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      依阳系列人机界面集成测控系统


      EyoungHMI系列人机界面集成测控系统是一套以低功耗嵌入式CPU为核心、基于Windows CE操作系统的高性能人机界面,拥有多尺寸高亮度TFT真彩色液晶屏,四线电阻式触摸屏。EyoungHMI系列人机界面集成测控系统主要具有以下突出特点:

      (1)放弃了以往以PLC为核心添加模块的操作控制理念,EyoungHMI系列人机界面集成测控系统则是以嵌入了操作系统的人机界面为核心,在与传统的操作面板/人机界面进行比较,EyoungHMI系列人机界面集成测控系统表现出优异性价比和完美性能,是多元化产品市场中理想的应用选择;

      (2) 可与几乎所有厂商的PLCs、控制器、变频器、网络摄像机和传感器等多种工业设备无缝相连,完美协作;

      (3) 借助自带的多种通讯接口可与所有厂家的大型高精度数字繁用表、数据采集器及其它测量设备和仪器轻松相连,充分发挥测量设备和仪器的精度和功能,并可通过串口、以太网、USB下载运行和存储数据。

      (4) 可以根据实际需要轻松进行画面编辑和工艺过程中的数据和曲线显示,从而创建多种应用解决方案。

 

 

 

应用案例1:空间模拟环境下隔热材料高温热导率测试系统


(1)项目概述
      在空间环境中,不同高度下的气压会使得航天飞行器中大量使用的防隔热材料的隔热性能发生剧烈变化,高度越高气压越低,会使得隔热性能明显提高。这种特性也常被用于民用保温隔热材料中,如冰箱用真空保温材料和中空玻璃等。为了准确评价这些隔热材料在不同气压下的隔热性能,需要在地面上建立相应的可变气压空间模拟环境,并在这种地面实验室空间模拟环境中进行材料的隔热性能测试评价。空间模拟环境下隔热材料高温热导率测试系统就是这样一种隔热性能测试评价装置,可以实现50Pa至一个大气压以及、室温至1200℃范围内的气压和温度同时模拟,可以将环境的气压和温度精确定点控制在任意一个设定点上。
      空间模拟环境下的隔热材料高温热导率测试系统为全自动化测试系统,通过对升降过程、真空过程、工作压强、水冷却过程、变温过程、冰点控制以及测试流程的全自动控制,通过采集激光位移计、热流计和温度传感器上的信号,最终获得被测隔热材料热导率随压强和温度变化的特征曲线,为材料设计和生产部门提供隔热材料热导率测试数据。


(2)控制系统构成图


(3)控制测量功能
      采用EyoungHMI系列人机界面集成测控系统可与各个单独测控仪器、仪表和设备进行通讯,通过对软硬件相互配合的互锁、监控、在线状态记忆、断点保护等设计,结合各种保护装置,使整个测试系统的安全性和可靠性得到有效保证。在触摸屏上可以直接设定各种控制参数、数字和曲线形式显示各个仪器仪表的测量结果,并将所有设定参数、过程数据和测量结果进行存储。
      这种集成测控方式另一个显著特点就是将以往系统所需的各种功能和各个不同厂家的仪器和仪表都调整到系统内部而不在面板上显现,从而使得整个测试系统面板更加简洁,如果能直接采用各种模块式测控仪表还将明显降低成本。
      控制测量点数统计:数字量输入10点、数字量输出18点、模拟量输入48点、模拟量输出5点。以下为分项控制内容:

                  真空罩升降控制:通过电机带动真空罩的升降由此形成真空腔体的闭合和开启。在真空罩开启前,需要自动检测真空罩内的气压是否为大气环境气压,如果真空腔内气压较低则需要自动控制打开电动进气阀,待腔体内外的气压一致后再开启升降电机。真空罩升到指定高度后,限位开关发出到位信号,电极停止运转,整个升降过程是一个闭环控制。
                  真空过程控制:真空腔内安装有不同温度的加热装置和水冷均热板,如果腔体内部气体含有水分则会在温度较低的水冷板上形成冷凝从而影响测试的正常进行。因此在试验过程中首先要对真空腔进行抽真空,带走空气中水分,然后再充入干燥氮气,并按照试验要求将充入的氮气气压控制在所需要的测试气压点上。
                  工作气压控制:测试过程中被测材料所处的不同气压环境相应代表着不同空间高度,为了模拟空间环境必须要对工作气压进行准确的定点控制。工作气压控制也是一个完整的闭环控制过程,其中高精度气压传感器测量真空腔内的气压值,机械泵抽取腔内气体,气压控制器采用PID方式控制进气阀的进气量大小。
                  水冷过程控制:水冷过程包括两部分内容,一部分是起热防护作用的冷却水系统,这种冷却水系统需要监测冷却水的水流压力,如果压力不够高则会自动切断加热电源,对整个系统起到热保护作用;另一部分是对被测试样冷面进行高精度温度控制的循环水浴,将试样冷面温度控制在20℃至50℃之间的某一温度点,温度波动不超过±0.05℃。
                  变温控制:材料热导率测试过程中需要在被测试样厚度方向上形成一个具有一定温度梯度的一维热流场,需要根据测试要求控制试样热面的温度变化。为了保证一维热流,对试样热面加热采用护热式加热方式,试样中心区域和周边区域使用两套加热装置,两套加热装置的控制是两个独立的闭环控制,温度传感器获取试样热面温度,温度控制器采用PID方式控制加热装置工作。

冰点控制:在热导率测试中需要大量的热电偶温度传感器进行温度测量,为了保证热电偶测温具有较高精度和稳定性,热电偶测温线路连接和真空腔壁上的接线端子都必须符合要求,几十只测温热电偶都需要进行冰点冷端补偿。冰点器放置在真空腔外,采用铂电阻作为温度传感器、大功率半导体器件作为制冷器和单独的PID温度控制器对冰点器进行准确的温度控制。

激光位移计在线测量试样厚度:在热导率测试过程中,被测平板状试样由于受热膨胀会使得试样厚度发生变化,而这个变化厚度会影响试样热导率的最终测试结果。由于在真空和高温环境下实时测量试样厚度变化,采用了两路放置在真空腔外的激光位移计来非接触测量试样厚度的实时变化。

热流计测量:热导率测量过程中,还需要知道流经试样厚度方向上的热流密度大小。在被测试样底部布置了十几个由薄膜热流计组成的热流计板,可以准确测量整个试样的热流密度分布。

温度测量:在热导率测试系统中布置了几十路温度测量传感器用于测量不同区域的温度分布,温度传感器有热电偶和热电阻两种类型。这种多路温度测量采用了多通道六位半数据采集器,同时还兼顾热流计的多通道测量。

  

(4)触摸屏功能

 

                 

操作界面:布置需要控制的开关按钮并显示对应的状态和数值,其中包括真空罩升降控制、真空过程控制、工作气压控制、水冷过程控制、变温控制、冰点控制等。 

                 

数字显示界面:以数字形式实时显示各个控制量、测量参数、试样信息和存储文件名。  

                 

曲线显示界面:显示试样厚度、热流和温度随时间的变化曲线。 

 

应用案例2:无纸记录仪/集散式测控系统


      无纸记录仪/集散式测控系统采用EyoungHMI系列人机界面集成测控系统作为上位机(主机),以各种测量和调节控制仪器仪表作为下位机(从机)来实现集散式测量和控制,具备对温度、压力、流量、液位、电压和电流等物理量的精确测量、调节控制和记录功能。每套EyoungHMI系列人机界面集成测控系统最多可连接30路测量控制通道,具备全屏幕显示、实时记录功能。在功能上远远超越传统无纸记录仪,而性价比则明显优于传统的无纸记录仪和集散式控制系统。

 


      EyoungHMI系列人机界面集成测控系统的突出特点是各种通讯协议的包容性,即对下位机没有限制,对用户和工艺过程需要的各种测控仪器仪表可以实现完美连接,大大提供了选型成本和工程实施的可靠性和可维护性。
      整个控制过程的变化数值和曲线可以在触摸屏上实时显示,全程数据可存储在U盘内。U盘内的存储数据可以在触摸屏上显示,也可以在PC机上解析,可打印数据报表和历史曲线。