食品隧道爐在食品加工行業應用廣泛，用燃氣取代電力，以燃氣為能源對于用電緊張的地區有很大的意義，可以緩解該地區的電力緊張。現對一燃氣式食品隧道爐利用儀表進行系統整合開發應用的介紹。

二、設備參數及設備配置
　　該燃氣式食品隧道爐長13米，共分為3個區即進爐口區、中間區、出爐口區。每個區又分為上火區和下火區，上火區和下火區各配備一個三線式PT100溫度感應傳感器來檢測該區溫度，共六個溫度感應傳感器，分別將溫度信號輸入到AI-808儀表，儀表通過驅動閥門的動作，從而將六個區爐火溫度控制在一定的范圍內。
  該食品隧道爐要求能夠根據烤制食品的不同種類來設定烘烤時間。燃氣式隧道爐及電控箱外觀圖 圖1
  

　　根據設備的特點及客戶提出的要求，該設備電器配置為：一臺型號為AI-2057觸模式無紙記錄儀（人機界面）；六臺AI-808型人工智能工業調節器；一臺AI-708J手動操作器；一臺AI-3011D5開關量輸入模塊，一臺AI-3013D5開關量輸出模塊，一臺VFD037M43A變頻器，通過對AI-808型人工智能工業調節器、AI-708J型手操器和人機界面接口程序的合理編制來完成系統整合，實現設備的電器控制。

   三、解決方案

2．1烘烤時間控制
　　利用變頻器改變隧道爐鏈電機的轉速從而達到控制食品從進爐口到出爐口的時間也就是食品的烘烤時間。
　　參數設定畫面如圖2所示。不同型號的隧道爐首先要通過長度給定，速比給定，鏈輪節園給定，通過人機界面和手動操作器來設定變頻器的頻率，從而控制烘烤時間，適用于所有類型的隧道爐。該參數還可以監視變頻器的設定頻率和運行頻率值以及設定排風時間。       參數設定畫面      圖2
    

　　烘烤時間與輸送控制畫面如圖3所示。在人機界面接口上制作的交替型按鈕通過AI-3011D5和AI-3013D5來完成變頻器的正反轉運行啟動, 正反轉運行啟動上面覆蓋走馬燈，當正轉運行啟動時文字正轉運行循環以走馬燈的形式來顯示，反轉亦然。

　　變頻器的頻率是人機界面通過RS485和手動操作器來完成頻率設定的，通過數值輸入組件給出烘烤時間后就可以通過事先編好的運算出實際運行中應該設定的頻率值，將此值賦給手動操作器的設定，完成運行頻率的寫入。                          烘烤時間與輸送控制頁面     圖3
     

溫度設定與顯示畫面如圖4所示。溫度的設定在AI-2057人機界面上通過RS485和控制儀表AI-808來完成的，AI-808儀表具備自動控制功能，可以控制閥門的開度，從而準確控制溫度，AI-808儀表可以直接控制制燃氣閥門的開閉，通過三線制PT100測量溫度，實現溫度閉環調節，達到各烘烤區間工藝溫度控制。                                              溫度設定與顯示      圖4

   四、設備的操作說明：
　　燃氣式食品隧道爐的操作說明如圖5所示操作說明                  操作說明   圖5

1、調節器使用問題

在本系統中，使用廈門公司生產的AI-808型人工智能工業調節器來控制各個區的溫度。為了達到更好的恒溫效果，燃氣的流量控制建議使用調節閥，這樣使用，除了節省能源以外還可以保證溫度的精度，解決由于系統的滯后而引起溫度過沖，頻繁點火等溫度，但是這樣的成本價格就很高。而為了節約成本，大多廠家都使用電磁閥；由于電磁閥的自身特性決定，系統必須采用位式控制才可以保證系統的正常運行和電磁閥的壽命。這樣就在節能方面和溫度精度方面比較差。

