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技術(shù)文章

無紙記錄儀
一、無紙記錄儀簡介　　
   無紙無筆記錄儀摒棄了傳統(tǒng)記錄儀中使用的記錄筆和記錄紙，把工業(yè)現(xiàn)場的各種需要監(jiān)視記錄的輸入信號，通過本機CPU數(shù)據(jù)處理，一方面在大屏幕液晶顯示屏幕上以多種形式的畫面顯示出來，另一方面把這些監(jiān)察信號的數(shù)據(jù)存放在本機內(nèi)藏的大容量存儲芯片內(nèi)，以便在本記錄儀上直接進行數(shù)據(jù)和圖形查詢、翻閱和打印。帶有軟磁盤驅(qū)動的EXII型無紙記錄儀還可將這些數(shù)據(jù)進行拷盤存檔，用戶可用我們提供的上位機
 
軟件，對已記錄數(shù)據(jù)的軟盤，在上位機上重現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線。本機可配有RS422/RS485串行通信標(biāo)準(zhǔn)，以[2]及相關(guān)軟件進行實時的或歷史的數(shù)據(jù)通信、曲線和列表顯示等。
 

  二、無紙記錄儀的分類

　　中長圖彩屏無紙記錄儀[1]，藍屏無紙記錄儀，彩屏無紙記錄儀，單色無紙記錄儀，黃屏記錄儀
 
　　其中藍屏無紙記錄儀又包括：MAT10FC系列補償流量積算記錄儀，MAT10F系列流量積算記錄儀，MAT10R無紙記錄儀，MAT30藍屏無紙記錄儀，MAT70B高精度巡檢記錄儀，彩屏記錄儀包括MAT70彩屏無紙記錄儀，MAT70A彩色巡檢記錄儀！無紙記錄儀通道數(shù)可以分為：1通道到12通道為比較常規(guī)記錄儀，16通道記錄儀由于散熱等問題，不太用于現(xiàn)場，40通道由于外科面積比較大。為281×281，所以解決了散熱的問題，而且屏幕比較大，方便于觀看！
 
　　無紙記錄儀，采用靈活的主機+下位機結(jié)構(gòu)。主機采用5.7”真彩色屏，工控PC主板，下位機采用ST-130系列儀表。一臺記錄儀可記錄多達16個通道；具有豐富的圖形畫面，具備實時數(shù)據(jù)、實時曲線、報警信息、歷史記錄、報表打印等多種功能，并可制作工藝流程圖；數(shù)據(jù)可采用USB盤直接備份，也可通過RS232/485通訊備份至其他計算機，并可自動進行備份實時顯示數(shù)據(jù)。新功能:USB接口：插U盤備份歷史數(shù)據(jù)和報警信息，接打印機打印歷史曲線和數(shù)據(jù)；可通過U盤備份歷史數(shù)據(jù)，再到PC上用“無紙記錄儀U盤采集系統(tǒng)”進行歷史數(shù)據(jù)查看與分析。
 
　　
 

 

三、技術(shù)參數(shù)

　　測量精度：±（0.2%FS+1）個字
 
　　電源電壓:85-240VAC
 
　　顯 示：320×240點陣式
 
　　5.7英寸彩色液晶顯示
 
　　輸入規(guī)格：
 
　　熱電偶：K、S、E、J、T、B
 
　　線性電壓：0-5V、1-5V
 
　　線性電流：0-10mA、4-20mA
 
　　頻率信號：0-10KHZ
 
　　輸出規(guī)格：
 
　　32路繼電器控制輸出
 
　　DC24V饋電
 
　　打印/通訊接口
 
　　配USB存儲功能
 
　　記錄時間：
 
　　記錄間隔時間可設(shè)定：1、2、5、10、15、
 
　　30、60、120、240秒
 
　　外形尺寸：144×144×255mm
 
　　安裝尺寸：138×138×255mm
 
　　環(huán)境溫度：
 
　　0-50℃
 
　　環(huán)境濕度：
 
　　0-85%RH
 
　　三、彩色無紙記錄儀安裝及接線端子
 

四、無紙記錄儀的使用

　　本節(jié)介紹一個簡單的虛擬儀器——可以在多個實驗中采集數(shù)據(jù)的無紙記錄儀的基本組成和使用。
 
　　無紙記錄儀的信號接入有兩種方式：
 
　　1）放大器加采集卡的方式；其結(jié)構(gòu)簡單，造價不高，在實驗中具有一定的通用性，可以與多種儀器配接，適用于作為學(xué)生實驗的數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性主要取決于放大器的性能，II放大器放大誤差<±1%，已能滿足實驗與一般的應(yīng)用研究需要。
 
