CX工业色谱仪讲座

会计学1CX工业色谱仪讲座2电气箱薄膜键盘平板显示器加热器检测器色谱柱分析箱CX8800工业色谱仪第1页/共43页色谱柱及其分离原理（a）常规填充柱

（b）涂渍填充柱

（c）多孔层开管柱（a）常规填充柱（1）常规填充柱（2）薄膜球状担体填充柱（3）填充毛细管柱第2页/共43页TCD工作原理示意图第3页/共43页

FID工作原理示意图第4页/共43页61.系统功能2.PC-104系统硬件结构3.软件系统及其特色4.研究小结第5页/共43页7系统功能双通道16流路色谱分析检测中英文菜单、帮助、报告、提示智能操作控制单机实现在线智能谱峰识别和历史谱峰处理小语言环境Back第6页/共43页8PC-104模块SYS/SUPERDXCPU模块DIAMOND-MM-16-AT模块A/DCDT2000模块DI/DORMM-4-XT模块D/ADOC2000电子盘11‘彩色LCD显示屏+仪表键SIGNALMAINTAINERNext第7页/共43页9硬件提供资源较完整的PC机环境16路单端(8路差分)16位A/D,4μs,512bFIFO4片8254提供12个16位定时器12路12位D/A通信接口特殊仪表键盘设计电子盘选用Next第8页/共43页10仪器程控放大器：TCDX1X10X100X1000FID2X4档流路切换自标定阀门控制双通道分析周期实时钟1msDCS信息通道：

RS285TCP/IP8组分趋势输出双通道各8组分浓度超限信号仪器状态信息报警提示箱体精密PWM控温双通道谱峰记录仪，或谱峰记录棒图

Next第9页/共43页11PC/104的ISA总线结构仪表键盘及其接口程控放大器及自动调零装置控温回路及其实现第10页/共43页12典型的PC机总线结构

STD总线 是国际上流行的一种用于工业控制的标准微机总线，于1987年被批准为IEEE—961标准。有8/16位、16位、32位）。特点如下： 1）模板及槽结构均有很好的抗电、磁干扰能力。（公共母板结构） 2）CPU板与其它外设模板均为插入结构，可实现双CPU结构（一片工作，一片待机）。 3）适宜温度宽，性能平均无故障时间（MTBF）达60年以上，非常适用于工作场合。 4）大部分工控机（研华、DELL西门子）使用此系统总线。ISA总线(IndustryStandardArchitecture)

是个人微机上的一种总线标准，也称为AT总线，是由IBM公司、IEEE和EISA集团联合开发的与IBM-PC/AT原装机总线意义相近的系统总线，它具有16位数据宽度。特点如下： 1）是个人微机（PC机）在工业测控领域应用的一个重要方面。 2）适用面广，价廉。PCI总线 是适用于图形用户界面、多媒体技术连接网络的通信总线。1991年，由Intel首先提出PCI概念，并联合IBM、Compaq、AST、HP、Apple、NCR、DEC等100多家公司共同成立了PCI集团。PCI总线的全称是PeripheralComponentInterconnect。广泛用于高档PC、工作站，以及便携式微机，在工业控制上，应用于TDCS—3000，何立时等。特点如下： 1）传输速率高，可达266MB/s，解决了I/O瓶颈问题。 2）多总线共存，层次式结构，扩大了系统的兼容性。 3）独立于CPU，不依附于具体的处理器。 4）自动识别与配置外设。第11页/共43页13ISA总线总线为主机系统与外围设备之间的通信通道-扩展插槽:又称为I/O通道总线工业标准体系结构，16位标准总线，数据传输率8MB/s

第12页/共43页14恒温系统示意图Next第13页/共43页15Pt1000铂探头仪表放大器双向可控硅(固态继电器)半波导通加热周期2s,200个半波A/DPIDTC设定220V交流Next第14页/共43页16软件功能分析DCS控制要求在线检测，实时、准确、分析周期2-40分钟工业色谱仪要求操作控制时间准确单机在线下实时谱峰识别及结果计算，数据存储，每流路为300组单机在线下历史谱峰重识别分析方法和识别的多重选择箱体控制：50-220℃，±0.03℃在线下的抗干扰，保证长期、稳定、准确运行Next第15页/共43页17实时多任务CPU机时短时间的拥堵如：A通道分析周期结束A谱峰识别，处理

