厦门宇电自动化科技有限公司   开发部  

关键词： AI-2070S/C真彩触摸屏分体式无纸记录仪、AI 人工智能工业调节器、电加热炉

一、概述：
    加热炉的种类繁多广泛用于厂矿企业，冶金行业用于物品热处理、干燥固化、科研单位实验设备恒温加热。加热炉从种类上分两类：1、自然对流炉；2、电热鼓风炉；3、试验室高温马弗炉；4、燃气或电加热辊道窑炉；温控范围从室温～到上千度 。
    在加热炉温度控制过程中可随时记录温度变化的情况，有效的记录数据方式是非常必要的。采用有通讯功能的程序温度调节器或测量仪表，把数据记录在闪存卡内，这就是新近开发出来的新一代真彩人机界面AI-2070S/C分体式无纸记录仪，上下位机的结构。把调节器与新一代真彩人机界面连接在一起，实现了调节与记录相结合的分体式无纸记录。投放市场得到了空前应用的高潮，方便实用，简单可行，价廉物美。隆重推荐给各位。为满足客户的需求请联系索取资料。

1、分体式无纸记录仪系统优点：
    新一代真彩人机界面测控系统AI-2070S/C分体式无纸记录仪应用领域广：包括纺织机械、包装机械、制药机械、橡胶机械、重工机械、试验设备检测设备、电力行业、暖通空调、环保行业、石油石化、航天、煤炭行业、水处理、冶金行业、线缆设备、轨道交通运输等几十个行业；
    全屏显示各通道： AI-2070S/C分体式无纸记录仪是连接AI系列仪表。实现温度、压力、流量、显示控制；触摸屏可以加入流程图，用于小型DCS控制系统终端显示。每通道数据刷新时间50毫秒；功能上已超越了一般的无纸记录仪，综合了人机界面和无纸记录仪功能于一体；
    硬件特点：采用高亮度TFT液晶显示屏，电阻式触摸屏，控制单元及数据存储单元；
    支持多种信号输入/输出：凡AI系列仪表的信号，包括直流电压、直流电流、电阻、热电偶、热电阻、辐射（红外）温度计、频率、交流电压、交流电流、交流功率均可直接测量；具备干湿球测温、开方、加法、减法、乘法、非线性输入自定义、流量累积、流量补偿运算功能；各种PID精确调节及报警功能；支持开关量输入、输出功能；
    图形丰富：显示实时数据、曲线、棒图、历史曲线；具备程序配方上载下传功能、可查巡历史记录、报表、报警信息。 1～32通道【数据画面】一目了然；【调节仪表】【单条曲线】数据、曲线、【手/自动】操作；形象的【棒图画面】高低楚落；分析工艺参数实时－历史可选1～4条曲线组合画面变化无穷；历史数据报表海量记录；报警应答报表随心所欲；流程工艺图尽收眼底；
    程序控制：在显示屏上显示双曲线运行图、显示【程序运行时间进程】；可即时下传设置读取、下传升温、恒温、降温程序配方、程序配方的设置保存、程序图形重显、控制操作程序仪表【启动】【停止】【暂停】、在运行状态下切换【手动/自动】状态，手动控制输出量；即时修改【段号】指定运行段；及修改仪表控制参数等多种功能；
    流程图：并可制作工艺流程图，根据电机启停的常规要求在软件上已预设8路开关量输出DO接点，即时操作按钮控制电机启停（配置AI-3013D5型8通道继电器输出模块地址设定33号）；可预定DI模块采集电机运行状态动画显示功能；
    数据保存： AI分体式无纸记录仪：可支持多达2G 的U盘存储功能。默认采样时间间隔为60000毫秒（1分钟）；各通道记录存储的天数为：大约为4通道：约560天；8通道：约346天；16通道：约196天；如：修改记录周期为2分钟，4通道1120天。数据保存按先进先出的原则。用户也可以随意设定采样间隔：最小采样间隔1000毫秒（1秒）；以毫秒计算！
    数据保存按先进先出的原则；数据在PC上直接打开；
    数据处理：数据实时自动导入U盘中的，数据报表；按年/月/日/小时来保存数据源文件。 数据保存按先进先出的原则，转存数据点立即保存；数据格式为CSV的EXCEL报表，数据通过读卡器在PC上备份数据，
2、有通讯功能AI系列智能温度调节器特点
    选择性能良好的有通讯功能的调节器是电加热炉控制的关键。AI系列智能温度调节器提高了控温性能，从而获得快速控温之效果、达到缩短生产周期，节约能源、提高产品质量等目的。使用方便、效果显著、它广泛取代传统温度调节器，使控温效果更好，节约能源。
    AI智能温度调节器：是控温系统的核心部分，AI仪表首创性地采用了平台概念，将非常专业化的数字调节仪表转为平台化设计的产品，能实现比以往封闭式设计产品更快的进步及更高的性能/价格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模块插座、显示接口插座、A/D转换单元及电源单元），通过安装不同的软件及CPU、输入/输出模块及显示界面，即能适应多种不同功能的过程仪表控制要求，比如温控器、调节器、复杂回路调节器及双回路调节器。它主要由输入通道、输出通道、人机对话通道以及一些外围电路组成。
    PID调节采用的是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。
    使用AI调节器模糊规则 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。

