Enregistreurs sans papier 48 canaux

Cet article présente les principes fondamentaux, l'architecture logicielle et matérielle des enregistreurs sans papier 48 canaux, ainsi que les concepts et méthodes de conception de certains processus techniques clés d'un enregistreur couleur sans papier. Enfin, les principaux indicateurs de performance des enregistreurs numériques 48 canaux sont présentés.

L'enregistreur couleur sans papier 48 canaux est un instrument d'enregistrement de nouvelle génération composé d'un réseau multi-microprocesseur, offrant des fonctionnalités puissantes et d'excellentes performances en temps réel.

Principales caractéristiques de l'enregistreur sans papier 48 canaux :

• Max 48 canaux d'entrée universelle pour les signaux standard de tension, de courant, de thermocouple et de RTD, simplifiant l'installation et l'étalonnage.

• Technologies avancées de conversion A/N et d'auto-étalonnage, améliorant la résistance à la dérive de température et à la dérive temporelle, tout en filtrant efficacement les interférences dans les environnements difficiles.
• Une combinaison de RAM de grande capacité (1 Mo) avec protection contre la mise hors tension et de cartes de stockage SD (128 Mo–1 Go) pour équilibrer l'accès aux données à court terme et le stockage des données à long terme.
• Un écran LCD TFT couleur véritable de 10,4 pouces, élargissant considérablement les capacités d'affichage.
• Interface conviviale avec plusieurs modes d'affichage, notamment des unités d'ingénierie, des graphiques à barres et des courbes de tendance pour une surveillance facile.
• Un menu anglais flexible à 5 niveaux pour la configuration du système, avec protection par mot de passe pour les réglages des paramètres.
• Interfaces de communication RS-232/RS-485, permettant l'échange de données PC, la configuration de l'ordinateur hôte et la connexion à des mini-imprimantes série pour l'impression des données en temps réel et de l'état des alarmes.
• Un boîtier en alliage d'aluminium dédié pour une résistance EMI améliorée, une installation facile et une conception esthétique et pratique.

L'enregistreur de panneau 48 canaux est largement utilisé dans les industries chimiques, métallurgiques, pétrolières et autres. Il permet l'échantillonnage, la surveillance, l'analyse et le stockage des paramètres des procédés industriels. Comparé aux enregistreurs graphiques mécaniques traditionnels, l'enregistreur graphique élimine les problèmes tels que les bourrages papier, les fuites d'encre, les structures mécaniques complexes, les coûts de maintenance élevés et les fonctionnalités limitées, faisant de l'enregistreur universel 48 canaux un instrument de nouvelle génération idéal pour l'automatisation industrielle.

Principe de fonctionnement d'un enregistreur de données à 48 canaux

La carte de canal effectue l'échantillonnage et l'amplification sur chaque signal d'entrée analogique, puis le transmet au module de conversion A/N. Le signal est converti en valeur numérique par le convertisseur A/N, traité par filtrage numérique et stocké dans la zone de stockage de données. Le processeur de la carte de canal communique avec le processeur de la carte principale toutes les 0,2 secondes pour transférer les données de mesure. La carte principale traite les données en les convertissant en valeurs d'ingénierie ou en courbes d'ajustement (correspondant aux coordonnées d'affichage) et affiche les informations sur différents écrans. Le processeur stocke les valeurs de mesure dans les deux : RAM (stockage temporaire en temps réel) et carte mémoire Flash (conservation des données à long terme). Le système effectue des vérifications d'alarme de limite haute/basse et génère l'état d'alarme via des contacts de relais en fonction des paramètres de configuration d'alarme.

Le processeur reçoit les commandes du clavier via le bus de données et effectue le traitement et l'affichage correspondants en fonction de ces commandes. Tous les paramètres de configuration sont stockés dans l'EEPROM. Selon les paramètres d'impression, le processeur transmet les données pertinentes à l'imprimante via l'interface de communication RS-232.

Structure matérielle d'un enregistreur de données à 48 canaux

L'enregistreur graphique 48 canaux se compose de six composants principaux : la carte mère, la carte des canaux, l'écran, le clavier, la carte mémoire, la carte de sortie relais, la carte de communication et l'alimentation. Ces composants sont interconnectés via des câbles plats et des connecteurs de bus. Comme le montre la figure 1.

1. Écran d'affichage

L'enregistreur graphique numérique à 48 canaux d'entrée est doté d'un écran LCD couleur matriciel d'une résolution de 800 × 600 pixels, capable d'afficher 128 couleurs. Il permet l'affichage de caractères anglais, de graphiques et de tableaux.

2. Carte principale

La carte principale comprend principalement un système de microcontrôleur et une unité de commutation de signal.

2.1 Microcontrôleur système

Le système utilise des microcontrôleurs 8 bits (80C32 et 80C31) pour la mesure du signal, le calcul, l'affichage, la sortie d'alarme et les fonctions de communication. Les éléments importants sont : le processeur, l'EPROM, la RAM et le WDT (Watchdog Timer) : l'horloge temps réel (RTC).

