48-канальные безбумажные регистраторы

В статье рассматриваются основные принципы работы 48-канального цифрового регистратора, архитектура программного и аппаратного обеспечения, а также концепции и методы проектирования некоторых ключевых технических процессов цветного цифрового регистратора. Кроме того, представлены основные показатели производительности 48-канальных цифровых регистраторов.

48-канальный цветной безбумажный регистратор — это регистрирующий прибор нового поколения, состоящий из многомикропроцессорной сети, предлагающий мощные функциональные возможности и превосходную производительность в реальном времени.

Основные характеристики 48-канального безбумажного регистратора:

• Максимум 48 каналов универсального входа для стандартных сигналов напряжения, тока, термопар и термометров сопротивления, что упрощает установку и калибровку.

• Передовые технологии АЦП и самокалибровки повышают устойчивость к температурному и временному дрейфу, а также эффективно отфильтровывают помехи в суровых условиях.
• Сочетание большой емкости оперативной памяти (1 МБ) с защитой от отключения питания и карт памяти SD (128 МБ–1 ГБ) для баланса между кратковременным доступом к данным и долговременным хранением данных.
• 10,4-дюймовый цветной TFT-дисплей, значительно расширяющий возможности отображения.
• Удобный интерфейс с несколькими режимами отображения, включая технические единицы, гистограммы и кривые трендов для удобства мониторинга.
• Гибкое 5-уровневое меню на английском языке для настройки системы с защитой паролем для настройки параметров.
• Интерфейсы связи RS-232/RS-485, позволяющие осуществлять обмен данными с ПК, настройку хост-компьютера и подключение к мини-последовательным принтерам для печати данных и состояний тревог в реальном времени.
• Специальный корпус из алюминиевого сплава обеспечивает повышенную устойчивость к электромагнитным помехам, простоту установки и эстетичный, практичный дизайн.

48-канальный панельный регистратор широко применяется в химической, металлургической, нефтяной и других отраслях промышленности, обеспечивая отбор проб, мониторинг, анализ и хранение параметров производственных процессов. По сравнению с традиционными механическими самописцами, графический регистратор устраняет такие проблемы, как замятие бумаги, утечка чернил, сложная механическая конструкция, высокие затраты на обслуживание и ограниченная функциональность, что делает 48-канальный универсальный регистратор идеальным инструментом нового поколения для промышленной автоматизации.

Принцип работы 48-канального регистратора данных

Плата канала выполняет выборку и усиление каждого аналогового входного сигнала, затем передает его в модуль аналого-цифрового преобразования. Сигнал преобразуется в цифровое значение аналого-цифровым преобразователем, обрабатывается посредством цифровой фильтрации и сохраняется в области хранения данных. ЦП платы канала связывается с ЦП основной платы каждые 0,2 секунды для передачи данных измерений. Основная плата обрабатывает данные, преобразуя их в технические значения или подгоночные кривые (соответствующие координатам отображения), и отображает информацию на различных экранах. ЦП сохраняет значения измерений в обоих: ОЗУ (временное хранилище реального времени) и карте флэш-памяти (долговременное хранение данных). Система выполняет проверки сигналов тревоги верхнего/нижнего предела и выводит состояние сигнала тревоги через релейные контакты на основе настроек конфигурации сигнала тревоги.

Процессор получает команды управления с клавиатуры по шине данных и выполняет соответствующую обработку и отображение данных на основе этих команд. Все параметры конфигурации хранятся в EEPROM. В соответствии с настройками печати процессор передаёт соответствующие данные на принтер через интерфейс связи RS-232 для печати.

Аппаратная структура 48-канального регистратора данных

48-канальный графический регистратор состоит из шести основных компонентов: основной платы, платы каналов, дисплея, клавиатуры, карты памяти, платы релейных выходов, платы связи и блока питания. Эти компоненты соединены между собой ленточным кабелем и слотами шины, как показано на рисунке 1.

1. Экран дисплея

Цифровой самописец с 48 входными каналами оснащён матричным цветным ЖК-дисплеем с разрешением 800×600 пикселей, отображающим 128 цветов. Это позволяет отображать английские символы, графики и таблицы.

2. Основная плата

Основная плата в основном состоит из микроконтроллерной системы и блока коммутации сигналов.

2.1 Системный микроконтроллер

Система использует 8-битные микроконтроллеры (80C32 и 80C31) для измерения сигналов, вычислений, отображения на экране, подачи сигналов тревоги и связи. Важными элементами являются: ЦП, СППЗУ, ОЗУ, сторожевой таймер (WDT): часы реального времени (RTC).

