CX8800工業(yè)色譜儀講座

CX8800工業(yè)色譜儀的研制南京工業(yè)大學自動化學院南分分析儀器有限責任公司

1CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!電氣箱薄膜鍵盤平板顯示器加熱器檢測器色譜柱分析箱CX8800工業(yè)色譜儀2CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!色譜柱及其分離原理（a）常規(guī)填充柱

（b）涂漬填充柱

（c）多孔層開管柱（a）常規(guī)填充柱（1）常規(guī)填充柱（2）薄膜球狀擔體填充柱（3）填充毛細管柱3CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!TCD工作原理示意圖4CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1.系統(tǒng)功能2.PC-104系統(tǒng)硬件結構3.軟件系統(tǒng)及其特色4.研究小結5CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!PC-104模塊SYS/SUPERDXCPU模塊DIAMOND-MM-16-AT模塊A/DCDT2000模塊DI/DORMM-4-XT模塊D/ADOC2000電子盤11‘彩色LCD顯示屏+儀表鍵SIGNALMAINTAINERNext6CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!儀器程控放大器：TCDX1X10X100X1000FID2X4檔流路切換自標定閥門控制雙通道分析周期實時鐘1msDCS信息通道：

RS285TCP/IP8組分趨勢輸出雙通道各8組分濃度超限信號儀器狀態(tài)信息報警提示箱體精密PWM控溫雙通道譜峰記錄儀，或譜峰記錄棒圖

Next7CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!典型的PC機總線結構

STD總線 是國際上流行的一種用于工業(yè)控制的標準微機總線，于1987年被批準為IEEE—961標準。有8/16位、16位、32位）。特點如下： 1）模板及槽結構均有很好的抗電、磁干擾能力。（公共母板結構） 2）CPU板與其它外設模板均為插入結構，可實現(xiàn)雙CPU結構（一片工作，一片待機）。 3）適宜溫度寬，性能平均無故障時間（MTBF）達60年以上，非常適用于工作場合。 4）大部分工控機（研華、DELL西門子）使用此系統(tǒng)總線。ISA總線(IndustryStandardArchitecture)

是個人微機上的一種總線標準，也稱為AT總線，是由IBM公司、IEEE和EISA集團聯(lián)合開發(fā)的與IBM-PC/AT原裝機總線意義相近的系統(tǒng)總線，它具有16位數(shù)據(jù)寬度。特點如下： 1）是個人微機（PC機）在工業(yè)測控領域應用的一個重要方面。 2）適用面廣，價廉。PCI總線 是適用于圖形用戶界面、多媒體技術連接網絡的通信總線。1991年，由Intel首先提出PCI概念，并聯(lián)合IBM、Compaq、AST、HP、Apple、NCR、DEC等100多家公司共同成立了PCI集團。PCI總線的全稱是PeripheralComponentInterconnect。廣泛用于高檔PC、工作站，以及便攜式微機，在工業(yè)控制上，應用于TDCS—3000，何立時等。特點如下： 1）傳輸速率高，可達266MB/s，解決了I/O瓶頸問題。 2）多總線共存，層次式結構，擴大了系統(tǒng)的兼容性。 3）獨立于CPU，不依附于具體的處理器。 4）自動識別與配置外設。8CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!恒溫系統(tǒng)示意圖Next9CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!軟件功能分析DCS控制要求在線檢測，實時、準確、分析周期2-40分鐘工業(yè)色譜儀要求操作控制時間準確單機在線下實時譜峰識別及結果計算，數(shù)據(jù)存儲，每流路為300組單機在線下歷史譜峰重識別分析方法和識別的多重選擇箱體控制：50-220℃，±0.03℃在線下的抗干擾，保證長期、穩(wěn)定、準確運行Next10CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!操作系統(tǒng)與軟件環(huán)境軟件系統(tǒng)結構防止擁堵的措施智能PID控溫智能譜峰識別小語言環(huán)境Back11CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!DOS6.22UCDOS7.0漢字系統(tǒng)自建漢字庫系統(tǒng)：LCD圖形顯示BorlandC++編譯Back12CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!措施A/D采用FIFO

每路采樣周期為1ms,A/D為66ms，F(xiàn)IFO中斷為8-16ms左右實時鐘為10ms中斷，與PID控溫融合多任務分配智能處理，在線下簡潔快速

Back13CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!變參數(shù)示意變參數(shù)模糊邏輯ΔT