由于系統中AI-808和人機界面采用的是RS485通訊，所以調節器的操作，參數設置等都可以在人機界面完成。

為了使通訊協議統一，系統是利用AI-708J（手操器）和人機界面通訊來完成變頻器頻率設置的，這樣設置簡單明了，而且當系統出現故障的時候可以人為在儀表面板設定頻率。

AI-36011D5/3013D5是作為狀態采集和輸出使用的，相當于PLC的開關量模塊。

系統連接圖如下：                                      人機界面和控制儀表連接圖示   圖6

2、觸摸式無紙記錄儀操作（人機界面）

觸摸式無紙記錄儀是采用傳統的【HMI人機界面】實現了創新應用，在人機內部插入電子閃存卡【俗稱CF卡或電子硬盤】容量之大1～4G或容量更大。人機界面HMI在發展過程中不斷增強其軟件及數據儲存功能，得到了創新應用【RS485總線型觸摸式數字無紙記錄儀監控系統】。并組建燃氣式食品隧道爐監控系統，將AI系列控制儀表與【HMI人機界面】有機結合在一起，靈活應用適應現場的需求。

觸摸式無紙記錄儀流程圖操作界面。                                   流程圖操作界面   圖7

AI顯示控制儀表上設置基本參數：①儀表地址【Addr 1～32】；②信號輸入規格【SN】；③注意！所有的測量規格一定要在儀表上設置量程范圍【下限dIL】【上限dIH】如：熱電偶、熱電阻及模擬量1~5V/0~5V等測量規格，使觸摸屏上的曲線顯示在曲線圖表中央（觸摸屏自動讀入在儀表上設置的上下限量程范圍）。要求各通道AI儀表參數在AI儀表上設置好，觸摸屏記錄儀自動讀入；E5/D5模塊一定要配備用E8外接手持顯示器來設置控制儀表參數及通訊地址號【Addr 1～32】。

觸摸式無紙記錄儀基本參數設置：在觸摸屏上輸入屏保密碼【111】，操作使用15分鐘后重新輸入密碼【111】；觸摸【開始】、【出現菜單欄】選【儀表設置】按地址號、選儀表主機型號如：【AI808】、寫入通道名稱：如【TIC-101】、選計量單位：如【℃】等；最后按【確認】進入數據畫面開始記錄數據；切換【開始】按鈕，選擇【儀表設置】，選擇其他相應的儀表類型“調節器、單顯表”后，按【確認】；而后再次點【開始】按鈕，選擇【儀表設置】，后通過【前頁】，【后頁】的切換到流量設置畫面。

觸摸屏操作：供電24VDC直流電源，顯示【標記】；觸摸【開始】出現菜單欄；選【記錄設置】設置數據報表存儲要求；選【數據】全屏顯示各通道；選【實時曲線】顯示單臺曲線。在屏上清楚的看自整定曲線運行。點【PV】實現參數設置、點【A】程序控制、手/自動切換，升降程序配方設置、查看程序曲線、點【MV】手動輸出量的設定；選【棒圖】、【實時多條PV】、【歷史曲線】、選【流程圖】觸摸按鈕控制電機啟停（連接AI-3013D5型8點繼電器模塊）；查詢數據選【報表】【報警】；點擊：【數據畫面】【棒圖畫面】【流程圖儀表數據】【實時多曲線畫面】【歷史多曲線畫面】的數據框快捷返回單臺儀表的【實時曲線畫面】通道。可前頁與后頁翻頁。相同頁面按【前頁】【后頁】【自動/手動】循環自動翻頁；

