CN202433730U - 液晶无纸记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液晶无纸记录仪，包括控制单元(1)和分别与控制单元(1)相连的液晶显示屏(2)、按键单元(3)、采集单元(4)、存储单元(5)，所述采集单元(4)包括模拟多路开关模块(41)、光耦隔离模块(42)和至少一个用于采集传感器信号的采集模块(43)，所述模拟多路开关模块(41)的输出端与控制单元(1)相连，所述模拟多路开关模块(41)的输入端分别通过光耦隔离模块(42)与采集模块(43)相连。本实用新型具有抗干扰性好、响应速度快、数据存储容量可调、转存数据兼容性好的优点。

Description

液晶无纸记录仪

技术领域

本实用新型涉及控制仪表领域，具体涉及一种液晶无纸记录仪。

背景技术

在控制仪表领域，为了实现对数据的持续记录，一般通过记录仪来实现。传统的记录仪一般采用机械式有纸记录仪，但是机械式有纸记录仪由于存在复杂的机械结构，往往容易发生卡纸、卡笔、断线等各种故障，而且存在显示方式单一(曲线记录)、后续数据处理困难、长期运行费用高(换纸、换笔、换墨)等各种固有缺陷，可靠性非常差。

随着微电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展，旧的控制室仪表不断被新的、性能更可靠、功能更强大、使用更方便的控制室仪表取代，在工业上使用的显示记录控制仪表的技术更新越来越快，随着企业规模的扩大、自动化程度的提高，对控制室仪表也提出了更高的要求，因此基于数字的无纸记录仪得到了广泛的应用。

目前的无纸记录仪主要采用了ARM微控制单元、LCD液晶显示器、半导体存储器、导轨安装和模拟信号输入端子排组成，具有日常维护工作量小、运行费用低、可靠性好、应用灵活等与现代自动控制相适应的特点。但是这些无纸记录仪存在两个方面的问题：一方面大部分的小型无纸记录仪采用CPU及AD数模采集一体化的思路，数据采集和数据处理集中处理的方式，一旦采集硬件故障导致控制单元故障，使仪表整机运行不正常，影响了运行的稳定性；另一方面随着控制单元芯片、FLASH和EEPROM存储器芯片技术、USB存储芯片技术等集成电路芯片技术的迅速发展，无纸记录仪越来越朝着更大存储容量、更快处理速度及数据转存多样化的方向发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种抗干扰性好、响应速度快、数据存储容量可调、转存数据兼容性好的液晶无纸记录仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种液晶无纸记录仪，包括控制单元和分别与控制单元相连的液晶显示屏、按键单元、采集单元、存储单元，所述采集单元包括模拟多路开关模块、光耦隔离模块和至少一个用于采集传感器信号的采集模块，所述模拟多路开关模块的输出端与控制单元相连，所述模拟多路开关模块的输入端分别通过光耦隔离模块与采集模块相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述存储单元包括用于存储程序的EPROM存储模块和用于存储记录数据的FLASH存储模块，所述EPROM存储模块、FLASH存储模块分别与控制单元相连。

所述液晶无纸记录仪还包括用于转存记录数据的USB主设备接口，所述USB主设备接口与控制单元相连。

所述液晶无纸记录仪还包括用于在热电偶测量温度时接收冷端温度信息的冷端补偿接口模块，所述冷端补偿接口模块与控制单元相连。

所述液晶无纸记录仪还包括用于连接上位机的串行通信端口，所述串行通信端口包括信号隔离模块，所述串行通信端口通过信号隔离模块与控制单元相连。

所述液晶无纸记录仪还包括用于向外部继电器输出报警信号的继电器报警输出单元，所述继电器报警输出单元与控制单元相连。

本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型的采集单元包括模拟多路开关模块、光耦隔离模块和至少一个用于采集传感器信号的采集模块，模拟多路开关模块的输出端与控制单元相连，模拟多路开关模块的输入端分别通过光耦隔离模块与采集模块相连，抗干扰性好的优点，能够满足各类用户的各种不同使用场合的需求。