ΣΔT2

KpKI運行狀態(tài)自整定模糊邏輯ΔTΣΔT2δtsKpKIKd1,Kd2整定狀態(tài)Back14CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!譜峰識別是工業(yè)色譜儀性能的重要指標國外工業(yè)色譜儀：Simens雙機機內處理器（C166）+機外PCABB雙機機內雙處理器（C196）+機外PC譜峰識別和譜峰參數(shù)由PC承擔軟件支持強大，無機時占用在線識別差，依靠機外識別實時運行下，送DCS檢測結果可能有誤Next15CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!Next智能譜峰識別一般譜峰識別16CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!17CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!小語言環(huán)境為用戶自輸入可執(zhí)行程序四則運算，邏輯運算譜峰數(shù)據(jù)的讀、改允許譜峰參數(shù)的讀、改流路閥的控制數(shù)據(jù)表格設置、修改文本編輯頁面下的直接運行在線下時間事件運行Next18CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!故障診斷與報警操作一.故障分類 1）嚴重故障———（一類故障）：造成儀器損壞或影響儀器正常工作的；如載氣壓力低、箱體溫度過高、TCD橋流過大、FID熄火等。故障與報警變量Alarm[0]、Alarm[1]和Alarm[4]的位信息相對應。

2）一般故障———（二類故障）：不影響儀器正常工作的；如檢測組分含量超出指標的上下限，BASIC源程序編寫錯誤，組分列表沒有填寫等。故障與報警變量Alarm[2]、Alarm[3]和Alarm[6]的位信息相對應。二.故障診斷 1）嚴重故障的診斷,除箱體溫度在ＰＩＤ周期中完成，其余均在getdata()中完成，診斷周期＜0.1秒；箱體溫度診斷周期為1.5秒. 2)組分超標有兩種方式:如在頁面上的<輸出設置>中選擇,則在時間事件的結果輸出時完成;若該通道任一流路的BASIC源程序中含有對報警輸出口的重新定義或操作,上面的選擇無效,組分超標診斷在源程序的RUN函數(shù)中完成.無論那一種方式組分超標的上下限均需在<輸出設置>的子菜單中設置.三.故障報警

1)所有故障發(fā)生時,儀器面板的報警燈亮;報警信息存報警文檔(Alarm.DAT);組分輸出報警口和故障報警口送出開關量報警信號,該信號可作為DCS系統(tǒng)的輸入信號; 2)一類故障發(fā)生時,LCD顯示器在任一頁面均顯示紅色報警提示,系統(tǒng)自動退出運行,直至故障排除后才能正常操作; 3)二類故障發(fā)生時,LCD顯示器無紅色報警提示,系統(tǒng)仍正常運行.但此時分析結果有可能不正確.19CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!報警文件記錄-.ALARM.DAT一.intNalarm:報警文件記錄指針，取值為0～49，循 環(huán)存儲。二.以下數(shù)據(jù)存儲50組,每組均包括以下組成：1)intAlarmUd[2]：對應兩組各7個報警輸出口

超上下 限的位標志；該位為’0’時表示低于下限，該位 為‘1‘時表示超過上限。2)intcAl[14]:數(shù)組cAl[0]-cAl[13]與報警組分輸出口1#～14# 對應。存放該輸出口所對應的流路號。3)charcBit48*sizeof(cAlarmbit[0][0],對應48個報警 信息4)structtimeTime:該組報警發(fā)生的時間時、分、秒5)structdateDate:該組報警發(fā)生的日期年、月、日20CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!報警狀態(tài)顯示及上傳的ODBC處理報警狀態(tài)顯示

1)報警流路號的獲取:由報警輸出口所對應的CAI[]找出;流路號取值為0~15.

2)報警通道號(爐號:A,B):由于報警輸出口(1~14)對于所選的組分超限報警是唯一的;通過在組分鏈表中的Numc獲取該組分的通道號; 3)組分名:通過在組分鏈表中的Name[30]獲取該組分的組分名稱; 4)報警流路名:由通道號和流路號在流路鏈表中獲取該組分的流路名.報警信息的網絡傳輸及上位機的ODBC處理

1)RS485或TCP/IP應上傳Alarm,CompA,CompB,和StrSeqA,StrSeqB共34個Dat文件;

2)在上位機上建立Comp和StrSeq鏈表,顯示報警狀態(tài); 3)建立上位機故障報警數(shù)據(jù)庫,以備遠程診斷服務器的構建.21CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!Strseq.Dat&

ConstructureoftheListstructStrSeqList//thestreamlist { structStrSeqLine*list,*index; intsum,number; };structStrSeqLine { charName[30];//thestreamname intselect;//theselectionflag intnumber;//thestreamnumber(0---15) structStrSeqLine*next; };22CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!小結完成對工業(yè)色譜儀的智能測控功能單機嵌入式結構，滿足現(xiàn)場操作在線譜峰智能識別，提高組分檢測可靠性中英文界面譜峰數(shù)據(jù)、報警信息、數(shù)據(jù)庫Next23CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!FID工作原理示意圖24CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!系統(tǒng)功能雙通道16流路色譜分析檢測中英文菜單、幫助、報告、提示智能操作控制單機實現(xiàn)在線智能譜峰識別和歷史譜峰處理小語言環(huán)境Back25CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!硬件提供資源較完整的PC機環(huán)境16路單端(8路差分)16位A/D,4μs,512bFIFO4片8254提供12個16位定時器12路12位D/A通信接口特殊儀表鍵盤設計電子盤選用Next26CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!PC/104的ISA總線結構儀表鍵盤及其接口程控放大器及自動調零裝置控溫回路及其實現(xiàn)27CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!ISA總線總線為主機系統(tǒng)與外圍設備之間的通信通道-擴展插槽:又稱為I/O通道總線工業(yè)標準體系結構，16位標準總線，數(shù)據(jù)傳輸率8MB/s

28CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!Pt1000鉑探頭儀表放大器雙向可控硅(固態(tài)繼電器)半波導通加熱周期2s,200個半波A/DPIDTC設定220V交流Next29CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!實時多任務CPU機時短時間的擁堵如：A通道分析周期結束A譜峰識別，處理

A/DFIFO滿，中斷要求處理PID控溫周期結束串口通信正在進行小語言用戶程序的執(zhí)行同時B通道實時事件處理Next30CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!PC-104操作系統(tǒng)Win98、Win2000：多任務多線程處理，可視界面編輯方便，網絡通信實現(xiàn)容易，VxD、WDM支撐硬件，占用外存大DOS：單任務，界面實現(xiàn)繁瑣，需擴展內存，面向硬件，占用外存小Linux,WinCENext31CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!模塊化設計類、結構變量體系中斷處理（3個）

FIFOA/D中斷雙時鐘1ms中斷串行通信中斷多任務的權值分配機制

采樣值讀取時間事件處理鍵訪問數(shù)據(jù)處理頁面顯示Back32CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!智能PID控制變參數(shù)KP、KI

模糊自整定Next33CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!譜峰處理功能峰高，峰面積內標，外標，歸一化一點標定，含H2

的非線性標定手動標定，在線自動標定Next34CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!CX8800工業(yè)色譜儀：操作控制、數(shù)據(jù)處理、譜峰識別和譜峰參數(shù)均由PC-104承擔在線識別歷史譜圖重識別干擾下的準確識別，避免結果的誤判Next35CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!Next36CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!智能譜峰識別一般譜峰識別back37CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!小語言示意程序Back38CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!39CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!報警數(shù)組定義：cBit以Char形式與數(shù)組Int變量Alarm[6]的低八位對應,其高八位為無關位各報警位均為:1—表示正常0--表示超限報警

D7D6D5D4D3D2D1D0Alarm[0]助燃氣B助燃氣A電氣箱壓力柱箱壓力B出口1B出口2A出口1A出口2AAlarm[1]儀表風B儀表風A燃氣B燃氣A載氣B載氣A樣品氣B樣品氣AAlarm[2]組分輸出口7#組分輸出口6#組分輸出口5#組分輸出口4#組分輸出口3#組分輸出口2#組分輸出口1#組分報警標志Alarm[3]組分輸出14#組分輸出13#組分輸出12#組分輸出11#組分輸出10#組分輸出口9#組分輸出口8#組分報警標志Alarm[4]

Alarm[5]A通道溫控超過定10℃掉電標志1:小于5分鐘0:大于5分鐘B通道溫控超過給定10℃A通道BASIC程序錯C加熱器超過給定10℃B通道BASIC程序錯

+5V電源超±10%A通道組分列表空白流B超給定±20%B通道組分列表空白A橋流超給定±20%FID熄火組報警標志組報警標志40CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!Compai.dat&

ConstructureoftheListstructComponentList//theponentlist { structComponentLine*list,*index; intsum,number; };structComponentLine { charName[30];//theponentname floatRetTime;//theretentiontime floatWindow;//thetimewindow intAH;//0areaor1height intSP;//methodofpeakseparation intPol;//paekpolar0-,1+ intRef;//peakreference intOut;//tenmarkofmAoutput//wuym floatUp;//therangeofmAoutput floatDown;//therangeofminconcentrationoftheponent floatUpA;//therangeofmaxconcentrationoftheponent floatUpB;//therangeofactionBARpictureoutput

intNumC;//thenumberofupordownofrangeofconcentration intTokC;//thetokenofupordownofrangeofconcentration;0:normal1:up2:down charSelect1[5];//thestreamselection charSelect2[5]; charSelect3[5]; charSelect4[5]; floatSample;//thesampleconcentration doubleFactor;//thecalibrationfactor floatConcentration;//theponentconcentration charUnit[5];//theunitofconcentration floatAreaHeight;//theareaorheight structComponentLine*next;};41CX8800工業(yè)色譜儀講座共43頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!報警狀態(tài)顯示的調用函數(shù)voidFindTokNum(intn,intj){ intfind=0,iOV=0; intiStreamNumber=0; structComponentLine*p=NULL; iStreamNumber=cAl[n-1]; p=CompList[0][iStreamNumber].list; while(p!=NULL) { if(n==p->NumC) { find=1;