彩色無紙記(jì)錄儀是以多(duō)微處理器(qì)組成處理器網絡的功(gōng)能(néng)強，實時性(xìng)好的新一代記錄儀表
。其特點在於可(kě)對標準電(diàn)壓，電流(liú)，熱(rè)電(diàn)阻，熱電(diàn)偶(ǒu)信號實(shí)現(xiàn)通用(yòng)輸入(rù)，使(shǐ)裝(zhuāng)調簡(jiǎn)化(huà)；采(cǎi)用(yòng)先進(jìn)的A/D技術(shù)和自(zì)校正技術(shù)，提高(gāo)了自動抗溫漂(piāo)的(dí)能(néng)力，對(duì)惡劣(liè)環(huán)境中(zhōng)的(dí)各(gè)種(zhǒng)幹擾(rǎo)進(jìn)行了有(yǒu)效地(dì)濾除；運用帶掉電(diàn)保護的(dí)大容(róng)量(liáng)RAM，紹(shào)興中(zhōng)儀可(kě)做到(dào)zui大512M的存(cún)儲容(róng)量(liáng)和CF存儲卡(qiǎ)（128-1G）相結合，以解決(jué)近期數(shù)據(jù)的(dí)查(chá)閱和長期(qī)數據保存的矛盾
。采用(yòng)TFT真(zhēn)彩色5英(yīng)寸液晶體現屏，擴大了(liǎo)體現信(xìn)息(xī)
。友(yǒu)好(hǎo)的(dí)人機界(jiè)麵，有(yǒu)工(gōng)程量體(tǐ)現，棒圖(tú)體現(xiàn)，曲綫體現(xiàn)等多(duō)幅畫麵便(biàn)於(yú)查閱；多達(dá)5級(jí)的靈活(huó)的中(zhōng)文菜單進行係(xì)統(tǒng)設(shè)置(zhì)，並(bìng)有密碼對(duì)設(shè)定參數(shù)進行保護；采(cǎi)用RS-232/RS-485通(tōng)訊(xùn)接口，與PC機(jī)實(shí)現數據通(tōng)訊(xùn)及上(shàng)位(wèi)機組態(tài)，還可(kě)外(wài)接微型串行(háng)打印機(jī)打印各(gè)通道數據及實(shí)時(shí)報警(jǐng)狀態欄；外(wài)殼(ké)設計采用(yòng)專用鋁合金(jīn)型(xíng)材，具有較好(hǎo)的(dí)抗幹擾能力，安(ān)裝方(fāng)便，美(měi)觀實(shí)用
。可(kě)廣(guǎng)泛用於(yú)化工(gōng)，冶金(jīn)，石油等(děng)各種(zhǒng)領域中對生產(chǎn)過程中工(gōng)業參(cān)數(shù)的采(cǎi)樣，監(jiān)測，分析，存儲(chǔ)，彌補(bǔ)了(liǎo)機(jī)械式有紙記錄儀卡紙(zhǐ)，墨水泄(xiè)漏(lòu)，機械(xiè)結構復雜，維護成本(běn)高(gāo)，功能有限等(děng)種種缺陷，是(shì)自(zì)動(dòng)化(huà)生產(chǎn)中(zhōng)理(lǐ)想(xiǎng)的換(huàn)代儀(yí)表(biǎo)
。

