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厦门宇电自动化科技有限公司 开发部 邵平
关键词：远程控制、温度调节、RS485通讯总线AI数字无纸记录仪
一、概述
【 AI－3070/2070数字无纸记录仪】是采用RS485通讯技术将：AI系列显示控制仪表与人机界面HMI有机的结合在一起设计的数字无纸记录仪。利 用人机界面HMI的显示、操作、记录功能；利用AI系列显示控制仪表的现场精确调节、控制功能；采用RS485现场总线型计算机技术；组建DCS集散控制 的数字无纸记录仪系统。根据现场控制的要求采用通讯总线RS485连接即时使用：采用上位机＋下位机的结构：上位机HMI人机界面；下位机为AI系列显示 控制仪表。 厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
二、性能特点
数字化无纸记录仪正在挑战模拟量无纸记录仪使用的方式。针对有任务的数字化无纸记录仪可以直接控制并显示现场工艺流程图控制数据，然后将其数据保存在电子闪存卡中；后者只是记录数据而矣，缺乏了无纸记录仪的功能扩展性，限制了应用的局限性。
将计算机的记录功能移植到了人机界面上，使计算机的功能小型化，应用方便、无外界干扰，保证了计算机监控系统的安全性。早在2003年宇电启动了一项旨在 把无纸成像技术推向新高度的项目。开发AI-2000W彩色无纸记录仪，凭借原有的AI-2000W彩色无纸记录仪取得的经验为AI-2070C彩色无纸 记录仪项目奠定了基础。 数字无纸记录仪系统可显著减少用户的成本。操作、控制、记录，集一体化功能；无纸成像技术将广泛应用在化工、冶金、石油、制药、食品、电炉、恒温恒湿箱、 机械设备配套、试验室移动控制屏、小型DCS控制系统等诸多行业中作为终端显示器来使用。以及实验室市场。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
数字无纸记录仪主要致力于添加更多的附加功能，在功能上主要是增加了流程图功能：触摸操作控制设备的运行、显示设备运行的状态。针对一系列基本的温度、压 力、流量与湿度PID控制监测，在流程图添加设备动画状态用开关量的输入输出控制电气设备。对于要求，组建小型总线型DCS监控系统；例如【隧道窑、热处 理退火老化电炉温度控制系列产品、电力、冶金、化工温度压力流量过程控制系统、多媒体科学教学设备、冷藏库或仓库、污水监测及应用】，控制测量点从1点 到～*多达32个控制测量点。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
数字无纸记录仪同时具有数据穿透功能实现计算机连网功能，用RS485连接多台数字无纸记录仪实现计算机软件实时网络监控，将现场数据、设备状态上传计算机软件集中监控，数据集中管理， 快速组建中央控制中心。
数字式无纸记录仪是根据市场需求开发一种专用的、有竞争力的产品，它的功能超越了传统的有纸记录仪、模拟量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。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
三、系统架构
系统架构安装方式：采用上位机＋下位机的结构；上位机HMI人机界面；下位机为AI系列显示控制仪表。数字无纸记录仪采用盘面安装方式；AI系列显示控制仪表采用盘面或导轨安装方式；通讯线采用【超5类屏蔽双绞线】。用2根RS485屏蔽双绞通讯线手拉手的连接。
AI系列显示控制仪表或模块可采用集中盘面安装或用模块分散安装相结合，充分应用总线技术，现场总线型技术从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护， 体现出相当的优越性。采用RS485现场总线型系统是现场仪表和控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站通信的系统。一对双绞线或一条电缆上通常可挂 接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。使用户得以节约大量的电缆及补偿导线的费用。此外，在设 计过程中充分考虑到现场技术与操作人员的实际需求，使用者完全不需要计算机*技术知识，只要了解工艺对测量点、控制点的要求；选择仪表模块型号，从容掌 握仪表模块的功能就可以，简单方便；厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
