AI仪表在【动作温度测试仪】中的设计及应用 点击：320 | 回复：14
AI仪表在【动作温度测试仪】中的设计及应用
厦门宇电自动化科技有限公司 技术部 邵平
关键词：程序控温、开关量输入模块、计算机软件、温度保险丝、
一、概述
目前温度保险丝已广泛应用于工业电子设备、通讯和家用电器产品中，产品的合格率及安全使用、可靠性提高到一个新的要求。
在传统的温度保险丝抽样监测数据记录多是采用人工记录，在温度达到温度保险上限时断开温度保险丝电路，在实际应用中起到保护电器设备的安全使用。由于采用了手工检验操作，大量的数据繁重的劳动量，，在手工记录数据的误差大，大量的数据缺乏准确性，实时数据所产生的延误性无法估计，数据库难以自动建立，无法进行数据传递，及查询。为满足产品质量检验的要求开发出【动作温度测试仪】连接电脑用计算机软件来记录数据瞬间断点的温度，保证数据的准确性，实现数据库自动生成方便查询。
三、软件设计要求：
在加热油锅内放置40个温度开关，锅内的温度从50℃向300℃不断升温1℃/分钟，当温度开关断开时记录每个断点的温度。在软件输入产品型号、批号可查询记录，程序控温结束及时计算区分出产品的合格与不合格品。
测试系统组成
1．搅拌的加热油锅专用测试夹具及上料夹具模板
2．油锅采用AI-708PFK5S程序仪表控制升温。
3．每个温度开关采用10路开关量输入模块AI-301ME5I5I5I5I5I5S型
4．编制专用软件，在软件上设置升温曲线，满足各类产品的需要。
5．当温度开关断开时软件记录该温度点，断点全部记录时间控制在250mS内。
6．断点温度显示要用颜色来区分合格与不合格。
7．软件上有输入批号/产品型号后才可以开始，开始记录、保持记录。
8．输入相应的批号/可查询对应的记录数据。
四、应用软件制作：
本系统采用宇光专用AIFCS组态软件经过二次开发而成的软件产品，用户无需系统组态，直接安装即可使用。该软件与宇光仪表配套使用共同构成仪表总线系统，本工程与该软件配套的仪表型号有AI－301M、AI－708P。组态软件采用下位机、上位机二层结构体系，所有的控制信息与数据信息都在其上位机上统一管理、分配。在上位机上，可对工业现场连接的所有仪表进行全方位的监控、数据采集。
系统启动后，首先要进行登录，只有在正常登录的情况下才能启动数据采集系统，如果密码和用户名不符将退出系统。初始没有密码，按确定即可进入系统。点击或者等待10秒系统进入温度采集主画面如下：
在菜单上点击登录可以进行用户切换。
主画面上面为温度的实时曲线，实时曲线的纵坐标可以根据需要在20-300之间进行设定。当测量温度的AI-708P仪表与上位机通讯中断时，画面上会显示红色的“708P仪表通讯中断”字样。
中间是各个测量点所记录的温度,只有在把型号和批号都输入后才显示“开始记录”和“保存记录”，当按下“开始记录”时，该命令按扭变红色，如果再次单击该按扭会跳出一提示对话框。 系统控制 图2
选择“是” 则保存当前的数据，点击“否”则不保存数据重新开始记录；系统就会开始工作。当温度开关断开时，系统就会分别记录此时对应的温度。当用户需要保存的时候，输入批号，按下“保存记录” 键就可以进行保存，同时所记录的数据被清零，开始下一组数据的记录。在同组数据中最小的显示为绿色，最大显示为红色，中间的显示为黑色
当AI-301M仪表与上位机通讯中断时，相对应测量点的字符会变成红色显示。
主画面下方是数据查询，输入相对应的批号或型号，按下“查询”即可显示对应批号的记录数据，时间的设定，该系统时间是采用PC机的系统时间，如要调整，只需调整PC机的时间即可，数据以ACCESS数据库格式保存在程序安装目录下。
五、仪表的应用与调试：
温度程序控制仪表AI-708PFK5L2L2S增强型智能调节器 ，单相移相触发可控硅输出控制油温调节。
参数设置：
1．仪表选型、参数表、调试方式
动作温度测试仪程序控制仪表AI-708PFK5L2L2S增强型智能调节器 ，单向移相触发控制
调试方式：自动自整定
在使用过程中AI调节器 结合PID调节、自学习及模糊控制技术，由于自整定执行时采用位式调节，经2~3次振荡后，仪表内部微处理器根据位式控制产生的振荡，分析其周期、幅度及波型来自动计算出M 5、P、t等控制参数。
模块K5单向移相触发、模块L2开关量报警输出、模块S通讯RS485通讯 图3