無紙(zhǐ)記錄(lù)儀工(gōng)作(zuò)原理

無紙(zhǐ)記錄(lù)儀中的(dí)通道板分別(bié)將各種模擬輸(shū)入信號(hào)經(jīng)采樣，放大後送(sòng)到A/D轉換(huàn)部(bù)分
。此(cǐ)信號(hào)經(jīng)A/D轉換(huàn)器(qì)轉(zhuǎn)換成(chéng)數(shù)字量(liáng)，並經(jīng)數字(zì)濾(lǜ)波後存入數據存儲區，通(tōng)道(dào)板CPU每(měi)0.2s與主(zhǔ)板CPU進(jìn)行(háng)通(tōng)訊，把(bǎ)測量(liáng)數據傳(chuán)送(sòng)給(gěi)主(zhǔ)板，主(zhǔ)板(bǎn)對此(cǐ)數(shù)據(jù)進行(háng)必(bì)要的處理(lǐ)，將其轉換成工(gōng)程(chéng)值或曲綫(xiàn)（體現(xiàn)屏的(dí)坐標(biāo)），在體現屏(píng)不(bù)同(tóng)的畫麵中(zhōng)體(tǐ)現這(zhè)些信(xìn)息
。此(cǐ)外，CPU還將測(cè)量值得分別(bié)在(zài)RAM和(hé)FLASH存儲(chǔ)卡(qiǎ)存(cún)儲，進行上下(xià)限(xiàn)報警處(chǔ)理(lǐ)，並根(gēn)據報(bào)警(jǐng)輸出(chū)設(shè)置(zhì)將(jiāng)報警(jǐng)狀(zhuàng)態以(yǐ)接點(diǎn)的方式在相(xiāng)應(yīng)的繼電器(qì)上(shàng)輸出
。

CPU通過(guò)數據(jù)總綫(xiàn)接(jiē)受(shòu)鍵盤(pán)操作命令(líng)，根(gēn)據(jù)此(cǐ)命(mìng)令進(jìn)行(háng)相應的處理及體現
。把各項(xiàng)設定參(cān)數(shù)存儲在EEPROM中
。並根據打(dǎ)印設置，將相應(yīng)的數據通(tōng)過RS232通訊接口(kǒu)傳(chuán)送到打印機，將數(shù)據(jù)打(dǎ)印出(chū)來
。

無(wú)紙記(jì)錄(lù)儀(yí)硬件(jiàn)結(jié)構(gòu)

無紙記錄(lù)儀由主板，通道板(bǎn)，體現屏(píng)，鍵(jiàn)盤，存儲卡，繼(jì)電(diàn)器輸出板(bǎn)，通(tōng)訊板和(hé)電源6部分組成，相互之間由(yóu)帶(dài)纜(lǎn)和(hé)總(zǒng)綫(xiàn)插槽連接
。

體(tǐ)現屏

采(cǎi)用點陣(zhèn)式(shì)彩色液晶體現屏(píng)，分辨率(shuài)為220*160，可體(tǐ)現8種顏(yán)色(sè)，從而實現(xiàn)漢(hàn)字，圖形，表(biǎo)格的(dí)體(tǐ)現
。

主板

主(zhǔ)板(bǎn)緊張包括單片(piàn)機(jī)係統(tǒng)和信號切換單元
。

無紙記(jì)錄儀硬(yìng)件結構(gòu)圖

單(dān)片(piàn)機(jī)係(xì)統(tǒng)

采用8位單片(piàn)機80C32和(hé)80C31，完成(chéng)對(duì)輸入信(xìn)號的測(cè)量，運(yùn)算，畫麵(miàn)體(tǐ)現(xiàn)和(hé)報警(jǐng)輸(shū)出(chū)以(yǐ)及(jí)通(tōng)訊(xùn)等功能(néng)，緊張包(bāo)括有CPU（80C31/80C32），EPPOM（27C512），EEPROM（24LC02），RAM（628128），看門(mén)狗（DS1232），時鐘(zhōng)（DS1216）
。

具有(yǒu)掉(diào)電(diàn)保(bǎo)護的RAM可(kě)以防(fáng)止意(yì)外(wài)掉電(diàn)或(huò)關機情(qíng)況(kuàng)下(xià)內部(bù)設定(dìng)參(cān)數及(jí)記錄(lù)數據(jù)的丟(diū)失
。關(guān)鍵(jiàn)數據(jù)的保(bǎo)護，以及(jí)通訊參數(shù)的設(shè)置(zhì)等，對(duì)無(wú)紙(zhǐ)記(jì)錄儀來說是到(dào)頭嚴重的(dí)，直(zhí)接影響它的(dí)正常運行
。