A/DFIFO满，中断要求处理PID控温周期结束串口通信正在进行小语言用户程序的执行同时B通道实时事件处理Next第16页/共43页18操作系统与软件环境软件系统结构防止拥堵的措施智能PID控温智能谱峰识别小语言环境Back第17页/共43页19PC-104操作系统Win98、Win2000：多任务多线程处理，可视界面编辑方便，网络通信实现容易，VxD、WDM支撑硬件，占用外存大DOS：单任务，界面实现繁琐，需扩展内存，面向硬件，占用外存小Linux,WinCENext第18页/共43页20DOS6.22UCDOS7.0汉字系统自建汉字库系统：LCD图形显示BorlandC++编译Back第19页/共43页21模块化设计类、结构变量体系中断处理（3个）

FIFOA/D中断双时钟1ms中断串行通信中断多任务的权值分配机制

采样值读取时间事件处理键访问数据处理页面显示Back第20页/共43页22措施A/D采用FIFO

每路采样周期为1ms,A/D为66ms，FIFO中断为8-16ms左右实时钟为10ms中断，与PID控温融合多任务分配智能处理，在线下简洁快速

Back第21页/共43页23智能PID控制变参数KP、KI

模糊自整定Next第22页/共43页24变参数示意变参数模糊逻辑ΔT

ΣΔT2

KpKI运行状态自整定模糊逻辑ΔTΣΔT2δtsKpKIKd1,Kd2整定状态Back第23页/共43页25谱峰处理功能峰高，峰面积内标，外标，归一化一点标定，含H2

的非线性标定手动标定，在线自动标定Next第24页/共43页26谱峰识别是工业色谱仪性能的重要指标国外工业色谱仪：Simens双机机内处理器（C166）+机外PCABB双机机内双处理器（C196）+机外PC谱峰识别和谱峰参数由PC承担软件支持强大，无机时占用在线识别差，依靠机外识别实时运行下，送DCS检测结果可能有误Next第25页/共43页27CX8800工业色谱仪：操作控制、数据处理、谱峰识别和谱峰参数均由PC-104承担在线识别历史谱图重识别干扰下的准确识别，避免结果的误判Next第26页/共43页28Next智能谱峰识别一般谱峰识别第27页/共43页29Next第28页/共43页30第29页/共43页31智能谱峰识别一般谱峰识别back第30页/共43页32小语言环境为用户自输入可执行程序四则运算，逻辑运算谱峰数据的读、改允许谱峰参数的读、改流路阀的控制数据表格设置、修改文本编辑页面下的直接运行在线下时间事件运行Next第31页/共43页33小语言示意程序Back第32页/共43页34故障诊断与报警操作一.故障分类 1）严重故障———（一类故障）：造成仪器损坏或影响仪器正常工作的；如载气压力低、箱体温度过高、TCD桥流过大、FID熄火等。故障与报警变量Alarm[0]、Alarm[1]和Alarm[4]的位信息相对应。

2）一般故障———（二类故障）：不影响仪器正常工作的；如检测组分含量超出指标的上下限，BASIC源程序编写错误，组分列表没有填写等。故障与报警变量Alarm[2]、Alarm[3]和Alarm[6]的位信息相对应。二.故障诊断 1）严重故障的诊断,除箱体温度在ＰＩＤ周期中完成，其余均在getdata()中完成，诊断周期＜0.1秒；箱体温度诊断周期为1.5秒. 2)组分超标有两种方式:如在页面上的<输出设置>中选择,则在时间事件的结果输出时完成;若该通道任一流路的BASIC源程序中含有对报警输出口的重新定义或操作,上面的选择无效,组分超标诊断在源程序的RUN函数中完成.无论那一种方式组分超标的上下限均需在<输出设置>的子菜单中设置.三.故障报警

1)所有故障发生时,仪器面板的报警灯亮;报警信息存报警文档(Alarm.DAT);组分输出报警口和故障报警口送出开关量报警信号,该信号可作为DCS系统的输入信号; 2)一类故障发生时,LCD显示器在任一页面均显示红色报警提示,系统自动退出运行,直至故障排除后才能正常操作; 3)二类故障发生时,LCD显示器无红色报警提示,系统仍正常运行.但此时分析结果有可能不正确.第33页/共43页35第34页/共43页36报警文件记录-.ALARM.DAT一.intNalarm:报警文件记录指针，取值为0～49，循 环存储。二.以下数据存储50组,每组均包括以下组成：1)intAlarmUd[2]：对应两组各7个报警输出口

