Grabadoras sin papel de 48 canales

Este artículo presenta los principios fundamentales de la grabadora digital de 48 canales, su arquitectura de software y hardware, así como los conceptos y métodos de diseño para ciertos procesos técnicos clave de una grabadora digital a color. Finalmente, se presentan los principales indicadores de rendimiento de las grabadoras digitales de 48 canales.

El grabador sin papel a color de 48 canales es un instrumento de grabación de nueva generación compuesto por una red multimicroprocesador, que ofrece una potente funcionalidad y un excelente rendimiento en tiempo real.

Características principales del grabador sin papel de 48 canales:

• Máximo 48 canales de entrada universal para señales estándar de voltaje, corriente, termopar y RTD, lo que simplifica la instalación y la calibración.

• Tecnologías avanzadas de conversión A/D y autocalibración que mejoran la resistencia a la deriva de temperatura y de tiempo, al tiempo que filtran eficazmente las interferencias en entornos hostiles.
• Una combinación de RAM de gran capacidad (1 MB) con protección de apagado y tarjetas de almacenamiento SD (128 MB–1 GB) para equilibrar el acceso a datos a corto plazo y el almacenamiento de datos a largo plazo.
• Una pantalla LCD de color verdadero TFT de 10,4 pulgadas, que amplía significativamente las capacidades de visualización.
• Interfaz fácil de usar con múltiples modos de visualización, incluidas unidades de ingeniería, gráficos de barras y curvas de tendencia para un fácil monitoreo.
• Un menú en inglés flexible de 5 niveles para la configuración del sistema, con protección por contraseña para la configuración de parámetros.
• Interfaces de comunicación RS-232/RS-485 que permiten el intercambio de datos de PC, la configuración de la computadora host y la conexión a mini impresoras seriales para la impresión de datos en tiempo real y estados de alarma.
• Una carcasa de aleación de aluminio dedicada para una mejor resistencia EMI, fácil instalación y un diseño estético y práctico.

El registrador de panel de 48 canales es ampliamente aplicable en las industrias química, metalúrgica, petrolera y otras. Permite el muestreo, monitoreo, análisis y almacenamiento de parámetros de procesos industriales. En comparación con los registradores mecánicos tradicionales, el registrador gráfico elimina problemas como atascos de papel, fugas de tinta, estructuras mecánicas complejas, altos costos de mantenimiento y funcionalidad limitada, lo que convierte al registrador universal de 48 canales en un instrumento ideal de última generación para la automatización industrial.

Principio de funcionamiento del registrador de datos de 48 canales

La placa de canal realiza el muestreo y la amplificación de cada señal de entrada analógica, luego la transmite al módulo de conversión A/D. La señal es convertida en un valor digital por el convertidor A/D, procesada a través del filtrado digital y almacenada en el área de almacenamiento de datos. La CPU de la placa de canal se comunica con la CPU de la placa principal cada 0,2 segundos para transferir datos de medición. La placa principal procesa los datos convirtiéndolos en valores de ingeniería o curvas de ajuste (correspondientes a las coordenadas de visualización) y muestra la información en diferentes pantallas. La CPU almacena los valores de medición tanto en: RAM (almacenamiento temporal en tiempo real), tarjeta de memoria Flash (retención de datos a largo plazo). El sistema realiza comprobaciones de alarma de límite alto/bajo y emite el estado de la alarma a través de contactos de relé basados en los ajustes de configuración de la alarma.

La CPU recibe comandos de operación del teclado a través del bus de datos y realiza el procesamiento y la visualización correspondientes según estos comandos. Todos los parámetros de configuración se almacenan en la EEPROM. Según la configuración de impresión, la CPU transmite los datos relevantes a la impresora a través de la interfaz de comunicación RS-232 para su impresión.

Estructura de hardware del registrador de datos de 48 canales

El grabador gráfico de 48 canales consta de seis componentes principales: la placa base, la placa de canales, la pantalla, el teclado, la tarjeta de memoria, la placa de salida de relé, la placa de comunicación y la fuente de alimentación. Estos componentes están interconectados mediante cables planos y ranuras de bus, como se muestra en la figura 1.

1. Pantalla de visualización

El registrador gráfico digital con 48 canales de entrada cuenta con una pantalla LCD a color de matriz de puntos con una resolución de 800×600 píxeles y capacidad para mostrar 128 colores. Esto permite la presentación de caracteres, gráficos y tablas en inglés.

2. Placa principal

La placa principal se compone principalmente de un sistema de microcontrolador y una unidad de conmutación de señales.

2.1 Microcontrolador del sistema

El sistema utiliza microcontroladores de 8 bits (80C32 y 80C31) para realizar mediciones de señales, cálculos, visualización en pantalla, salida de alarmas y funciones de comunicación. Los elementos principales son: CPU, EPROM, RAM y WDT (Temporizador de Vigilancia): el Reloj de Tiempo Real (RTC).