二、AI-2070S/C分体式无纸记录仪功能：
分体式无纸记录仪结构是上位机与下位机结构。     
    1、上位机：新一代真彩人机界面AI-2070S/C分体式无纸记录仪，使用宇电AI系列调节仪表作为测控输入模块实现多通道数字全屏显示。测控仪表不仅包括各类温度、压力、等信号，也包括人工智能PID调节、可按需要配置，任意组合；
    计算机的操作方式：软件界面有固定的触摸按键点：开机全屏显示数据画面，点击【START】按键，进入菜单点击功能键如：【仪表屏】、【光柱图】、【历史趋势】、【数据报表】、【报警信息】、【数据导出】、【仪表设置】；控制程序的【启动】【暂停】【停止】等固定的操作方法。

    可连接多种型号仪表，以及可选A、A2、B、B2、B6、C、C3、D、E、F外型盘装仪表和D5E5型导轨安装型仪表；
    触摸屏可以加入流程图，用于小型DCS控制系统终端显示。功能上已超越了一般的无纸记录仪，综合了人机界面和无纸记录仪功能于一体；
    在显示屏上模拟开关、按钮、指示灯动画、趋势曲线、调节棒图等。具有操作控制、状态监控、数据存储、报表打印、无纸记录仪通过网络RS485通讯与计算机组建监控系统，每通道数据刷新时间50毫秒； 
    新一代真彩人机界面AI-2070S/C分体式无纸记录仪的流程图上实现温度、压力、流量、显示控制；提供丰富多彩的工艺流程图，显示当前设备位置、状态、通过触摸按钮切换，点击启动按钮使电机运行、坩埚上下平移、炉门开关。燃烧控制。同时将所有的数据记录在CF卡、U盘中，打印曲线报表；
    2、下位机：温度调节器根据测量值和设定值进行程序PID调节，控制可控硅来调节电加热炉，进而保证炉内温度的稳定。