　　2）串口方式：用于具有串口輸出的儀器。由于不同儀器串口參數(shù)設(shè)置有所不同，使用時需要根據(jù)儀器使用說明進行設(shè)置。
 

  五、無紙記錄儀的應(yīng)用

　　無紙記錄儀和無線通訊技術(shù)的有機結(jié)合，有效的解決了油田地域十分分散，而又急需解決數(shù)據(jù)遠傳和自動控制問題。本文向你介紹彩色無紙記錄儀在國內(nèi)某大型油田采油集、輸系統(tǒng)中的應(yīng)用一例。
 
　　■現(xiàn)場情況
 
　　油田油井十分分散，往往離采油廠幾公里甚至幾十公里，因此，輸送原油及天然氣的管線遍布油區(qū)各地，要想實時獲得每口井以及各個區(qū)域的采油/氣量十分困難，多年來，各大油田的采油站、聯(lián)合站、運銷處等大都采用各采油站填寫報表的形式統(tǒng)計每天每口井以及各個區(qū)域的采油/氣量，然后通過累加的方式獲得月產(chǎn)量，這樣的方法不但要花費大量的人力和物力，很易出錯，而且在時間上也嚴(yán)重滯后，采油廠、油田很難動態(tài)掌握每口井甚至每個區(qū)域的采油情況，對突發(fā)事件難以做出迅速反應(yīng)，有時甚至造成重大損失。因此，給油田管理帶來諸多不便，對油田整體效益的提高造成重大影響。
 
　　■系統(tǒng)組成
 
　　其主要部分有:無紙記錄儀、渦街流量變送器、壓力變送器、Pt100熱電阻以及無線通訊設(shè)備和后方計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖所示。
 
　　該系統(tǒng)的核心是彩色無紙記錄儀，該產(chǎn)品是研發(fā)、生產(chǎn)的，是以CPU為核心，輔以大規(guī)模集成電路和圖形液晶顯示器的新型智能化記錄儀表，其性能、技術(shù)指標(biāo)達到了國際先進水平，與同類產(chǎn)品相比，該記錄儀有許多獨到之處，特別適合油田現(xiàn)場較為復(fù)雜的顯示和控制需要。首先，它質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，在線校正，能夠適應(yīng)油田現(xiàn)場惡劣溫度與電磁環(huán)境，另一方面，它所有輸入、輸出信號全隔離，并實現(xiàn)智能調(diào)理、萬用輸入功能，各種信號可直接輸入，記錄儀內(nèi)部可自動識別，且可以為一次儀表提供全隔離配電，使用、維護非常方便；第三方面，精度非常高，可達到千分之一的精度；第四，高性價比。不但能顯示、記錄，而且具有調(diào)節(jié)、報警輸出功能，特別適于高度分散，既需顯示，又需控制的油田現(xiàn)場；第五，其內(nèi)部固化了常規(guī)控制算法、常用介質(zhì)溫壓補償、流量累計等功能塊；第六，它具有通訊和聯(lián)網(wǎng)功能，記錄儀上可配有兩個RS-485接口和一個RS-232接口，使用它們可方便的組成網(wǎng)絡(luò)，另外，體積小、容量大。*多可達8個輸入通道，也可構(gòu)成8路PID，同時可有12個開關(guān)量輸出。
 
　　在本應(yīng)用案例中，該系統(tǒng)主要用于采油站、聯(lián)合站對每口井以及各個區(qū)域采油、氣量的實時顯示、記錄，并把實時數(shù)據(jù)通過無線的方式傳送給采油廠的調(diào)度中心，并可對各個實時數(shù)據(jù)進行累計，生成相應(yīng)報表。
 
　　在該系統(tǒng)中，一般配10個輸入通道、4各輸出通道、6個開關(guān)量輸出的彩色無紙記錄儀。根據(jù)每個采油站、聯(lián)合站的具體情況，其配置作相應(yīng)改變，但*多可配16通道（包括輸出通道）和12個開關(guān)量輸出，如果一臺無紙紀(jì)錄儀不能滿足需要，可配多臺，多臺記錄儀可公用一臺無線發(fā)射裝置，作為和基地通訊的通道。
 
　　對于原油，由于其為液體，不需進行溫度壓力補償，對于天然氣，其流量累計采用了彩色無紙記錄儀內(nèi)部集成的專用的溫度、壓力補償算法。
 
　　■系統(tǒng)主要功能
 
　　該系統(tǒng)雖然硬件結(jié)構(gòu)簡單，投資少，但它不但實現(xiàn)了油田采油量的實時采集、顯示，為油田的管理上一臺階，而且可以大大減少意外事故損失，其主要功能有：
 
　　●及時性。油田后方能夠?qū)崟r掌握每個區(qū)域、甚至每口油、氣井的生產(chǎn)動態(tài)，為快速制定生產(chǎn)和經(jīng)營方案提供決策依據(jù)。
 
　　●自動報警系統(tǒng)。在出現(xiàn)意外情況，如輸油管線破裂，造成主管流量和分支管線流量之和產(chǎn)生較大差異，上位計算機經(jīng)運算發(fā)出報警，提醒用戶及時采取措施，減少事故損失。
 