创造性地解决了过程控制系统：对象可以是：温度、压力、流量、物位、湿度。。。。的测量、报警、运算、变送；采集控制记录数据的传感器信号可以是：热电 偶、热电阻、标准电压、标准电流、频率量、开关量输入输出、等常规工业现场信号，传感器可以输入混全应用；控制的执行器可以是：电动调节阀、气动调节阀、 电磁阀、可控硅、固态继电器、交流接触器、开关量输入、输出控制功能繁多，应有尽有。现场总线也叫开放式网络，随时减少增加扩展控制节点。 每套数字记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、32通道 。快速组建了无纸记录仪的控制功能，即买即用，突破老传统、开辟新用途、自由控制、总线连接、系统更新升级更快捷。
根据现场控制的要求采用通讯总线RS485连接即时使用：采用上位机＋下位机的结构，下位机为AI系列仪表，输入及输出规格极为丰富，可任选单路或多路显 示报警仪、智能调节器、手操器、流量积算仪或开关量输入输出模块；控制各类调节阀、电磁阀、可控硅、固态继电器、交流接触器、随意开关量输入、输出控制电 机的起停；
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四、 现场应用案例
应用一、 电机控制、开关循序输出替代软PLC 功能：
配置开关量仪表AI-3013D5型开关量模块地址33号；软件配置D0/D1/D2/D3/D4/D5/D6/D7；分别控制开关量输出。电机【起动 /停止】实现与现场按钮的功能；软件编程实现软PLC功能【主闸控制】【顺序加热】、【倒计时结束】、【手动/自动】、【控制/待机】、【开启/停止】；
1、例：与现场电机按钮相同功能，按无纸记录仪上按【启动】、【停止】开关量仪表AI-3013D5型开关量模块D0/D1输出，连接电机【启停】自保持控制回路，实现电机远程控制。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
例： 控制设备开机时间设置，触摸 【主闸设定】键设置北京时间24小时制，闭合时间【7：】 时【：00】分与断开时间【18：】时【：00】分；按【启动】【确定】退出即生效。屏幕显示【主闸闭合】屏幕显示凹陷；到断开时间显示【主闸断开】。再 次进入【主闸设定】 一定要点击【启动】【确定】退出即生效 ；如要断开主闸要
设定*近的断开时间，设好后按【启动】【确定】退出即生效；星期一早晨7：00闭合交流接触器，下午18：00断开交流接触器，其中时间都可设定（开关量输出模块AI-3013模块接点D0闭合，在外部要接中间继电器接点转换）；
2、 例：应用倒计时时间设置，触摸【倒计时时间设定【5】分】，控制屏要显示倒计时时间【 0 】；设置倒计时开关接点闭合时间【1】分、断开设【 0 】分断开1分钟结束；如设闭合【1】分断开【1】分，时间可设定轮回闭合断开提醒； 按【确认】退出。时间可设定；开关量输出模块3013接点D1接通；
3、 例：设备报警保护，触摸【报警设置】超温温度的定义：默认【999】℃；测量温度PV减去给定值SV＝超温温度；报警时人机显示故障名称：（超温报警）； 产生超温报警值开关量输出模块3013接点D2接通；报警解除断开。 传感器短路开路的定义：默认【999】℃；传感器开路/短路减去PV测量值＝报警温度；报警时人机显示故障名称：（ 超温/开路报警 ）；产生超温开路报警值开关量输出模块3013接点D2/D3接通；报警解除断开。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
传感器短路定义：默认【－999】℃、功能报警时人机显示故障名称：（开路/短路）报警。产生短路报警值开关量输出模块3013接点D3接通；报警解除断开。
应用二、温度、压力。流量测量调节：
温度、压力、程序、流量调节配置：518/708/808调节器、808H流量表、706M巡检显示仪表 厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