3、數據記錄、數據處理

    保存在CF卡中的數據報表存儲設置功能：

在數據記錄儀中，即可以根據客戶的實際需要，設置數據的采樣時間，存儲間隔以及是否保存記錄，是否立即保存數據到CF卡等功能，來滿足不同的需求。具體設置；

①采樣時間默認為6秒，用戶可以設定的范圍是：6秒~3600秒；

② 內存轉CF卡存儲間隔默認為60分鐘，用戶可以設定的范圍是：60分~300分；轉存數據按每小時為單位1個數據包；數據保存按先進先出的原則；

③可以設置是否保存的選項，NO－－－－保存數據   YES－－－－不保存數據，這是根據客戶的需求來決定是否保存，默認為保存；

④數據有三種方式來處理：

第一種：PC圖形閱讀軟件、第二種：微型打印機、第三種：上傳Excel電子表格；

觸摸屏的外插CF卡來保存數據；標配1G的電子硬盤。可擴展CF卡1～4G存儲記錄空間；數據可通過微型打印機打印數據報表、曲線；或通過CF卡存儲數據用讀卡器在PC上復制數據包到PC機用圖形軟件打開數據；也可用串行COM2口備份Excel電子表格數據至上位計算機。CF卡內：【AL】數據包是報警報表；【DL】數據包是數據報表；按年/月/日/小時來保存數據源文件。保存數據的數據是加密的必須采用專用的PC圖形軟件來閱讀。

第一種、加密數據包PC上閱讀圖形軟件方式：DataLogTool 1.0圖形軟件使用說明

DataLogTool是專為無紙記錄儀開發的，一個可在個人計算機上運行的工具軟件，其作用是用來將HMI屏上加密記錄在CF卡上的數據集中管理，便于用戶查詢數據報表，查看歷史曲線，并可以對其進行打印的功能。在計算機【開始】的程序里有【無紙記錄儀圖形軟件】幫助文件。   

查看報表：點擊【查看報表】按鈕，可以顯示打開的記錄數據與報警記錄的文件或是用戶從CF卡里查詢到的數據，以報表的形式顯示出來；圖片18

(2)  查看曲線：點擊【查看曲線】按鈕，可以顯示在報表中已查詢到的并以報表方式顯示出來的數據，以曲線的形式顯示出來。上圖顯示的曲線可分為幾個部分的內容：

①曲線圖最上面中間部分，顯示的是查詢的記錄名稱；

②緊接著是【當前時間】一欄，表示當前游標線所在的位置的某一時間點；

③ 對于游標線的操作，用戶可以用鼠標的左鍵在曲線圖上單擊，也可以使用鍵盤的左右“<-”“-〉”鍵進行操作；

④ 緊接著“當前時間”一欄下面的是顯示用戶所要曲線的名稱，顏色，線型等屬性。在曲線名稱的括弧”(  )”里面值表示，當前游標線所在的位置的各條曲線的采樣值；

⑤還有一部分就是X軸顯示為時間軸，Y軸顯示為數值的上下限；

⑥用鼠標左鍵雙擊曲線圖，也可以彈出曲線設置屬性的框；

 (7)  報表打印：點擊【報表打印】按鈕，可以打印所查詢到的報表。在打印之前，您可以使用打印預覽來查看您所要的報表。見下圖：

然后，您可以點擊【報表打印】的按鈕進行打印。                 PC圖形人機操作 圖片8

   (8)  曲線打印：點擊【曲線打印】按鈕，可以打印所顯示的歷史曲線。

其中打印樣式，可以根據您打印的性能進行設置。一般情況下，選擇【單色】即可。

第二種、微型打印機方式

    新增面板式微型打印機，默認的串口打印機的參數為9600bps，8位數據位，1位停止位，無校驗，連接時將微型打印機定制的9口串口母頭直接接到HMI屏的9芯串口頭即可。

A、歷史曲線打印：有2種方式：在屏的歷史曲線畫面才能實現打印曲線功能！

①左上角的藍色【Print】：打印設置中所查詢到的曲線內容，1條或選4條同時打印；

②右上角的紅色【Print】：打印屏上所顯示的曲線內容，1條或選4條同時打印；推薦此功能！

③左下角的【S】設置，有關打印機紙張寬度的設置，如果您的打印機的紙張太寬或太窄，可以通過設置【打印紙張寬度比例】這個值來調整，，2057默認100％；2080默認40％ ；

