转工控触摸屏控制
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2011年04月05日
HMI人机界面小型DCS控制系统
关键词：HMI人机界面、AI数字无纸记录仪、小型DCS控制系统、
一、触摸屏（HMI）开发：数字无纸记录仪――测量、控制、记录！
触摸屏（HMI）的COM1口用2根RS485屏蔽双绞通讯线手拉手把有RS485通讯功能的显示、控制仪表连接的一起。
三、创新应用、优点展示：
1、计算机的用途的不断创新应用：在传统的【HMI人机界面】实现了创新应用，在人机内部插入电子闪存卡【俗称CF卡或电子硬盘】容量之大1～4G或容量更大。人机界面HMI在发展过程中不断增强其软件及数据储存功能，得到了创新应用【RS485总线型触摸式数字无纸记录仪监控系统】。并压缩组建小系统DCS的总体成本，灵活应用适应现场的需求。
五、数字无纸记录仪功能
1、数字无纸记录仪
实现多通道数字全屏显示通道数据、、曲线全屏显示，数据存储的功能；HMI触摸屏采用RISC CPU、32M大容量内存，每通道数据刷新时间50毫秒；选配储存卡槽采用外插拔标配1G的电子硬盘，可扩展CF卡1～4G存储记录空间；数据保存按先进先出的原则，转存数据点立即保存；数据通过读卡器在PC上直接打开，用Excel电子表格打开CSV格式的数据文件；无存储功能时可作终端显示操作屏使用，主机内存可记录大约1小时的数据及报警参数，保存15条升降温程序配方在中；
系统运行：程序控制系统：点【启动】、【暂停】、【停止】；电机控制系统：点【启动】【停止】；系统的全部测量控制数据：正常数据、不良数据、异常报警全部记录在CF闪存卡上备查。生动形象工艺流程图描述工业现场，有控制按钮与现场实时数据同时显示，流程图上显示电机转动状态。一套DCS系统及数字无纸记录控制系统就快速组建好了。每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、3纸记录就是不用纸的记录仪，无纸记录仪又有【模拟量】与【数字量】之分。
【模拟量无纸记录仪】就是直接把传感器的信号接到记录仪的端子上的，数据记录在内存，但内存有限；布线麻烦：传感器有多远就要接多远的导线来连接模拟量无纸记录仪。
【数字量无纸记录仪】就是采用计算机的语言来记录数据，它是有传统的【HMI人机界面】＋RS485通信功能的【采集控制显示仪表或模块】组建的数字无纸记录仪系统。把有通讯功能的显示控制仪表或有通讯功能的模块就近相对集中或分散安装在工业现场，节约了大量的连接传感器的导线及控制回路的控制导线。采用2根RS485屏蔽双绞通讯总线就把控制命令及采集数据传输上来，来实现无纸记录的功能，数字记录仪安装体积小，带电拔插，不受外界干扰，内存1～4G的CF电子储存卡，按4通道4G卡计算记录的时间可达12年以上。系统组建后就是一套计算机DCS控制系统，所以说数字无纸记录仪的发展前景远大。
AI-518P型30段程序人工智能温控器；
AI-808功能增强型人工智能调节器（0.1级精度／手动输出／外给定／阀门伺服）；
AI-518/708型人工智能调节器（0.3/0.2级精度／0.24秒控制周期／多输入／模块化）;
AI-708J型手操器/伺服放大器（模块化／可延迟偏差报警功能／手自动缓变功能）；
3、硬件连接
无纸记录仪采用上位机（触摸屏）与下位机（AI仪表）总线连接，按地址排列，AI仪表相互独立运行、互不干扰、通电就能显示操作；每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、24、32通道软件；在流程图中已预制8个控制按钮，连接AI-3013D5开关量模块8路继电器输出接点控制电机起停；在流程图中已预制8个输入接点，连接AI-3011D5开关量模块8个干接点输入显示电机设备运行状态；16通道以下的无纸记录仪可再连接AI-808H温压补偿流量表4台；（可用于批量控制）。触摸屏COM1通讯口采用【超5类屏蔽双绞线】2根线来连接AI仪表的通讯口A/B端，中间不能用其他的线来连接；RS485通讯总线；安装开关电源直流24VDC，电源线+、-两根线、接地线。COM2通讯口具有随机打印功能，或定制数据穿透功能：应用数据穿透功能无纸记录仪可与计算机软件通讯，实现局域网内监控。应用软件AIFCSV9.0组态软件，使用穿透功能数据有滞后，计算机软件与触摸屏轮流读仪表参数，通讯超时要设置3000毫秒以上！穿透功能要特殊订货。
AI-3011D5型10点开关量输入模块，带RS485通讯；
AI-3013D5型8点继电器输出模块（NAIS继电器），带RS485通讯；
AI－808H型流量积算仪（有温压补偿功能，含输入模块，停电完全无损记录，可选LCD中文）；
6、AI参数设置