1 例：电炉温度程序控制：选AI－518/708/808/808P显示控制仪表，程序运行见【图1】；参数设置，点击【A】框，进入【手/自动、编程设置 控制平台】；图所示的编程界面：出现【通道一程序编排设置】；程序编排平台用组别配方来设置程序段【C01】和【T01】表示，以【组1】为例：点击选中 【组1】点击组名【C01】下面的数据框输入温度值【250】（注：在温度栏C01输入的数值要放大10倍如25℃输入的数据是【250】放大10倍）； 点击组名T01下的时间段写入实际时间值分钟如15分钟写入【15】；设置好程序配方选中配方组如：【组1】在菜单条中点击【查看】可看到已编排的曲线图 形；点击【返回】；选中编辑好的配方组【组1】点击【下载】操作，已编排的程序就下传给程序仪表；即时可操作【运行】【停止】【暂停】【手动】【自动】 【返回】。采用【上传验证】仪表中的程序曲线来检验程序是否下传，程序配方可保存15组程序在触摸屏中。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
2例：热溶胶机智能控制器特点：热溶胶机采用数字模糊控制12路PID控制模块回路，实现通道全屏显示触摸。操作每个控制模块为4路PID外 形D5/E5型DIN导轨安装方式，D5模块安装宽度仅为22.5mm，连接1394线宇电E8手持编程器，方便编程。实现遥控、联动、监测和记录。触摸 屏实现通道全屏显示。
3例：流量累积、批量控制
在AI数字无纸记录仪1～16通道，新增加4台流量表AI-808H流量温压补偿的显示累积功能。在流量实时曲线画面有批量控制功能，将仪表参数设置为批 量控制，数字无纸记录仪流量界面就实现批量控制功能，【PV】测量值、批量控制【SV】给定值，设置批量控制给定值【SV】确定下传批量控制值给流量仪 表；
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五、参数设置设备调试
1、数字无纸记录仪基本参数设置：在AI显示控制仪表上设置基本参数：①仪表地 址【Addr 1～32】；②信号输入规格【SN】；③注意！所有的测量规格一定要在仪表上设置量程范围【下限dIL】 【上限dIH】如：热电偶、热电阻及模拟量1~5V/0~5V等测量规格，使触摸屏上的曲线显示在曲线图表中央（触摸屏自动读入在仪表上设置的上下限量程 范围）。要求各通道AI仪表参数在AI仪表上设置好，触摸屏记录仪自动读入；E5/D5模块一定要配备用E8外接手持显示器来设置控制仪表参数及通讯地址 号【Addr 1～32】。
2、数字无纸记录仪基本参数设置：在触摸屏上输入屏保密码【111】，操作使用15分钟后重新输入密码【111】； 触摸【开始】、【出现菜单栏】选【仪表设置】按地址号、选仪表主机型号如：【AI808P】、写入通道名称：如【TIC-101】、选计量单位：如【℃】 等；*后按【确认】进入数据画面开始记录数据；切换【开始】按钮，选择【仪表设置】，选择其他相应的仪表类型“调节器、单显表”后，按【确认】；而后再次 点【开始】按钮，选择【仪表设置】，后通过【前页】，【后页】的切换到流量设置画面。厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
3、触摸屏实际应用：触摸屏24VDC直流电源供电后显示 【宇电标记】；触摸【开始】出现菜单栏；选【记录设置】设置数据报表存储要求；选【数据】全屏显示各通道；16通道以下可选【流量数据】；选【实时曲线】 显示单台曲线。在屏上清楚的看自整定曲线运行。点【PV】实现参数设置、点【A】程序控制、手/自动切换，升降程序配方设置、查看程序曲线、点【MV】手 动输出量的设定；选【棒图】、【实时多条PV】、【历史曲线】、选【流程图】触摸按钮控制电机启停（连接AI-3013D5型8点继电器模块）；查询数据 选【报表】【报警】；点击：【数据画面】【棒图画面】【流程图仪表数据】【实时多曲线画面】【历史多曲线画面】的数据框快捷返回单台仪表的【实时曲线画 面】通道。可前页与后页翻页。相同页面按【前页】【后页】【自动/手动】循环自动翻页；
六、数据记录、数据处理
保存在CF卡中的数据报表存储设置功能：
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CF卡等功能，来满足不同的需求。具体设置；
①采样时间默认为6秒，用户可以设定的范围是：6秒~3600秒；