При внеплановых отключениях питания или простоях аварийного отключения питания оперативная память с защитой от сбоев питания защищает внутренние настройки и записанные данные от потери. Для корректной работы цифрового регистратора необходимо обеспечить защиту важных данных и параметров связи.

WDT предотвращает сбои системы, вызванные внешним вмешательством. WDT обеспечивает бесперебойную работу, сбрасывая процессор в течение заданного времени в случае, если вмешательство приводит к сбою процессора или EPROM.

В 48-канальном безграфовом самописце синхронизация времени в реальном времени осуществляется с помощью часов реального времени (RTC). Внутренние таймеры больше не нужны, а потребление ресурсов процессора значительно снижается, поскольку для отображения данных достаточно лишь периодически считывать их показания. Для сохранения работоспособности часов реального времени и защиты данных в оперативной памяти в случае отключения питания или выключения компьютера, в чип RTC встроена литиевая батарея.

Эти параметры включают данные калибровки, тип сигнала, диапазон измерения (верхний/нижний пределы), единицы измерения, интервалы регистрации данных и пороговые значения срабатывания сигнализации. Двухпроводной интерфейс микросхемы (I²C) минимизирует потребление системных ресурсов.

2.2 Блок управления реле

Блок управления реле формирует сигналы переключения реле в зависимости от состояния выхода тревоги.

3. Совет каналов

Поскольку 48-канальный регистратор данных принимает стандартные аналоговые сигналы, а также сигналы термопар и термометров сопротивления, основной блок должен выполнять ряд функций обработки сигналов: переключение мультиплексора под управлением микроконтроллера, усиление милливольтного сигнала, аналого-цифровое преобразование, хранение преобразованных данных (среднего арифметического) в выделенной памяти микроконтроллера.

Система микроконтроллера периодически взаимодействует с платой канала, отправляя команды и получая выборки данных, сохраняя при этом межканальную изоляцию.

4. Схема питания

48-канальный самописец без диаграмм использует низковольтный импульсный источник питания для повышения эффективности преобразования и снижения энергопотребления. Схема рассчитана на напряжение 220 В переменного тока, 50 Гц или 24 В постоянного тока для различных промышленных условий. Пожалуйста, укажите требуемую мощность основного источника питания при заказе 48-канального самописца на сайте silverinstruments.com.

5. Корпус

Изготовлен из специализированных профилей из алюминиевого сплава, имеет вырез в панели размером 280 мм × 280 мм.

Ключевые технологии 48-канального универсального регистратора

1. Универсальный вход сигнала:

Регистратор реализует универсальный вход сигнала через: подключение к задней клеммной колодке, настройку DIP-переключателей и настройку системного меню. Принцип работы (см. рисунок 2):

Конфигурация состояний переключателя (S1/S2): Сигналы термопары: S2 открыт, S1 закрыт; Стандартные сигналы: S1 открыт, S2 закрыт; Сигналы RTD: S1 и S2 открыты.

2. Отбор проб RTD

Прибор использует аналоговые переключатели для выбора каналов при измерении RTD. Для компенсации неизвестных и переменных сопротивлений в открытом состоянии аналоговых переключателей: схемотехническое решение (см. рисунок 3):

• R101/R102 представляют верхний/нижний пределы сопротивления RTD
• Источник тока генерирует напряжение на RTD/опорном резисторе
• Измерение напряжения на клемме Y устраняет влияние сопротивления переключателя
• Точность поддерживается путем измерения напряжения перед переключением.

Технические характеристики 48-канального безбумажного регистратора

Основная погрешность: ±0,2%;
Историческая ошибка воспроизведения: ±0,1%;
Погрешность сигнализации: ±0,1%;
Ошибка повторяемости: 0,1%;
Погрешность повторяемости сигнала тревоги: 0,1%;
Последовательный интерфейс: RS-232;
Электропитание: переменный ток 220 В ±15% или постоянный ток 24 В.

В заключение

Цветной безбумажный регистратор с 48 универсальными входами обладает превосходными характеристиками, включая широкую область применения, удобный дисплей, высокую точность и надежность, а также мощную функциональность, значительно превосходящую традиционные бумажные и чернильные самописцы. Этот электронный регистратор идеально подходит для измерения и регистрации параметров технологических процессов в различных отраслях, таких как нефтяная, химическая, пищевая, водоснабжение и очистка сточных вод. Благодаря своей высокой производительности и низкой цене, представленной на сайте silverinstruments.com, этот усовершенствованный панельный регистратор, как ожидается, будет приобретать всё большую значимость в автоматизированных производственных процессах.

Добро пожаловать на сайт silverinstruments.com, где вы можете приобрести 48-канальный безбумажный регистратор по заводской цене.