專利名稱：具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無紙記錄儀，特別是指一種具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無紙記錄儀采用把信號采集、數(shù)據(jù)處理和圖形顯示模塊集成于一體的結(jié)構(gòu)，能夠提供數(shù)字、棒圖、水平/垂直趨勢顯示模式，逐步替代了傳統(tǒng)的機(jī)械式記錄儀，但升級和維修麻煩，也無法提供過程監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛采用的流程圖顯示模式。一些廠家為了滿足用戶這一需求，采用高檔硬件平臺，不但導(dǎo)致記錄儀成本增加，而且操作十分不便，生成的流程圖質(zhì)量也欠佳。另外，現(xiàn)在市場上流行的無紙記錄儀，僅僅記錄實際的物理通道測量值，而流程工業(yè)的生產(chǎn)和管理，常希望獲取若干物理通道測量值之間的某種組合，這對于生產(chǎn)和管理往往更有價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀。
本發(fā)明的具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀，包括萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)兩部分，萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)通過串口相連。
上述的萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)為市售商品。
萬能數(shù)據(jù)采集模塊中包括信號調(diào)理匹配模塊、光耦陣列、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器；嵌入式PC104單板機(jī)包括PC104總線，掛載在PC104總線上的CPU、液晶顯示屏、串口通信、RAM、ROM、鍵盤和網(wǎng)卡。
工作過程如下當(dāng)運行于流程圖顯示模式時，由萬能數(shù)據(jù)采集模塊將需要測量的信號首先經(jīng)過信號調(diào)理匹配模塊，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的電壓信號，然后通過A/D采樣和光耦陣列隔離，把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送至微處理器，微處理器對信號進(jìn)行相應(yīng)的處理(如量程變換、儲存等)，再通過串口發(fā)送到嵌入式PC104單板機(jī)，這樣就實現(xiàn)單一數(shù)采模塊對多種工藝參數(shù)(如熱電偶、熱電阻、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流信號)的采集。
嵌入式PC104單板機(jī)完成系統(tǒng)組態(tài)，并通過TCP/IP接口與上層自動化系統(tǒng)集成。上層自動化系統(tǒng)的PC機(jī)把通過TCP/IP接口得到的數(shù)據(jù)生成流程圖及配套的流程圖顯示信息文件；然后把流程圖和顯示信息文件同時下載至嵌入式PC104單板機(jī)，PC104單板機(jī)根據(jù)流程圖顯示信息在液晶顯示屏上顯示工藝流程圖。
虛擬通道是若干物理通道采樣值之間的某種組合，虛擬通道的數(shù)據(jù)對生產(chǎn)和管理往往具有更重要的價值。當(dāng)使用虛擬通道時，萬能數(shù)采模塊只采集物理通道的數(shù)據(jù)，并將物理數(shù)據(jù)上傳至嵌入式PC104單板機(jī)；嵌入式PC104單板機(jī)根據(jù)接收到的物理通道數(shù)據(jù)及通道參數(shù)組態(tài)文件，對相應(yīng)物理通道數(shù)據(jù)進(jìn)行組合生成虛擬通道數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的無紙記錄儀具有顯示、存儲、打印物理通道和虛擬通道數(shù)據(jù)、以及流程圖顯示模式等功能。采用PC機(jī)平臺上離線生成流程圖，然后下載至記錄儀顯示，在不增加產(chǎn)品成本的前提下，實現(xiàn)記錄儀流程圖顯示模式功能。采用萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)分體式結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，只需更換相應(yīng)的模塊，不會導(dǎo)致生產(chǎn)中止。采用PC104嵌入式單板機(jī)，可以很容易實現(xiàn)產(chǎn)品的更新升級。


圖1是無紙記錄儀構(gòu)成示意圖；圖2是無紙記錄儀與網(wǎng)絡(luò)連接示意圖；圖3無紙記錄儀中嵌入式PC104單板機(jī)的程序框圖。
具體實施例方式
參見圖1，具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀包括萬能數(shù)采模塊1和嵌入式PC104單板機(jī)2兩部分，萬能數(shù)采模塊1和嵌入式PC104單板機(jī)2通過串口相連。
所說的萬能數(shù)據(jù)采集模塊包括信號調(diào)理匹配模塊、光耦陣列、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器；嵌入式PC104單板機(jī)包括PC104總線，掛載在PC104總線上的CPU、液晶顯示屏、串口通信、RAM、ROM、鍵盤和網(wǎng)卡，網(wǎng)卡與工業(yè)以太網(wǎng)相連。