    新一代真彩人机界面AI-2070S/C分体式无纸记录仪，通过RS485通讯接口，能方便地与AI智能程序型PID温度调节器配合使用。在电炉程序控温时在人机触摸屏上可显示双曲线运行图；
    在屏上控制操作程序仪表【启动】【停止】【暂停】、在运行状态下切换【手动/自动】状态，手动控制输出量；即时修改【段号】，指定运行段；及修改仪表控制参数等多种功能；追忆记录的温度曲线数据。数据报表、报警报表的打印。
    3、实时数据、历史曲线、报警信息查询画面：
    AI总线式无纸记录仪外插U盘卡来保存数据；随时拔插！标配2G的U盘保存数据。
数据可通过U盘复制到PC上用CSV的Excel数据文件，数据报表是按年/月/日/小时来保存数据源文件。在计算机上直接用Excel报表打开查看。
    在该画面上可以查询参与实际控制的历史温度，分别记录通道的温度数据。在垂直轴上所标注数值为温度值，水平轴上所标注数值为时刻值。在查询时可以按时间前移或时间后移 进行前后时间段温度数据的查询，也可以按查询历史曲线后直接输入时间段数据进行查询。报警履历画面记录电炉的相关历史报警内容。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。   
    AI分体式无纸记录仪，【数据导出】可根据客户的实际需要，设置数据的【采样时间】，导出【时间间隔】设置，或【立即导出】，到U盘中的功能。或【自定义】文件名来导出单独功能，来满足不同的需求。
    数据报表文件导出有【自动导出】、【立即导出】；设置、【自定义文件名手动导出】的方式；导出文件的大小可自由设定如：1小时、2小时、3小时、8小时。 显示剩余【内存空间 】  
    历史数据、报警查询、查询打印设历史数据曲线的【起始时间】、【结束时间】；显示历史数据曲线；同时订购微型打印机，才有打印功能。

四、新一代真彩人机界面配用AI电炉控制柜性能
    1、AI电炉控制柜电器回路：
    具备优良的测量和控制性能，装配高性能的可控硅电炉温度控制柜，由于采用模块化结构，为电炉控制柜设计带来前所未有的方便。实现程序升降温控制；硅钼棒采用分段功率限制；多区温控外部控制同步启动/停止。其控制输出可选用具备“烧不坏”特性的可控硅触发模块。
    能直接用时间比例过零、移相触发各种单向、双向可控硅及功率模块或选配G模块控制固态继电器；配合AIJK系列三相移相/周波过零可控硅调功模块。AIJK系列是应用了单片机技术的智能化三相移相触发及周波过零两用触发器，功能强大且可靠性高，能适应各种电炉丝、硅碳棒及负载采用变压器降压的硅钼棒。钨丝等各种类型工业电炉。不仅降低成本，而且简化安装并提高可靠性。报警输出可选用继电器触点开关或可控硅无触点开关。
    2、程序曲线的编排：
    在新一代真彩人机界面AI-2070S/C分体式无纸记录仪上可对AI程序仪表的程序曲线的编排；程序表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。型号AI-808PAX3L5L5S4；程序是按【温度－时间－温度】的格式来程序升温，具有50段程序编程功能，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如：警灯、风机、报警，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。 
    3、可控硅的选择：
    根据负载接线方式的不同：星型三相四线制结构负载采用双向可控硅（只适合300A以下可控硅）或单相可控硅反并联电路（推荐采用MCC系列功率模块）；星型三相三线制或三角型三相三线制结构负载采用单相可控硅＋二极管电路（推荐采用MCD系列功率模块）；
    根据加热元件的特性，合理选择可控硅功率的型号。功率的大小对保护可控硅有着很重要的作用。可控硅的电流简单计算方法：加热元件为电阻丝；三相功率18KW÷3＝每相6KW功率；每相6KW÷220V＝27A≈40A；加热元件为硅碳棒；安全过载电流要乘3倍 ；18KW÷3相＝6KW÷220V＝27A×3倍＝81A≈90A；对于大容量的负载建议乘3.5倍。

五、结束语：
    宇电可控硅电炉控制柜AI系列仪表具备优良的测量和控制性能，由于采用模块化结构，为电炉控制柜设计带来前所未有的方便。例如其输出可配用具备“烧不坏”特性的可控硅触发模块，能直接用时间比例过零、周波过零或移相方式触发各种单向、双向可控硅及功率模块，不仅降低成本，而且简化安装并提高可靠性。   近年随着电气控制技术的发展，电加热炉自动控制系统得到了快速的发展，新一代真彩人机界面分体式无纸记录仪的功能不断提高，控制系统都得到了很好应用和发展，使电加热炉的控制技术更具有飞跃的提高。