超上下 限的位标志；该位为’0’时表示低于下限，该位 为‘1‘时表示超过上限。2)intcAl[14]:数组cAl[0]-cAl[13]与报警组分输出口1#～14# 对应。存放该输出口所对应的流路号。3)charcBit48*sizeof(cAlarmbit[0][0],对应48个报警 信息4)structtimeTime:该组报警发生的时间时、分、秒5)structdateDate:该组报警发生的日期年、月、日第35页/共43页37报警数组定义：cBit以Char形式与数组Int变量Alarm[6]的低八位对应,其高八位为无关位各报警位均为:1—表示正常0--表示超限报警

D7D6D5D4D3D2D1D0Alarm[0]助燃气B助燃气A电气箱压力柱箱压力B出口1B出口2A出口1A出口2AAlarm[1]仪表风B仪表风A燃气B燃气A载气B载气A样品气B样品气AAlarm[2]组分输出口7#组分输出口6#组分输出口5#组分输出口4#组分输出口3#组分输出口2#组分输出口1#组分报警标志Alarm[3]组分输出14#组分输出13#组分输出12#组分输出11#组分输出10#组分输出口9#组分输出口8#组分报警标志Alarm[4]

Alarm[5]A通道温控超过定10℃掉电标志1:小于5分钟0:大于5分钟B通道温控超过给定10℃A通道BASIC程序错C加热器超过给定10℃B通道BASIC程序错

+5V电源超±10%A通道组分列表空白流B超给定±20%B通道组分列表空白A桥流超给定±20%FID熄火组报警标志组报警标志第36页/共43页38报警状态显示及上传的ODBC处理报警状态显示

1)报警流路号的获取:由报警输出口所对应的CAI[]找出;流路号取值为0~15.

2)报警通道号(炉号:A,B):由于报警输出口(1~14)对于所选的组分超限报警是唯一的;通过在组分链表中的Numc获取该组分的通道号; 3)组分名:通过在组分链表中的Name[30]获取该组分的组分名称; 4)报警流路名:由通道号和流路号在流路链表中获取该组分的流路名.报警信息的网络传输及上位机的ODBC处理

1)RS485或TCP/IP应上传Alarm,CompA,CompB,和StrSeqA,StrSeqB共34个Dat文件;

2)在上位机上建立Comp和StrSeq链表,显示报警状态; 3)建立上位机故障报警数据库,以备远程诊断服务器的构建.第37页/共43页39Compai.dat&

ConstructureoftheListstructComponentList//thecomponentlist { structComponentLine*list,*index; intsum,number; };structComponentLine { charName[30];//thecomponentname floatRetTime;//theretentiontime floatWindow;//thetimewindow intAH;//0areaor1height intSP;//methodofpeakseparation intPol;//paekpolar0-,1+ intRef;//peakreference intOut;//tenmarkofmAoutput//wuym floatUp;//therangeofmAoutput floatDown;//therangeofminconcentrationofthecomponent floatUpA;//therangeofmaxconcentrationofthecomponent floatUpB;//therangeofactionBARpictureoutput

intNumC;//thenumberofupordownofrangeofconcentration intTokC;//thetokenofupordownofrangeofconcentration;0:normal1:up2:down charSelect1[5];//thestreamselection charSelect2[5]; charSelect3[5]; charSelect4[5]; floatSample;//thesampleconcentration doubleFactor;//thecalibrationfactor floatConcentration;//thecomponentconcentration charUnit[5];//theunitofconcentration floatAreaHeight;//theareaorheight structComponentLine*next;};第38页/共43页40Strseq.Dat&

ConstructureoftheListstructStrSeqList//thestreamlist { structStrSeqLine*list,*index; intsum,number; };structStrSeqLine { charName[30];//thestreamname intselect;//theselectionflag intnumber;//thestreamnumber(0---15) structStrSeqLine*next; };第39页/共43页41报警状态显示的调用函数voidFindTokNum(intn,intj){ intfind=0,iOV=0; intiStreamNumber=0; structComponentLine*p=NULL; iStreamNumber=cAl[n-1]; p=CompList[0][iStreamNumber].list; while(p!=NULL) { if(n==p->NumC) { find=1; iOV=0; break; } p=p->next; } if(!find) { p=CompList[1][iStreamNumber].list; while(p!=NULL) { if(n==p->NumC) { find=1