萬能數(shù)采集模塊1的信號調(diào)理匹配模塊可以根據(jù)嵌入式PC104單板機(jī)2的組態(tài)信息進(jìn)行設(shè)置，實現(xiàn)單個萬能數(shù)采模塊對多種工藝參數(shù)(如熱電偶、熱電阻、標(biāo)準(zhǔn)電壓電流信號)的采集、處理和存儲，生產(chǎn)現(xiàn)場工藝參數(shù)分別接入信號調(diào)理模塊的接線端子。嵌入式PC104單板機(jī)用于實現(xiàn)信號的圖形顯示功能，PC104總線上掛載了CPU、液晶屏、串口通信、RAM、ROM、鍵盤、網(wǎng)卡等模塊，其中液晶屏為10.4”(分辨率800×600)，電子盤用來存儲物理通道(包括二次生成的虛擬通道)采樣值的歷史數(shù)據(jù)，程序固化在ROM上，加載至RAM中運行，提供觸摸式小鍵盤和USB接口，網(wǎng)卡提供TCP/IP接口與上層自動化系統(tǒng)集成。萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)通過串口通信。
根據(jù)用戶需要，可以如圖2所示，在工業(yè)以太網(wǎng)上接入多臺無紙記錄儀。
以下結(jié)合圖3，說明具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀工作過程。
具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀運行時，程序切換主控函數(shù)負(fù)責(zé)記錄儀離線組態(tài)和在線運行兩種狀態(tài)間的切換；離線組態(tài)控制函數(shù)完成記錄儀系統(tǒng)、通道參數(shù)、頁面顯示、PID控制參數(shù)等組態(tài)項的切換和設(shè)置；其中通道參數(shù)離線組態(tài)模塊由物理通道參數(shù)組態(tài)和虛擬通道參數(shù)組態(tài)兩部分組成，分別對物理和虛擬通道進(jìn)行組態(tài)。在線運行控制函數(shù)實現(xiàn)顯示頁面切換控制函數(shù)和歷史數(shù)據(jù)查詢，電子盤、PID控制等操作項的切換；顯示頁面切換控制函數(shù)則進(jìn)行數(shù)字、棒圖、水平、垂直、流程圖顯示模式的切換；只要進(jìn)入在線運行狀態(tài)，串口通信模塊和虛擬通道數(shù)據(jù)生成模塊就立即運行。
具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀在嵌入式PC104單板機(jī)上完成系統(tǒng)組態(tài)，包括物理通道和虛擬通道的配置，實際使用通道數(shù)根據(jù)現(xiàn)場的需求可以進(jìn)行配置。對于物理通道還有設(shè)置上下限報警等功能。虛擬通道數(shù)據(jù)由幾個物理通道組合而成，可以根據(jù)需求設(shè)置有哪幾個物理通道組合而成及每個通道的系數(shù)。記錄儀運行時，萬能數(shù)采模塊只采集物理通道的數(shù)據(jù)，并將物理數(shù)據(jù)上傳至嵌入式PC104單板機(jī)；嵌入式PC104單板機(jī)接收物理通道數(shù)據(jù)，根據(jù)離線組態(tài)生成的通道參數(shù)組態(tài)文件，對相應(yīng)物理通道數(shù)據(jù)進(jìn)行組合生成虛擬通道數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的無紙記錄儀具有數(shù)字、棒圖、水平、垂直、流程圖等顯示模式，操作工可以根據(jù)需要和偏好，選擇相應(yīng)的顯示模式。如選擇流程圖顯示模式，則以流程圖的模式顯示工藝參數(shù)；如選擇數(shù)字顯示模式，則以數(shù)字的模式顯示工藝參數(shù)(包括虛擬工藝參數(shù))。其中的流程圖顯示模式采用在PC平臺上離線生成流程圖及配套的流程圖顯示信息文件；然后把流程圖和顯示信息文件同時下載至嵌入式PC104單板機(jī)上顯示工藝流程圖，這樣在不增加產(chǎn)品成本的前提下，實現(xiàn)記錄儀流程圖顯示模式功能。
權(quán)利要求
1.具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀，其特征在于包括萬能數(shù)采模塊(1)和嵌入式PC104單板機(jī)(2)兩部分，嵌入式PC104單板機(jī)(2)和萬能數(shù)采模塊(1)通過串口相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有虛擬通道和流程圖顯示模式的無紙記錄儀，它包括萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)兩部分，萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)通過串口相連。本發(fā)明的無紙記錄儀具有顯示、存儲、打印物理通道和虛擬通道數(shù)據(jù)、以及流程圖顯示模式等功能。采用PC機(jī)平臺上離線生成流程圖，然后下載至記錄儀顯示，在不增加產(chǎn)品成本的前提下，實現(xiàn)記錄儀流程圖顯示模式功能。采用萬能數(shù)采模塊和嵌入式PC104單板機(jī)分體式結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，只需更換相應(yīng)的模塊，不會導(dǎo)致生產(chǎn)中止。采用PC104嵌入式單板機(jī)，可以很容易實現(xiàn)產(chǎn)品的更新升級。
文檔編號G05B19/048GK1963708SQ20061015494
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者吳明光, 傅煒鋼 申請人:浙江大學(xué)