Durante cortes de energía imprevistos, la RAM con protección contra cortes de energía protege contra la pérdida de la configuración interna y los datos grabados. Para que el grabador digital del panel funcione correctamente, es necesario proteger los datos importantes y los parámetros de comunicación.

El WDT evita los fallos del sistema provocados por interferencias externas. El WDT garantiza un funcionamiento ininterrumpido reiniciando la CPU dentro de un plazo predeterminado en caso de que una interferencia provoque un mal funcionamiento de la CPU o la EPROM.

La temporización en tiempo real del grabador sin gráficos de 48 canales la proporciona el RTC. Los temporizadores internos ya no son necesarios y el consumo de recursos de la CPU se reduce considerablemente, ya que solo necesita leer los datos del reloj periódicamente para su visualización. Para preservar la funcionalidad del reloj en tiempo real y proteger los datos de la RAM en caso de un corte de energía o una interrupción del suministro eléctrico, el chip RTC cuenta con una batería de litio integrada.

Estos parámetros incluyen datos de calibración, tipo de señal, rango de medición (límites superior/inferior), unidades de ingeniería, intervalos de registro de datos y umbrales de alarma. La interfaz de dos hilos (I²C) del chip minimiza el consumo de recursos del sistema.

2.2 Unidad de control de relé

La unidad de control de relé genera señales de conmutación para los relés en función del estado de salida de alarma.

3. Tablero de canales

Como el registrador de datos de 48 canales acepta señales analógicas estándar, así como señales de termopar y RTD, la unidad principal debe realizar una serie de funciones de procesamiento de señales: conmutación de multiplexor controlada por microcontrolador, amplificación de señal de milivoltios, conversión A/D, almacenamiento de datos convertidos (media aritmética) en la memoria del microcontrolador designada.

El sistema de microcontrolador se comunica periódicamente con la placa de canal, enviando comandos y recibiendo datos muestreados mientras mantiene el aislamiento entre canales.

4. Circuito de alimentación

El grabador sin gráficos de 48 canales utiliza una fuente de alimentación conmutada de bajo voltaje para mejorar la eficiencia de conversión y reducir el consumo de energía. El circuito acepta 220 V CA, 50 Hz o 24 V CC para adaptarse a diferentes entornos industriales. Por favor, especifique su demanda de alimentación principal al solicitar el grabador de 48 canales en silverinstruments.com.

5. Recinto

Construido con perfiles de aleación de aluminio especializados, presenta una dimensión de recorte de panel de 280 mm × 280 mm.

Tecnologías clave del grabador universal de 48 canales

1. Entrada de señal universal:

La grabadora implementa la entrada de señal universal mediante: cableado de terminales traseros, configuración de interruptores DIP y configuración del menú del sistema. Principio de funcionamiento (véase la Figura 2):

Configuración de estados del interruptor (S1/S2):Señales de termopar: S2 abierto, S1 cerrado;Señales estándar: S1 abierto, S2 cerrado;Señales RTD: S1 y S2 abiertos.

2. Muestreo RTD

El instrumento utiliza interruptores analógicos para la selección de canales durante el muestreo RTD. Para compensar las resistencias de encendido variables y desconocidas en los interruptores analógicos: Solución de diseño de circuito (véase la Figura 3):

• R101/R102 representan los límites de resistencia superior/inferior del RTD
• La fuente de corriente genera voltaje a través del RTD/resistencia de referencia
• La medición de voltaje en el terminal Y elimina los efectos de resistencia del interruptor
• La precisión se mantiene midiendo el voltaje previo al interruptor.

Especificaciones técnicas del grabador sin papel de 48 canales

Error básico: ±0,2%;
Error de reproducción histórica: ±0,1%;;
Error de alarma: ±0,1%;
Error de repetibilidad: 0,1%;
Error de repetibilidad de alarma: 0,1%;
Interfaz serial: RS-232;
Fuente de alimentación: CA 220 V ±15 % o CC 24 V.

En conclusión

El registrador a color sin papel, con 48 canales de entrada universales, ofrece excelentes características, como amplia aplicabilidad, manejo intuitivo de la pantalla, alta precisión y fiabilidad, y una potente funcionalidad, superando con creces a los registradores tradicionales de papel o tinta. Este registrador electrónico es ideal para la medición y el registro de parámetros de proceso en diversas industrias, como la petrolera, la química, la alimentaria, el suministro de agua y el tratamiento de aguas residuales. Gracias a su excelente rendimiento y a su bajo precio (disponible en silverinstruments.com), se prevé que este avanzado registrador de panel adquiera una importancia cada vez mayor en los procesos de producción automatizados.

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