B、歷史數據報表打印：有2種方式：【在屏的歷史數據畫面才能實現打印數據功能！】

①左上角的藍色【Print】：手動打印屏上所查詢到的報表內容，每行5個數據；

②右上角的紅色【Print】：手動打印當前剛剛采集到的報表內容，每行5個數據，連續換行；

③右下角的【S】設置，有關打印報表的設置，

④.如果您想自動打印采集到的報表，可以啟用【選擇是否自動打印】的功能。自動打印必須在報表畫面實現！

⑤【自動打印時間間隔】的設定，是設置多長時間后打印機開始自動打印。如果此值設為0，則自動的實時打印報表。在屏的歷史數據畫面才能實現自動打印數據功能！

第三種、Excel電子表格方式

可通過串行COM2口備份Excel電子表格CSV格式的數據文件上傳不加密數據到計算機，用Excel電子表格直接打開；CF卡數據文件一般通過CF卡讀卡器上傳CF卡加密數據；

①在PC上安裝光盤上的【記錄上傳數據軟件】；

②在上傳前請在觸摸屏上【記錄設置】點擊立即保存；

③用大母指按住屏幕的右下角大約3~5秒鐘，在觸摸屏上出現波特率界面，在計算機【開始】【程序】選【記錄數據上傳】選擇【數據類型】按【確定】出現“滴”的一聲稍等片刻，出現上傳數據畫面，選【通道號】、【開始時間】、【結束時間】段，按【確定】就開始上傳，

Excel電子表格打開CSV格式的數據文件；在PC上選擇記錄上傳的軟件，進行操作即可；

4、數據保存計算

觸摸式無紙記錄儀：支持多達4G byte的CF卡存儲功能。以1G的CF卡為例，記錄周期默認為每6秒鐘；各通道類型的無紙記錄儀可存儲的天數為：數據保存按先進先出的原則。

 4通道：約1400天；6通道：約1100天；8通道：約900天；12通道：約650天；16通道：約500天；32通道：約250天；以上所標的天數沒有將報警記錄計算在內，因為報警記錄的不確定性，報警數的多少可能會對可存儲的天數產生減少或增加的影響。

   五、故障處理：

　　設備出現點火故障時點火指示燈會出現紅色故障報警顯示，從而知道該點火器出現問題，連續自動點火三次后點火器仍不能點著火的情況下通過中間繼電器將點火故障信號反饋給AI-3011D5輸入，通過人機界面控制AI-3013D5來完成自動跳到報警畫面，出現報警后實行人工手動控制點火器點火，手動點火確認確實是點火器故障后就要將此點火器暫停，待人工把點火器修理好后再進行點火。

當圖四當前桌面顯示中斷時，說明AI-808及其他 儀表和人機界面之間的RS485通訊出現故障，也就是沒有通訊成功，當前PT100鉑熱電阻的溫度讀到儀表出現顯示異常；如“ORAL”則表示儀表輸入信號有問題，這就要查傳感器的接線方法是否符合圖紙的要求，溫度傳感器有否損壞，如果變頻器不能啟動或變頻器的狀態沒有辦法讀到人機界面，就說明AI-3011D5或AI-3013D5模塊有問題，沒有辦法執行人機界面操作命令。在實際的使用中還存在的問題就是

   六、結束語

　　無紙記錄儀產品在燃氣式食品隧道爐設備上的成功整合應用，滿足了食品機械客戶的需求，我們只要根據客戶提供的方案進行電氣系統合理設計，優化設備選型，配合施工安裝，現場指導調試等一系列的優質客戶服務，無紙記錄儀產品會在更多的食品機械客戶那里得到更多的整合應用。

文章出處：kehaoauto/