PD系列長期數據記錄儀

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PD系列長期數據記錄儀

時間:2020-08-11   訪問量:1763


PD系列長期數據記錄儀


                  用戶手冊 



一.記錄儀概述


PD系列長期數據記錄儀,采用電池供電和電源適配器供電,用于長期信號的測量記錄,記錄間隔從5秒到1小時可設置,記錄數據掉電不失。測量信號多樣,從環境溫度、相對濕度、大氣壓力、光照度,到4通道模擬量,提供了多種型號配置;也可由用戶定制通道類型。

配套的PDR12軟件簡潔易用,提供了記錄儀設置、曲線顯示打印、數據表格等功能。

記錄儀有3種通訊方式可以選擇:USB、RS485、無線,其中,采用后二者可構成多機分布式系統。采用USB通訊方式的記錄儀可以附加GSM短信功能。

記錄儀具有兩種工作模式:按鍵啟停、定時自動啟停。

部分型號具有LCD顯示,可顯示運行狀態、信號實時值、存儲容量、最大最小值等。其它型號則采用LED指示運行狀態。

記錄儀具有越限判斷及聲光報警功能。

通過PDRLAB軟件,可以配置信號的偏移、變比、工程單位,對測量數據做調整,或將記錄儀的測量值轉換為用戶實際的量綱。

PDR12軟件具備實時趨勢圖功能,在聯機時,可以持續記錄參量值,最小記錄間隔為1秒。


1.1.技術參數

1.1.1.基本參數

下表列出PD系列記錄儀一致的基本參數:



無LCD型號

有LCD型號

數據存儲器

512K Bytes

存儲、操作極限

-30~60oC

-40~60oC

0~95%RH(無冷凝)

溫度系數

< 50ppm/oC(典型)

時鐘精度

每日±2 秒(±1分鐘/月 20oC)

記錄點間隔

5秒~1小時可選擇

外型尺寸(mm)

147 x 83 x 40

147 x 83 x 40

殼體材料

ABS塑料

電池

2節5號電池

內置充電電池

電池壽命(*)

6個月(典型)

操作系統

WindowsXP/Vista /Win7

通訊接口

1、USB1.1/2.0

2、USB + GSM短信

3、RS485

4、無線通訊

 

注*:電池壽命與測量信號種類、數量相關,不同型號會有差異。


 

1.1.2. 測量信號類型


代號

信號類型

單位

范圍

分辨力

準確度

INT0

內置溫度傳感器

-40~60

0.1

±0.5℃(-10~60℃);

±1℃(其它)

INT1

外置溫度傳感器

-40~120

0.1

±0.5℃ (-10~70℃);

±1℃(其它)

INRH

相對濕度

%RH

0~99

1%

±3%(20~70℃)

±5%(其它)

INPR

大氣壓力

hPa

10~1100

0.1

±3.0 hPa

 

lux

光照度

lux

0~200000

(可定制)

1

±5%;

溫度特性: ±0.5%/℃

SMC

土壤含水率傳感器

%

0~99%

1%

±2%(0~50%)

 

RTD

3線制Pt100熱電阻

-200~600

(可定制)

0.1

±0.5℃(-50~150℃);

±1℃(其它)

TCK

K型熱電偶

0~1000

(可定制)

1

±3oC

 

DCV

直流電壓

V

0~32

(可定制)

0.01

±0.5%

 

DCI

直流電流

mA

4~20

0.01

±0.5%

 

Li

太陽總輻射

W/m

0~2000

1

±5%

CO2

二氧化碳  濃度

ppm

0~5000

1

50+3%讀數值


1.2.記錄儀外形、接線、安裝

 

wps3.jpg

 

                                      PDML、PDIL、PDKL型

 

 wps2.jpg

                                             

                                              PDE-*型

  

1.2.1.外接信號端子定義

PDML、PDIL、PDKL型沒有外接信號端子。使用中,應注意保持傳感器氣孔(窗)通暢,避免贓物覆蓋、液體飛濺;避免陽光直射氣孔

PDE型記錄儀具有外接信號端子。端子是可插拔的,接線時,應拔下端子,待接好線后,再安裝到記錄儀。依據型號不同,端子定義不同: 


wps6.jpg

  

  Pt100熱電阻通道,每個通道有1個5P接線端子,其中,3端接熱電阻的單線一端,1、5接熱電阻的2根復線。要求熱電阻引線電阻小于5Ω。


 

  直流電壓(DCV)、直流電流(DCI)通道,每個通道有4個信號輸入端子,接線時1、2接正,4、5接負,3是接地點,應接大地。wps8.jpg

   


   

