動(dòng)導出】的方式；導出文件的大小可自由設定如：1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、8小時(shí)。
六、結束語(yǔ)
AI無(wú)紙記錄工控機適用于：應用領(lǐng)域廣泛，覆蓋了工業(yè)、農業(yè)、交通、科技、環(huán)保、國防、文教衛生、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(shí)驗等領(lǐng)域。有著(zhù)良好的市場(chǎng)需求和巨大的發(fā)展潛力。具體應用如：獨立的電爐、窯爐控制、各種連續生產(chǎn)過(guò)程，更適用于有批量控制、流量累積的非連續生產(chǎn)和質(zhì)檢測試等需要間斷顯示記錄的場(chǎng)合。系統貫徹了柔性設計理念。該系統已在現場(chǎng)長(cháng)時(shí)間穩定運行有著(zhù)良好的用戶(hù)口碑，是一款成熟可靠值得信賴(lài)的產(chǎn)品。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號