请在AI显示控制仪表或模块上设置基本参数：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；
2、数字无纸记录仪系统：可完成在流程图上自由自在控制开关量接点输出手动操作现场电机起停，及软PLC等计数功能、现场PID控制、流量批量控制、数据采集、数据图形显示、流量累积、上下报警、偏差报警、记录内存1～4G的CF卡海量记录数据，实现数据打印、曲线打印、CF卡数据在计算机上图形处理。分散安装在现场的智能设备直接执行多种传感器的测量、控制、报警和计算功能，将一个完整的工业现场的数据记录在CF卡内随时读取保存。并可利用无纸记录仪的数据穿透功能用RS485连接计算机软件实现网络监控，可多台数据无纸记录仪连接计算机，将现场数据、设备状态上传计算机软件集中监控；
4、安装方式
触摸屏无纸记录仪采用盘面安装方式，安装24VDC开关电源；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】。上电显示数字无纸记录仪的开机封面。在自检完毕后，应用软件进入数据画面，并显示各个通道的测量值，接入系统前需初始化设置。图片3
5、初始化设置
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、点仪表的主机型号即可【AI808P】、写入通道名称：如【TIC-101】、选计量单位：如【℃】等；最后按【确认】进入数据画面开始记录数据；
3、数字无纸记录仪系统：采用RS485现场总线组建用【HMI人机界面】＋有通信功能的【采集控制显示仪表或模块】。采集控制显示仪表或模块对象可以是：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。每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、32通道
在本系统中，各控制台均有各自的控制器，它们只在自身执行PID功能块，而不参与其他回路。所以这种FCS的体系结构不再以中央控制器为核心，但中央控制器可以完成离散逻辑和顺序控制。在本例中，AI仪表模块充当现场总线网络的每一个节点，用于处理系统中的调节阀、变频器阀、水位测量等一些离散设备。系统随时可扩展。
2、数字无纸记录仪
该软件设计要求能够直观地展现过程控制中的各个状态和参数，并对一些参数建立适当的报警机制。软件设计的主要画面有趋势画面、过程控制流程图、报警监控、数据查询、等。
过程控制流程图所示图2
该画面形象地展示了整个控制流程。我们可以对每个控制单元的给定值进行设置，还可以控制调节阀、变频器以实现各控制各单元。“颜色”的变化可以直观地显示阀门的开启，水位的高低，迅速控制电机的起停；此外，通过按钮可以迅速切换到报警、趋势图等画面。
【仪表型号设置】?????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????图片4
仪表主机型号说明：
AI-808P功能增强型30+20段程序控制人工智能调节器；
AI-708P型30+20段程序控制人工智能调节器；
AI-519/719型人工智能调节器（0.3/0.1级精度，上电软启动／V7.5版参数表）；
AI-7048D5型4路PID温度控制器，热电偶输入，0.2级精度，SSR输出，带RS485通讯接口；
AI-501/701型高性能单路仪表（0.3/0.2级精度，多输入，4个报警，支持通讯及变送）；
AI-702/704//706M型多路显示报警仪（0.2级精度，变送及开方加法乘法运算功能，新增干湿球测温湿度）；
7、无纸记录仪实际应用
数字无纸记录仪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，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；
5、数字式无纸记录仪系统：适用于领域广泛覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活，其产品已主要应用于化工、热电、石化、制药、冶金、机械、电炉、热处理、食品、造纸及、科研实验等领域。有着良好的市场需求和巨大的发展潜力。具体应用如：独立的电炉、窑炉控制、恒压供水、血库监控、深冷冻箱、环境实验室各种连续生产监控的场所，更适用于有批量控制、流量累积的非连续生产和质检测试等需要间断显示记录的场合。系统贯彻了柔性设计理念，所有输入通道的信号类型均可随需设置更改，每个记录数据的存储时间可根据要求来设置记录数据采样间隔，并且能方便的转存于活动硬盘。记录数据可用计算机图形软件来阅读，故障分析，数据还可转换为Excel能打开的文本格式，并且管理人员可以通过数字无纸记录仪的数据传统功能在局域网内监控调阅该系统的实时及历史记录数据。