《转工控触摸屏控制》word版.doc

转 工控触摸屏控制转工控触摸屏控制 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。 触摸操作屏【HMI人机界面】 就可控制有通信功能的【显示控制仪表或采集模块】！ 就可以控制电机开关量接点输出电机【起/停】！ 设置控制仪表型号：1号：TIC-101温度程序控制、808P、单位；2号：PIC-201压力控制、708、单位Mpa；3号：FI-301流量测量、708H、单位F/h；33号：开关量控制模块； 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、32通道测量控制点。 二、概述： 顾名思义无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14G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。 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14G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。 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 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14G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、数字无纸记录仪系统：应用现场总线型从设计、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专业技术知识，这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，即买即用。 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。 该系统已在长时间、千台套现场稳定运行记录和良好的用户口碑，是一款成熟可靠值得信赖的产品。 四、数字式无纸记录仪应用方案： 1、系统结构 系统布置如图1所示。系统采用基于AIbus现场总线的控制系统。它主要包括现场总线控制网络、液位控制器、流量控制器、压力控制器、温度控制器、批量控制器、数据采集器、连接上位机系统这是一个典型的现场总线控制系统。 图1 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。 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14G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； 2、 即买即用 同时定购下位机，产品出厂前将在工厂已测试好，连接RS485通讯线即可使用；应用灵活：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；系统若发生变化，亦可随时变更、增加或减少记录通道；每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、18、22、32通道类型软件；自由编辑选择AI通道硬件型号；可写入设备位号如：【TIC-101】； 设有屏保功能防止误操作，操作使用15分钟后重新输入密码【111】； 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。 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； 【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-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）； 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）； 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； AI808H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 132】；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15V/05V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； 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； 调节控制仪表在运行时采用双曲线运行方式，实时的看到测量值（PV）与给定值（SV）的比较，上下限或正负偏差，产生报警及时的文字提示，现场仪表模块开关量输出连接保护连锁功能或报警蜂鸣器。 E5/D5导轨安装模块通过E8面板来设置参数、地址号（外接手持显示器）。 棒图的妙用：根据需要设定宇电仪表的输入量程DIL与DIH使棒图的刻度显示在同一水平，将各种量程组合在一起，实现安全指标水平线，就可观察测量数据是否超出预警范围。 图片5 8、触摸屏参数设置、升降温程序配方曲线保存上传、下载 宇电AI系列仪表内部参数详见单本说明书，在触摸屏上点击【PV】值数据框设置部分仪表参数；点击【SV】值数据框设定给定值；点击【MV】值数据框设定手动输出量； 图片4 在实时曲线画面远程下传参数改变给定值；或手动输出量，来手动调节阀门的开度、变频器的转速，达到远程控制的目的。实现DCS控制系统的要求。 程序运行手动输出：在程序运行状态下点【A】切【手动】状态【退出】，点【MV】值实现手动输出量控制； 程序配方的保存：在数字无纸记录仪内存可保存15条程序曲线，随时调用曲线点【下传】控制仪表；设置的程序曲线还可以点【查看】预设的曲线图形； 程序运行的段号的修改：点【PV】值，随时修改运行段号下传给程序仪表； 图片6 对于808、518P、708P、808P程序参数设置，点击【A】框，进入【手/自动、编程设置控制平台】；图5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。图片7 9、实时、历史多曲线组合趋势图 用多曲线的形式来直观的显示CF卡记录中的数据，显示该时间段内相关通道间被测量的变化关系。按通道顺序排列1、2、3、4固定组合在一起的通道组合，对于需要比较关键参数通道可将仪表地址编排在同一组显示趋势曲线，这样就更好的进行比较分析工艺参数的对象变化。点击【数据框】返回【实时画面】通道。点击【S】可选择启用单条或4条曲线显示趋势变化；查询历史数据设置起始时间及时间跨度；设置数据范围使曲线显示在图表中央，不同的数据范围启用单条查询。 图片8 10、定制工艺流程图触摸控制电机启停【干接点开关量输入、输出】 用生动形象的图形画面来描述现场生产工艺流程，是整个工业现场的缩影。它不仅仅是一个图画，有控制按钮与现场实时数据同时显示，从而使得操作员具有十分直观的远程控制。软件编辑还可实现软PLC开关量输出的功能，时钟的记时控制、开关量输出记数功能。 图片9 在流程图中按钮是可用的：控制按钮连接AI-3013D5开关量8路继电器输出模块，地址设33号（软件已定制好），流程图中的开关按钮可控制4台电机启停；连接AI-3011D5开关量8个输入干接点，地址设37号，显示设备运行状态；点击流程图中的数据框如：【TIC-101】将回到该【实时画面】通道。根据客户要求可定制流程图或其他要求酌情处理。 控制线路图。 图片10 在流程图上变频器控制回路的应用：在流程图界面直接可控制AI-3013D5开关量输出模块控制变频器的【起停】；手动/自动控制仪表PID调节使变频器增减速度控制.。 接线图如下： 图11 11、批量控制功能 在流量实时曲线画面有批量控制功能，批量控制【PV】测量值、批量控制【SV】给定值，在流量仪表上设置批量控制功能，触摸屏上就可操作批量控制；设置批量控制给定值【SV】确定下传批量控制流量仪表 图12 12、历史曲线、数据、报警查询 在功能画面右下角 点击【S】查询，触摸屏显示是当前的起始时间，修改查询的起始时间：年/月/日/时/分/秒；修改时间跨度：时/分/秒设置；点击【确认】按钮，系统即刻显示历史曲线、数据报表；报警报表；建议时间跨度尽量短，提高数据查询速度。 图片13 13、数据处理：PC图形阅读软件、微型打印机、上传Excel电子表格 宇电数字无纸记录仪提供了多种形式的数据处理方法：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14G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。保存的数据是加密的必须采用专用的宇电PC图形软件来阅读。 图14 第一种、PC图形阅读软件方式： 加密数据包PC上阅读图形软件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。 （1）文本编辑功能：点击此按钮，您可以根据需要更改曲线和报表显示的通道名称，标题名称以及增加备注等等。此外，您的这些名称的设置以及曲线显示的属性设置，还可以以配置文件的方式【保存】，进行【导入】和【导出】的操作，使得下一次使用时不必再重新设定这些属性。 在【编辑通道名称】一栏，您只要用鼠标双击通道名称号，就可以弹出编辑的窗口，进行编辑。需要注意的是：为了保证查询时数据的准确，不允许2个通道同名； 在【报表曲线标题编辑】一栏，您可以输入所需要的标题名称； (2) 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。然后，您可以点击【报表打印】的按钮进行打印。图片15 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。 注：接串口的母头时：只要接3个引脚即可：2-RXD接串口头的2脚（打印机向主机发送控制码）；3TXD接串口头的3脚（打印机从主机接收数据）；5GND接串口头的5脚（接地）(注-打印机连接线标)；配置宇电专用打印机！ 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！ a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； b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！ c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； 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！】 a左上角的蓝色【Print】