2、本实用新型集显示、处理、记录等多种功能于一身，可以采集、分析各种工业过程中的重要数据，比如各种温度、压力、转速、长度及各种液体、蒸汽、一般气体的采集、控制、记录、显示。它主要应用于化工、热电、石化、制药、冶金、机械、电炉、热处理、食品、环保、造纸及科研试验等领域，具体应用如：独立的电炉、窑炉控制、恒压供水、血库监控、深冷冻箱、环境实验室各种连续生产监控的场所。

附图说明

图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。

图例说明：1、控制单元；11、USB主设备接口；12、冷端补偿接口模块；13、串行通信端口；131、信号隔离模块；14、继电器报警输出单元；2、液晶显示屏；3、按键单元；4、采集单元；41、模拟多路开关模块；42、光耦隔离模块；43、采集模块；5、存储单元；51、EPROM存储模块；52、FLASH存储模块。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的液晶无纸记录仪包括控制单元1和分别与控制单元1相连的液晶显示屏2、按键单元3、采集单元4、存储单元5，采集单元4包括模拟多路开关模块41、光耦隔离模块42和至少一个用于采集传感器信号的采集模块43，模拟多路开关模块41的输出端与控制单元1相连，模拟多路开关模块41的输入端分别通过光耦隔离模块42与采集模块43相连。

本实施例中，控制单元1基于32位ARM处理器实现，具体是采用恩智浦半导体(NXP)32位ARM(CORTEX内核)处理器实现，该处理器具有功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、集成度高的优点，有效地减少了CPU外围器件的使用且节省了PCB面积的占用空间。本实施例中，控制单元1集成硬件时钟，掉电后也能准确运行，时钟误差：±1分/月。220VAC、24VDC、12VDC等多样化的交/直流供电为工业现场供电方案的选择有了更确切的保障。方便快捷的串口打印功能可实现直接连接微型打印机打印客户指定时间的历史数掘或曲线。

本实施例中，液晶显示屏2为长寿命LED背光128*64蓝色液晶显示屏。本实施例通过液晶显示屏2能够实现了强大的显示功能，总貌画面显示所有通道目前的数据状态，数显画面显示某一通道的测量数据、棒图、软件超限报警状态、继电器动作状态，实时趋势显示当前仪表某一通道的曲线走势，掉电列表可查询仪表上/掉电记录，方便用户管理，报警列表可查询仪表的消/报警记录，对提醒用户及时采取措施、减少事故损失起到了积极的作用。

采集单元4包括4个用于采集传感器信号的采集模块43，模拟多路开关模块41能够实现任意一个采集模块43的选通。本实施例可同时做到一至四路通道输入，具有报警输出、馈电输出、变送输出等输出功能。四通道输入为全隔离万能输入，隔离电压大于1000V，改变传感器信号时，无需更换采集单元，只需重组态输入信号类型即可实现传感器信号万能输入功能，采集模块43输入的传感器信号可以是：热电偶、热电阻、标准电压、标准电流、频率量、开关量输入等常规工业现场信号。可为变送器提供24V/12V等不同规格的馈电输出，无需外部开关电源给变送器供电，方便快捷、节省成本，馈电≤70mA。最大支持四路继电器报警输出，触点容量3A220VAC/1A30VDC，自由组态上上限、上限、下限、下下限报警，极大地满足了工业现场的需求。最大两路的4-20mA标准电流变送输出方便了显示仪表或DCS/PLC的采集，也实现了信号的长距离传输。

存储单元5能够有效存储参数和历史数据，断电后可永久保存。本实施例的存储单元5包括用于存储程序的EPROM存储模块51和用于存储记录数据的FLASH存储模块52，EPROM存储模块51、FLASH存储模块52分别与控制单元1相连。本实施例中，EPROM存储模块51为串行EEPROM存储，EEPROM器件用于存储系统配置参数等关键信息；FLASH存储模块52为大容量并行NAND FLASH存储器件，NAND FLASH存储器件采用STOP-48体检封装，仪表存储容量可以做到256MB(兆字节)，存储时间可达47.03天(记录间隔1秒，4通道)、11286.76天(记录间隔4分钟，4通道)，相比同类大型产品的存储时间有了较大的提高。