En cas de panne de courant ou d'arrêt imprévu, la RAM, avec protection contre les pannes de courant, prévient la perte des paramètres internes et des données enregistrées. Pour que l'enregistreur numérique du panneau fonctionne correctement, les données importantes et les paramètres de communication doivent être protégés.

Le WDT évite les pannes système dues à des interférences extérieures. Il garantit un fonctionnement ininterrompu en réinitialisant le processeur dans un délai prédéterminé en cas de dysfonctionnement du processeur ou de l'EPROM dû à une interférence.

La synchronisation en temps réel de l'enregistreur sans carte 48 canaux est assurée par l'horloge temps réel (RTC). Les temporisateurs internes sont désormais inutiles et la consommation de ressources du processeur est considérablement réduite, puisqu'il suffit de lire les données d'horloge périodiquement pour l'affichage. Afin de préserver la fonctionnalité de l'horloge temps réel et de sauvegarder les données RAM en cas de panne de courant ou d'arrêt, la puce RTC intègre une batterie au lithium.

Ces paramètres incluent les données d'étalonnage, le type de signal, la plage de mesure (limites supérieure et inférieure), les unités techniques, les intervalles d'enregistrement des données et les seuils d'alarme. L'interface à deux fils (I²C) de la puce minimise la consommation de ressources système.

2.2 Unité de contrôle de relais

L'unité de contrôle de relais génère des signaux de commutation pour les relais en fonction de l'état de sortie d'alarme.

3. Panneau de canal

Comme l'enregistreur de données à 48 canaux accepte les signaux analogiques standard ainsi que les signaux de thermocouple et de RTD, l'unité principale doit exécuter une série de fonctions de traitement du signal : commutation de multiplexeur contrôlée par microcontrôleur, amplification du signal millivolt, conversion A/N, stockage des données converties (moyenne arithmétique) dans la mémoire désignée du microcontrôleur.

Le système de microcontrôleur communique périodiquement avec la carte de canal, envoyant des commandes et recevant des données échantillonnées tout en maintenant l'isolation entre les canaux.

4. Circuit d'alimentation

L'enregistreur sans carte 48 canaux utilise une alimentation à découpage basse tension pour une meilleure efficacité de conversion et une consommation électrique réduite. Le circuit accepte les tensions suivantes : 220 V CA, 50 Hz ; 24 V CC, pour s'adapter aux différents environnements industriels. Veuillez préciser vos besoins en alimentation secteur lors de votre commande sur silverinstruments.com.

5. Enceinte

Construit avec des profils en alliage d'aluminium spécialisés, avec une dimension de découpe de panneau de 280 mm × 280 mm.

Technologies clés de l'enregistreur universel 48 canaux

1. Entrée de signal universelle :

L'enregistreur assure une entrée de signal universelle via : le câblage de la borne arrière, les réglages des commutateurs DIP et la configuration du menu système. Principe de fonctionnement (voir figure 2) :

Configuration des états de commutation (S1/S2) : Signaux du thermocouple : S2 ouvert, S1 fermé ; Signaux standard : S1 ouvert, S2 fermé ; Signaux RTD : S1 et S2 ouverts.

2. Échantillonnage RTD

L'instrument utilise des commutateurs analogiques pour la sélection des canaux lors de l'échantillonnage RTD. Pour compenser les résistances à l'état passant inconnues et variables des commutateurs analogiques : Solution de conception du circuit (voir figure 3) :

• R101/R102 représentent les limites de résistance supérieure/inférieure du RTD
• La source de courant génère une tension à travers la résistance RTD/référence
• La mesure de la tension à la borne Y élimine les effets de résistance du commutateur
• La précision est maintenue en mesurant la tension de pré-commutation

Spécifications techniques de l'enregistreur sans papier 48 canaux

Erreur de base : ±0,2 % ;
Erreur de lecture historique : ± 0,1 % ;
Erreur d'alarme : ±0,1 % ;
Erreur de répétabilité : 0,1 % ;
Erreur de répétabilité de l'alarme : 0,1 % ;
Interface série : RS-232 ;
Alimentation : AC 220V ±15% ou DC 24V.

En conclusion

L'enregistreur couleur sans papier, doté de 48 entrées universelles, offre d'excellentes caractéristiques, notamment une large applicabilité, un affichage convivial, une grande précision et une fiabilité de fonctionnement optimales, ainsi que des fonctionnalités performantes, surpassant de loin les enregistreurs papier ou à encre traditionnels. Cet enregistreur électronique est idéal pour la mesure et l'enregistrement des paramètres de processus dans divers secteurs tels que le pétrole, la chimie, l'agroalimentaire, l'approvisionnement en eau et le traitement des eaux usées. Grâce à ses performances exceptionnelles et à son faible coût, proposé par silverinstruments.com, cet enregistreur de panneau avancé devrait prendre une place croissante dans les processus de production automatisés.

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