看門狗緊張(zhāng)防止儀表因受(shòu)外(wài)界(jiè)幹擾而(ér)出(chū)現死(sǐ)機現(xiàn)象，一旦(dàn)CPU或RPROM受(shòu)到(dào)幹擾(rǎo)千萬程序混(hùn)亂，看(kàn)門狗將(jiāng)在(zài)特定(dìng)的時(shí)間(jiān)內重新復(fù)位(wèi)CPU，使(shǐ)其(qí)重(zhòng)新運行，從而保(bǎo)證儀表正(zhèng)常運行(háng)
。

時鐘緊(jǐn)張為該(gāi)儀(yí)表(biǎo)提(tí)供(gōng)實時(shí)時間，CPU隻需在(zài)一(yī)定時(shí)間內(nèi)讀取(qǔ)時鐘芯(xīn)片內(nèi)的(dí)時鐘數(shù)據關於體(tǐ)現屏體現，無需占(zhān)用(yòng)CPU內部(bù)定(dìng)時器(qì)，大大(dà)減少了(liǎo)CPU的(dí)資源和(hé)運行時間(jiān)
。在(zài)此時鐘芯片中還(huán)集成一塊(kuài)鋰電(diàn)池，在(zài)係(xì)統掉電(diàn)或(huò)關(guān)機(jī)時，保護了實時時(shí)鐘以及(jí)RAM中存(cún)儲的數(shù)據(jù)
。

EEPROM（24LC02）中存(cún)儲(chǔ)了各通道(dào)的(dí)設(shè)定參(cān)數，每個通道(dào)都(dū)有一片24LC02，分(fēn)別記錄了該通道(dào)的調校數據，設置(zhì)參數（包括信號(hào)類(lèi)型，量程(chéng)上下限(xiàn)，工程量程，數據記(jì)錄(lù)間(jiān)隔，報警(jǐng)上下限(xiàn)等），芯(xīn)片(piàn)采(cǎi)用(yòng)兩綫製，極(jí)大(dà)地(dì)節省(shěng)了係(xì)統(tǒng)資源
。

繼(jì)電器控(kòng)製(zhì)單元(yuán)

緊張(zhāng)根(gēn)據(jù)報(bào)警輸出的狀態為繼電器的通/斷(duàn)提(tí)供(gōng)控(kòng)製(zhì)信(xìn)號(hào)
。

通道(dào)板(bǎn)

由(yóu)於無紙記(jì)錄儀接(jiē)受(shòu)的模擬(nǐ)信(xìn)號(hào)為(wéi)標準信號(hào)或各種熱電偶，熱電(diàn)阻信(xìn)號(hào)，主機需要(yào)具有對(duì)其(qí)進行一(yī)係(xì)列的信號處理(lǐ)功能：單(dān)片(piàn)機(jī)控製多嘴開關的(dí)切(qiē)換，毫(háo)伏(fú)信號的(dí)放大，A/D轉(zhuǎn)換，zui後(hòu)將轉(zhuǎn)換後(hòu)的數(shù)據算(suàn)術(shù)平均(jūn)值存入(rù)單(dān)片(piàn)機(jī)相應的單元(yuán)中
。

單片(piàn)機係(xì)統(tǒng)與通(tōng)道(dào)板(bǎn)的(dí)連(lián)接：單片機係(xì)統(tǒng)定時與(yǔ)通(tōng)道(dào)板通(tōng)訊，向通道板發送(sòng)指(zhǐ)令並從(cóng)通道(dào)板(bǎn)接受采(cǎi)樣數(shù)據，且各(gè)通道(dào)間(jiān)相(xiāng)互隔(gé)離
。

電源電路

采(cǎi)用低壓(yā)開(kāi)關電源，提(tí)高了轉(zhuǎn)換(huàn)聽從(cóng)，降低(dī)了功耗
。電(diàn)源電(diàn)路和輸入可選(xuǎn)用(yòng)交(jiāo)流AC220V/50Hz或(huò)直(zhí)接(jiē)DC24V電(diàn)源，以滿足不(bù)同(tóng)工業環境的要求
。

主機外(wài)殼

采(cǎi)用專用鋁合(hé)金(jīn)開票(piào)，開(kāi)孔尺寸(cùn)138*138mm，現在根(gēn)據需(xū)要，紹(shào)興(xīng)中儀開發了多(duō)款外形以適合不同的(dí)客(kè)戶(hù)需(xū)求(qiú)，如160*80mm，288*288mm等(děng)
。