　　●在局部區(qū)域，如一個采油站或聯(lián)合站內(nèi)，出現(xiàn)異常情況，如某管線壓力嚴(yán)重下降，可自動關(guān)閉相關(guān)閥門，防止事故發(fā)生。
 
　　●提高統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)提供各種形式的自動報表，不但節(jié)約大量人力，也減少了因認(rèn)為因素造成的誤差。
 
　　●系統(tǒng)維護量小。由于采用了無線通訊技術(shù)，野外沒有通訊線路，可大大減少維護量。
 
　　●在采油站、聯(lián)合站也可監(jiān)控每口井或每個采油站的生產(chǎn)情況，不但有瞬時流量，而且有累計流量；各參數(shù)不但有棒圖指示，而且有歷史曲線顯示，各項參數(shù)一目了然。
 
　　●針對天然氣的特點，我們在記錄儀內(nèi)集成了其專用流量累積計算算法，其溫度、壓力補償計算公式如下：
 
　　●后方作為數(shù)據(jù)服務(wù)器的計算機通過無線方式接收數(shù)據(jù)后，不但本機可以顯示、進行數(shù)據(jù)處理和報表打印，而且可通過網(wǎng)絡(luò)達到數(shù)據(jù)共享。
 
　　●雙重記錄功能。無紙記錄儀和后方計算機同時記錄，互為冗余，可較好的防止數(shù)據(jù)丟失，即使計算機中的數(shù)據(jù)由于各種原因丟失，可方便的從記錄儀中取回歷史數(shù)據(jù)。
 
　　●本系統(tǒng)現(xiàn)場部分采用無紙記錄儀，集采集、控制、記錄、顯示于一體，結(jié)構(gòu)簡單，功能強大。
 
　　●配備了配套的計算機管理軟件，用戶可根據(jù)需要，十分方便的組態(tài)自己所需的畫面及處理數(shù)據(jù)。
 
　　無紙記錄有以下特點： 快速啟動整個系統(tǒng)（小于 8s）；低功耗，免風(fēng)扇設(shè)計，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 利用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，提高了工作效率；使用 TFT-LCD ， 亮度達 350cd/m2，色彩絢麗，無視角；具有數(shù)字、曲線、百分比棒圖、追憶、報警狀況、時間等顯示。
 
　　
 

六、功能特點

　　：
 
　　◆進口SHARP 10.4 英寸640x 480 點陣TFT高亮度彩**形液晶顯示屏，CCFL 背光、畫面清晰、色彩絢麗、寬視角。
 
　　◆屏幕亮度可以自由調(diào)節(jié)；
 
　　◆高速、高性能32位ARM微處理器，畫面響應(yīng)時間小于0.5秒，可同時實現(xiàn)40 路信號的檢測、記錄、顯示和報警；
 
　　◆采用*新大規(guī)模集成電路．國際名廠元器件精心設(shè)計；
 
　　◆大容量FLASH閃存芯片存貯歷史數(shù)據(jù)，掉電永不丟失數(shù)據(jù)；
 
　　◆全隔離萬能輸入，可輸入多種信號，無需跳線，通過軟件組態(tài)即可；
 
　　◆工程量顯示數(shù)值范圍寬，可顯示5 位數(shù)值：-9999~19999；
 
　　◆支持真空度科學(xué)計數(shù)法顯示；
 
　　◆曲線顯示可以自由組合，自定義曲線顏色；
 
　　◆曲線走紙方式可設(shè)定橫向或縱向；
 
　　◆中文菜單組態(tài)、顯示工程位號，工程單位。軟件密碼鎖保證用戶組態(tài)**；
 
　　◆使用T6 拼音輸入法，自由輸入位號和單位；
 
　　◆報警顯示，同時指示各路通道的下下限、下限、上限、上上限報警。可以記錄*近的15條報警信息；
 
　　◆使用USB 接口轉(zhuǎn)存和備份歷史記錄，支持256M 、512M、IG 優(yōu)盤；
 
　　◆標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口：RS-485 和RS-232C；
 
　　◆標(biāo)準(zhǔn)Modbus 通訊協(xié)議。除支持本公司的ScanX數(shù)據(jù)管理軟件外，還支持iFIX 、組態(tài)王、MCGS 等流行專業(yè)組態(tài)軟件，無需專用驅(qū)動；
 
　　◆可外接微型打印機，支持手動打印、定時自動打印，滿足用戶現(xiàn)場打印的需要；
 
　　◆集成硬件實時時鐘，掉電情況下時鐘也能準(zhǔn)確運行；
 
　　◆新型開關(guān)電源，85VAC~265VAC 范圍內(nèi)正常工作；
 
　　◆提供變送器＋24VDC 隔離配電。
 
　　◆金屬外殼，允許在惡劣的環(huán)境下使用。