② 内存转CF卡存储间隔默认为60分钟，用户可以设定的范围是：60分~300分；转存数据按每小时为单位1个数据包；数据保存按先进先出的原则；
③可以设置是否保存的选项，NO----保存数据 YES----不保存数据，这是根据客户的需求来决定是否保存，默认为保存；
七、数据有三种方式来处理：
*种：PC图形阅读软件、第二种：微型打印机、第三种：上传Excel电子表格；
触摸屏的外插CF卡来保存数据；标配1G的电子硬盘。可扩展CF卡1～4G存储记录空间；数据可通过微型打印机打印数据报表、曲线；或通过CF卡存储数据 用读卡器在PC上复制数据包到PC机用图形软件打开数据；也可用串行COM2口备份Excel电子表格数据至上位计算机。CF卡内：【AL】数据包是报警 报表；【DL】数据包是数据报表；按年/月/日/小时来保存数据源文件。保存数据的数据是加密的必须采用专用的宇电PC图形软件来阅读。
*种、加密数据包PC上阅读图形软件方式：DataLogTool 1.0图形软件使用说明
DataLogTool是专为无纸记录仪开发的，一个可在个人计算机上运行的工具软件，其作用是用来将HMI屏上加密记录在CF卡上的数据集中管理，便于 用户查询数据报表，查看历史曲线，并可以对其进行打印的功能。在计算机【开始】的程序里有【宇电无纸记录仪图形软件】帮助文件。
工具栏使用说明： 厦门宇电自动化科技有限公司http://www.xmyudian.com
查看报表 ： 点击【查看报表】按钮，可以显示打开的记录数据与报警记录的文件或是用户从CF卡里查询到的数据，以报表的形式显示出来；图片18
(2) 查看曲线：点击【查看曲线】按钮，可以显示在报表中已查询到的并以报表方式显示出来的数据，以曲线的形式显示出来。上图显示的曲线可分为几个部分的内容：
①曲线图*上面中间部分，显示的是查询的记录名称；
②紧接着是【当前时间】一栏，表示当前游标线所在的位置的某一时间点；
③ 对于游标线的操作，用户可以用鼠标的左键在曲线图上单击，也可以使用键盘的左右“<-”“-〉”键进行操作；
④ 紧接着“当前时间”一栏下面的是显示用户所要曲线的名称，颜色，线型等属性。在曲线名称的括弧”( )”里面值表示，当前游标线所在的位置的各条曲线的采样值；
⑤还有一部分就是X轴显示为时间轴，Y轴显示为数值的上下限；
⑥用鼠标左键双击曲线图，也可以弹出曲线设置属性的框；
(8) 报表打印：点击【报表打印】按钮，可以打印所查询到的报表。在打印之前，您可以使用打印预览来查看您所要的报表。见下图：
然后，您可以点击【报表打印】的按钮进行打印。图片22：
(9) 曲线打印：点击【曲线打印】按钮，可以打印所显示的历史曲线。
其中打印样式，可以根据您打印的性能进行设置。一般情况下，选择【单色】即可。
第二种、微型打印机方式
新增面板式微型打印机，默认的串口打印机的参数为9600bps，8位数据位，1位停止位，无校验，连接时将微型打印机定制的9口串口母头直接接到HMI屏的9芯串口头即可。
1、历史曲线打印：有2种方式：在屏的历史曲线画面才能实现打印曲线功能！
①左上角的蓝色【Print】：打印设置中所查询到的曲线内容，1条或选4条同时打印；
②右上角的红色【Print】：打印屏上所显示的曲线内容，1条或选4条同时打印；推荐此功能！
③左下角的【S】设置，有关打印机纸张宽度的设置，如果您的打印机的纸张太宽或太窄，可以通过设置【打印纸张宽度比例】这个值来调整，，2057默认100％；2080默认40％ ；
2、历史数据报表打印：有2种方式：【在屏的历史数据画面才能实现打印数据功能！】
①左上角的蓝色【Print】：手动打印屏上所查询到的报表内容，每行5个数据；
②右上角的红色【Print】：手动打印当前刚刚采集到的报表内容，每行5个数据，连续换行；
③右下角的【S】设置，有关打印报表的设置，
④.如果您想自动打印采集到的报表，可以启用【选择是否自动打印】的功能。自动打印必须在报表画面实现！
⑤【自动打印时间间隔】的设定，是设置多长时间后打印机开始自动打印。如果此值设为0，则自动的实时打印报表。在屏的历史数据画面才能实现自动打印数据功能！
第三种、Excel电子表格方式
可通过串行COM2口备份Excel电子表格CSV格式的数据文件上传不加密数据到计算机，用Excel电子表格直接打开；CF卡数据文件 一般通过CF卡读卡器上传CF卡加密数据；
1、在PC上安装光盘上的【记录上传数据软件】；