無紙(zhǐ)記(jì)錄儀(yí)關鍵技(jì)術

信(xìn)號的通(tōng)用輸(shū)入(rù)

無(wú)紙記錄儀通(tōng)過後(hòu)端子的(dí)接(jiē)綫，係統(tǒng)菜單內(nèi)的(dí)設(shè)置(zhì)相(xiāng)結合(hé)，方(fāng)便地實(shí)現了不同(tóng)類(lèi)型信號(hào)的通用(yòng)輸(shū)入，其原理(lǐ)如圖(tú)2所示
。

圖(tú)2：無(wú)紙(zhǐ)記錄(lù)儀通(tōng)用(yòng)信(xìn)號輸(shū)入(rù)原(yuán)理圖

圖2中，S1及(jí)S2的(dí)開(kāi)閉情況(kuàng)如下，當信號為(wéi)熱電(diàn)偶，S2打開(kāi)，S1閉(bì)合(hé)；當信(xìn)號(hào)為標準信號(hào)時，S1打(dǎ)開,S2閉合；當信(xìn)號為(wéi)熱(rè)電阻(zǔ)時，S1，S2都打(dǎ)開(kāi)
。

熱電阻采樣

無紙記(jì)錄儀(yí)采(cǎi)用(yòng)模擬開關(guān)進行(háng)通(tōng)道切換(huàn)對(duì)熱電阻(zǔ)信號(hào)采(cǎi)樣(yàng)，由於模(mó)擬開(kāi)關(guān)內(nèi)的導通(tōng)電(diàn)阻(zǔ)是不可(kě)知的(dí)，且各通道間(jiān)導通電阻(zǔ)也(yě)不相通，所(suǒ)以需(xū)要(yào)在(zài)電路設計上進行考(kǎo)慮，細致(zhì)方法如圖(tú)3所示
。

無紙記錄(lù)儀熱(rè)電阻采(cǎi)用(yòng)電路圖

圖(tú)三(sān)中，R102，R101分別為被測熱(rè)電(diàn)阻(zǔ)的(dí)上，下限(xiàn)電阻(zǔ)值(zhí)，電(diàn)流(liú)源流經被(bèi)測(cè)熱(rè)阻或(huò)標(biāo)準電阻(zǔ)時，產(chǎn)生電壓，而(ér)從Y端(duān)取出的電(diàn)壓為(wéi)模擬開關前端的電壓(yā)，排除了導通電阻的(dí)影響(xiǎng)，提(tí)高了精度(dù)
。

緊張(zhāng)技術指(zhǐ)標(biāo)

基本誤(wù)差：±0.2%，歷史(shǐ)記(jì)錄回放誤(wù)差：±0.1%，報警誤差(chà)：±0.1%，重(zhòng)復性誤差(chà)：±0.1%，報警重(zhòng)復性誤差(chà)：±0.1%，串行口(kǒu)輸出：RS-232，電源(yuán)AC220V±10%或DC24V
。

結(jié)束語

無(wú)紙記錄儀(yí)表(biǎo)現(xiàn)出適應範圍(wéi)廣(guǎng)，使簡(jiǎn)單(dān)，精(jīng)確可(kě)靠，功能強大等(děng)特點，是傳統無紙(zhǐ)記(jì)錄(lù)儀(yí)不能(néng)比擬的，可廣(guǎng)泛(fàn)應(yīng)用於石油，化工(gōng)，食(shí)品，自來水，水處(chǔ)理等行(háng)業中對生(shēng)產(chǎn)過程參數的測量(liáng)與記錄(lù)
。相(xiāng)信它會在自(zì)動化(huà)生(shēng)產過程(chéng)中(zhōng)發揮(huī)越(yuè)來(lái)越大的作(zuò)用
。

作者簡介(jiè)：王悅，北京(jīng)人，1994年畢業於(yú)北京(jīng)機械工業(yè)學院，目前(qián)在天津大學管(guǎn)理學(xué)院(yuàn)就讀，工(gōng)業工程專業(yè)在職(zhí)工程(chéng)碩(shuò)士
。