3、调试应用：
【动作温度测试仪】温度程序控制器AI-708PFK5L1L1S对油温按温度－时间－温度的格式来程序升温，在使用过程中首先要自整定，目前AI仪表自整定采用的是AI人工智能调节算法是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用改进后的PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化。具有无超调、高精度、参数确定简单、对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。在使用过程中AI调节器 结合PID调节、自学习及模糊控制技术，实现了自整定/自适应功能及无欠调的精确调节，性能远优于传统PID调节器。
程序调节器可用于按一定时间规律自动改变给定值进行控制的场合。可设置任意大小的给定值升、降斜率；具有跳转（目标段只限于前30段）、运行、暂停及停止等可编程/可操作命令，可在程序控制运行中修改程序；具有二路事件输出功能。可通过报警输出控制其他设备联锁动作，进一步提高设备自动化能力；具有停电处理模式、测量值启动功能及准备功能，使程序执行更有效率及更完善。
当曲线拟合出现PV值跟不上程序设定曲线SV值时，可采用曲线拟合技术：曲线拟合是AI-708P/808P型仪表采用的一种控制技术，由于控制对象通常具有时间滞后的特点，所以仪表对线性升、降温及恒温曲线在折点处自动平滑化，平滑程度与系统的滞后时间参数t有关，t越大，则平滑程度也越大，反之越小。控制对象的滞后时间(如热惯性)越小，则程序控制效果越好。按曲线拟合方式处理程序曲线，可以避免出现超调现象。注意：曲线拟和的特性使程序控制在线性程序升温时产生固定的负偏差，在线性降温时产生固定的正偏差，该偏差值大小与滞后时间（t）和升（降）温速率成正比。这是正常的现象。
【动作温度测试仪】每个温度保险丝开关采用AI-301ME5I5I5I5I5I5S型10路开关量输入模块。宇电生产的AI-301M是一种用于在计算机控制系统中作为开关量输入输出的接口，它采用RS485与计算机通讯，可为计算机监控系统提供廉价而高可靠性的开关量输入输出，在计算机监控系统的实际应用中可替代一部分PLC的功能，同时也使对各种开关量的控制更简单方便灵活，提高整个系统的性价比。开关量输入除了可以输入开关状态外，还可以“捕获”4路断开至接通的跳变，以适应按钮开关的输入。
AI-301M最多支持10个I/O点，6个模块插座，你可以按照不同功能选择模块实现对开关量信号输入输出的功能。其中COMM(RS485)专用于安装通讯模块与计算机通讯；其他M1、M2、M3、M4、M5都安装2路开关量输入连接温度保险丝，当温度上升过程中保险丝断开，软件就“捕获”断点的温度，可同时检测40 个温度开关，大大缩短了抽检时间，并制成与温度关系的报表保存，应用方便。4、软件编辑
软件开关量状态读取：执行读指令，仪表模块上的开关量状态按D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9的顺序，由低到高按二进制码顺序排列在参数编号R10中，它的数据低10位（D0-D9）表示对应的开关量状态。举例MCGS中的操作。
六、结论
【动作温度测试仪】温度程序控制器对油温按温度－时间－温度的格式来程序升温，温度平稳上升，搅拌油锅同时也确保每个工位的测试温度条件完全相同。由于采用专用测试夹具和模板上料，工位数大大提高，提高了测试效率，也降低了产品受损伤的几率。本系统具有自动化程度高，测试过程无需人员监守，测试完毕自动停止并自动保持显示被击穿温度保险丝元件的工位号。软件及时记录数据建立了数据库，方便查询记录数据。
原来需要手工测试，且工位数较少，不能满足大规模的老化测试要求。测试仪制造采用模块化设计，系统的制造成本也下降了约50%，为测试仪的推广应用创造了有利的条件。测试提供多方面的手段。多工位老化特性测试仪的研制正是为解决这一问题而专门设计的，对同批次不同工艺样品或不同批次样品同时进行测量，便于分析比较，由于生产规模变得越来越大，自身的可靠性提出了更高的要求，测试仪的研制测试效率提高确保了其应用可靠性。
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