本实施例还包括用于转存记录数据的USB主设备接口11，USB主设备接口11与控制单元1相连，USB主设备接口11为具有USB HOST功能的USB接口，能够外接USB存储设备来实现记录数掘的转存，接口友好，兼容性高，使用方便，本实施例具有高兼容性的数据备份功能，用户可通过USB主设备接口11直接将历史数据转存于U盘，再通过上位机数据管理软件对拷取的数据/曲线进行查询、分析、打印、存档。

本实施例还包括用于在热电偶测量温度时接收冷端温度信息的冷端补偿接口模块12，冷端补偿接口模块12与控制单元1相连，通过冷端补偿接口模块12能够实现热电偶测量温度，适用范围更广泛。系统冷端补偿采用了新型的集成芯片，精准的自动捕捉环境温度，降低了由冷端温度变化造成热电偶的测量误差，人性化的自设定功能保障了在冷端集成芯片损坏的情况下维持系统的可持续性运行。

本实施例还包括用于连接上位机的串行通信端口13，串行通信端口13包括信号隔离模块131，串行通信端口13通过信号隔离模块131与控制单元1相连。串行通信端口13可采用232串行通信端口或者485串行通信端口，通过串行通信端口13能够实施上位机的实时监控和数据采集，配合相应的管理软件，使用更加简单方便，能够实现功能齐全的串口通讯功能，性能稳定，抗干扰能力强，可通过串行通信端口13与便携计算机连接进行通讯，直接读取仪表实时数据传给计算机并通过配套的上位机数据管理软件进行实时监控；也可通过串行通信端口13与一些常用的组态软件(如组态王)可组成实时监控系统。本实施例通过信号隔离模块131对信号进行隔离，能够降低采集信号的噪音，提高记录仪输出数据的精度。

本实施例还包括用于向外部继电器输出报警信号的继电器报警输出单元14，继电器报警输出单元14与控制单元1相连，通过继电器报警输出单元14能够实现在记录数据超过设定阈值时向外输出报警信号的功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种液晶无纸记录仪，包括控制单元(1)和分别与控制单元(1)相连的液晶显示屏(2)、按键单元(3)、采集单元(4)、存储单元(5)，其特征在于：所述采集单元(4)包括模拟多路开关模块(41)、光耦隔离模块(42)和至少一个用于采集传感器信号的采集模块(43)，所述模拟多路开关模块(41)的输出端与控制单元(1)相连，所述模拟多路开关模块(41)的输入端分别通过光耦隔离模块(42)与采集模块(43)相连。

2.根据权利要求1所述的液晶无纸记录仪，其特征在于：所述存储单元(5)包括用于存储程序的EPROM存储模块(51)和用于存储记录数据的FLASH存储模块(52)，所述EPROM存储模块(51)、FLASH存储模块(52)分别与控制单元(1)相连。

3.根据权利要求2所述的液晶无纸记录仪，其特征在于：所述液晶无纸记录仪还包括用于转存记录数据的USB主设备接口(11)，所述USB主设备接口(11)与控制单元(1)相连。

4.根据权利要求3所述的液晶无纸记录仪，其特征在于：所述液晶无纸记录仪还包括用于在热电偶测量温度时接收冷端温度信息的冷端补偿接口模块(12)，所述冷端补偿接口模块(12)与控制单元(1)相连。

5.根据权利要求4所述的液晶无纸记录仪，其特征在于：所述液晶无纸记录仪还包括用于连接上位机的串行通信端口(13)，所述串行通信端口(13)包括信号隔离模块(131)，所述串行通信端口(13)通过信号隔离模块(131)与控制单元(1)相连。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的液晶无纸记录仪，其特征在于：所述液晶无纸记录仪还包括用于向外部继电器输出报警信号的继电器报警输出单元(14)，所述继电器报警输出单元(14)与控制单元(1)相连。

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