请用－触摸屏（HMI）无纸记录仪－自由自在来控制
HMI人机界面小型DCS控制系统
厦门宇电自动化科技有限公司 技术部 邵平
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。
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。
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、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；
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