2、在上传前请在触摸屏上【记录设置】点击立即保存；
3、用大母指按住屏幕的右下角大约3~5秒钟，在触摸屏上出现波特率界面，在计算机【开始】【程序】选【记录数据上传】选择【数据类型】按【确定】出现“滴”的一声稍等片刻，出现上传数据画面，选【通道号】、【开始时间】、【结束时间】段，按【确定】就开始上传，
Excel电子表格打开CSV格式的数据文件；在PC上选择记录上传的软件，进行操作即可；
八、数据保存计算
AI-2057G/C型AI-2080C触摸式智能化数字彩色无纸记录仪：支持多达4G byte的CF卡存储功能。以1G的CF卡为例，记录周期默认为每6秒钟；各通道类型的无纸记录仪可存储的天数为：数据保存按先进先出的原则。
4通道：约1400天； 6通道：约1100天； 8通道：约900天；12通道：约650天；16通道：约500天；32通道：约250天；以上所标的天数没有将报警记录计算在内，因为报警记录的不确定 性，报警数的多少可能会对可存储的天数产生减少或增加的影响。
九、产品特点
1、采用传统的：HMI触摸屏软件二次开发无纸记录仪；
2、窄边小型机体：窄边小型机体，机体空间小，组装时不占空间，重量轻；
3、长寿命背光灯：背光灯采用寿命高达50000小时的长寿命型（常温、常湿状态下）；
4、采用CF卡电子盘，解决了普通硬盘不耐震运的功能可运用在火车、船泊等高震动场合；
5、灵活组态软件功能：应用领域丰富灵活，能全面取代无纸记录仪与人机界面的功能；画面直观清晰，操作简便；快速运行：与传统人机相比CPU 功能更强大,运行及画面切换的速度更快；
6、内存：大容量内存，满足更多的应用的画面需求；
7、数据记录：历史资料自动采样记录；
8、子画面：提供基底画面及子窗口画面（提供灵活的画面嵌套机制）；
9、配方：方便实用的配方程序保存和配方传送功能，应用与AI程序升降温控制；
10、强大脚本：提供类Basic的强大脚本的功能；
11、储存卡：扩展CF卡存储：标配1G的CF卡，可通过扩充CF卡扩展存储的空间1～4G的CF卡海量记录。可以支持FAT16/FAT32格式化；
十、应用体会
数据无纸记录仪是突破老传统、开辟新用途、可以自由自在来控制工业现场的工业调节仪表（HMI触摸屏＋下位机AI系列显示控制仪表）具有触摸控制【开关量输出】控制电机与调节仪表相结合，得到了很好的应用。
通道全屏显示、海量记录1～4G的CF卡、升降温程序配方保存、也可用作AI仪表终端显示操作屏。与宇电AI系列产品进行灵活的组态应用，实现多通道数字、曲线全屏显示，数据存储的功能；操作人性化； 快速组建，即买即用： 全屏显示更直观的监视
人机与AI仪表配合组建的数字无纸记录仪，使得人机系统更加智能化。简单易用，为监控系统的温度、压力、流量的仪表的报警数据超限记录，避免潜在的危险，独立的报警功能非常的了不起，记录了显示警报时间，及时的提供了事件记录。
在过去几年里，AI数字无纸记录仪作为现场总线监控系统解决方案，在产品应用上不断地提高的性能越来越好，广泛应用在化工、冶金、石油、制药、食品、电 炉、恒温恒湿箱、机械设备配套、试验室移动控制屏、小型DCS控制系统等诸多行业中作为终端显示器来使用。得到客户的一致好评。
十一、关于售后服务
厦门宇电自动化科技有限公司已建立起完整的全国服务网络，在北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、汕头、南京、无锡、沈阳、大连、长春、哈尔滨、济南、青 岛、武汉、长沙、杭州、温州、昆明……等地均已成立了分公司或办事处，为客户提供快捷周到的各项售前及售后服务。并以香港母公司作为海外市场总部，已在欧 洲、北美洲及大洋州成立海外市场营销及服务分公司，服务于海外市场。实现了全球联保对于客户装在设备配套使用的仪表，无论设备销往全球任何地区，当第三方 终端客户需要仪表相关维修或技术服务时，均可请求*近的宇电销售服务网点予以支持，宇电已在国内外设立多个销售服务网点，将竭诚为每一位客户提供周到的服 务。
免费电话提供客户与我们更方便的沟通机会，无论是增加/修改订单，还是进行技术咨询，甚至是需要投诉，800电话可使客户不会因为需要增加与我们的联系而支付多余的费用。需要了解更多的内容请登录厦门宇电自动化科技有限公司 http://www.yudian.com/ 技术服务部技术免费热线800 858 0995保持零距离接触。