  熱電偶通道,每個通道有1個5P接線端子,其中1、2端接  熱電偶的正端,4、5接熱電偶的負端。    wps8.jpg

       



 PDE系列記錄儀的模擬類通道,在通道間、通道與內部系統間,除特別標明外,均沒有隔離。下面是記錄儀內模擬通道的示意圖:


 

wps9.jpg

    

    對于直流電壓(DCV)、直流電流(DCI)信號,應注意:當要同時測量多個信號,且這些信號不共地時,應清楚地了解信號在記錄儀內部共地的影響,也應判斷是否因此引起地線環流。并且,應謹慎使用,避免輸入過壓、靜電引入。 


1.2.2.RS485端子

RS485型記錄儀端子線號表:


序號

1

2

3

4

接線端

A

B

G

5V


1.3.型號

1.3.1.基本型號


型號

LCD

可記錄點數

測量信號

PDM


87380

1.環境溫度(INT0)

PDML

·

1.環境溫度(INT0)

PDE-I1

·

1.光照度(lux)

PDI


65536

1.環境溫度(INT0)

2.相對濕度(INRH)

PDIL

·

1.環境溫度(INT0)

PDEI

·

1.環境溫度(IINT1)

PDES

·

1.土壤溫度(RTD)

2.土壤含水率(SMC)

PDKL

·

52428

1.環境溫度(INT0)

2.相對濕度(INRH)

3.大氣壓力(INPR)

PDKI

·

3.光照度(lux)

PDE-KC

·

3.太陽總輻射(Li)

4.二氧化碳濃度(CO2)

PDKS

·

3.土壤含水率(SMC)

PDE-V4

·

43690

4×直流電壓(DCV)0~32V

PDE-A4

·

4×直流電流(DCI)4~20mA

PDE-R4

·

4×Pt100(RTD)

PDE-T4

·

4×K型熱電偶(TCK)

 

PD記錄儀提供以上的標準型號。

根據給出的可記錄點數,可以計算各個記錄間隔對應的可記錄總時長。例如,對于PDE-R4,可記錄點數為43690,則在記錄間隔為1分鐘時:

記錄總時長 = 43690 × 60 = 2621400秒 ≈ 30天

在使用PDRLAB軟件設置記錄儀時,軟件直觀地給出了記錄總時長。


  

1.3.2.型號代碼




 PD 1x- 2x 3x - 4x


PD 1x : 基本型號代碼

        (參見1.4)

 

  2x : 外接測量信號

        R:Pt100熱電阻

         V: DC電壓

         A: DC電流(0~20mA)

         T: K型熱電阻

         I: 光照度

        C: 二氧化碳濃度


  3x : 外接信號數

        1: 1路

         2: 2路

        4: 4路


  4x : 通訊方式

       無:USB

       G: USB+GMS短信

       C: RS485

       Z: 無線通訊

 

1.4.用戶定制

PDE記錄儀最多可配置4個通道,除標準型號系列外,也可接受用戶定制。可定制為前面列出的模擬類參量的任意組合;也可按用戶要求配置模擬類通道的量程。



二.通訊

PD系列記錄儀提供3種可選的通訊方式:USB、RS485、無線通訊,其中后2者可用于構成多機分布式系統。USB方式僅支持與計算機的單機連接。

3種通訊方式均兼容MODBUS協議。采用MODBUS協議的其它廠家儀器設備,可以與記錄儀聯機,實時讀取測量值。

 

2.1.USB

采用USB電纜與計算機連接。計算機需安裝隨機附帶的USB通訊驅動程序,不能同時連接多臺記錄儀。數據傳輸速度是所有通訊方式中最快的。

 

2.2.GSM短信

USB通訊方式的記錄儀,可以附加GSM短信功能。GSM短信功能支持:

1.用戶短信查詢當前值

2.定時發送時實時值

3.報警時發送短信

4.用戶短信設置報警限值、啟停定時發送等設置功能

 

2.3.RS485

采用RS485,總線電纜長度可達1000米,總線上最多可連接128臺記錄儀。


wps14.jpg 


總線電纜應使用特征阻抗為120Ω的屏蔽雙絞線連接,總線雙側末端應接匹配電阻(120Ω)。

在計算機側,一般沒有RS485端口,常見的情況是選用RS232/485轉換器。當RS485總線電纜較長時,采用竊電技術的轉換器可能會通訊不良,應避免使用。

PDR12軟件可與多臺記錄儀構成分布式系統。除了單機版(USB)的所有功能外,還支持全部記錄儀實時值的同步顯示、記錄,形成系統統一的趨勢圖。


2.4.無線

采用無線通訊方式,最大通訊距離為1000米(可視距離),當有建筑物墻體等阻隔時,通訊信號會衰減,導致通訊距離下降。

選用無線通訊的記錄儀,應同時選用我公司提供的USB無線通訊模塊,安裝于計算機側使用。

采用無線通訊的記錄儀同樣可與PDR12軟件構成分布式系統,功能與RS485系統是一致的。



三.液晶顯示屏

部分型號的PD系列記錄儀采用工業級液晶顯示屏。如果選用的是不帶LCD的型號,可跳過此章。

LCD可工作于-20~50℃的溫度環境,顯示屏圖示如下:

wps15.jpg 

3.1.運行狀態

在記錄儀處于記錄狀態時,將會顯示wps16.jpg。如果沒有出現wps17.jpg,說明記錄儀當前沒有在記錄數據。


3.2.電池電量

分3段表示當前電池電量。當電池耗盡,記錄儀處于低電狀態,停止采集、記錄,LCD上僅wps18.jpg在閃動,需盡快更換電池。

 

3.3.時鐘    

顯示當前時間。

 

3.4.通道

當前顯示參量的通道號。

 

3.5.參量值  

顯示記錄儀當前的參量的數值(根據選擇,可能是實時值或最大、最小值)。

 

3.6.最大值、最小值

顯示本次記錄任務啟動以來,記錄儀所記錄到的最大值、最小值。需要注意的是,如果記錄模式是“循環覆蓋”,記錄數據的前端被覆蓋時,不影響已保存的最大值、最小值。即,此處顯示的最大值,可能大于記錄數據中的最大值,而最小值可能小于記錄數據中的最小值。

 

3.7.單位

當前顯示參量的單位


wps19.jpg


wps20.jpg



wps21.jpg



wps22.jpg



wps23.jpg

 

 

wps24.jpg


溫度

相對濕度

大氣壓力

光照度

電壓

電流

AV






太陽總輻射

二氧化碳濃度





3.8.記錄間隔

表示當前記錄間隔。s表示秒,m表示分。

 

3.9.存儲空間

分10段表示當前已記錄的數據量,wps25.jpg表示已錄滿。


 

面板及按鍵

4.1.配置LCD的型號

共有四個按鍵:

記錄間隔:更改記錄點間隔,從5秒到60分鐘。此按鍵可通過軟件禁用;當記錄儀設置為定時自動啟停模式時,此按鍵被禁用。

切換/循顯:切換顯示參量;長按此鍵5秒,則顯示模式在”循環顯示”、”固定參量”間切換。

記錄/停止 長按此鍵5秒啟動(或停止)記錄定時自動啟停記錄時此鍵被禁用。

最大/最小顯示已記錄的數據中,參量的最大值、最小值。

在報警狀態下,按任意鍵則停止聲光報警。

報警LED及蜂鳴器:在越上限與越下限狀態,記錄儀發出每秒1次的聲光報警信號。在越上上限與越下下限狀態,記錄儀發出每秒2次的聲光報警信號。

 

4.2.配置LED的型號

“記錄/停止”按鍵 :長按此鍵5秒,啟動(或停止)記錄。定時自動啟停記錄時此鍵被禁用。在報警狀態下,按此鍵一次則停止聲光報警。

狀態指示LED:

1.綠色快速閃動5秒:記錄開始(按鍵長按5秒后)

2.紅色快速閃動5秒:記錄停止(按鍵長按5秒后)

3.綠色每5秒快速閃動一次:記錄進行中

4.紅色每5秒快速閃動一次;記錄停止,記錄儀待機

5.紅色0.5Hz連續(亮1秒、暗1秒):上限或下限報警,此時記錄儀發出同步蜂鳴音

6.紅色1Hz連續(亮0.5秒、暗0.5秒):上上限或下下限報警,此時記錄儀發出同步蜂鳴音

7.連續5秒內,無任何LED指示,則表明電池低電



五.工作狀態描述

記錄儀有2種可選的工作模式:按鍵啟停模式、定時自動啟停模式

用戶可使用軟件設置記錄儀的工作模式、記錄間隔等。

 

 5.1.按鍵啟停模式

記錄的啟動、停止由用戶通過REC/STOP鍵控制。

在這種工作模式下,還有“錄滿停止”、“循環覆蓋”兩個選項。

 錄滿停止:當記錄數據填滿全部存儲區時,記錄停止。

 循環覆蓋:當記錄數據填滿全部存儲區時,新記錄點覆蓋最舊的數據,記錄持續進行

 

wps26.jpg


 5.2.定時自動啟停模式

由用戶指定一個未來的時刻作為啟動時間。記錄儀處于等待狀態,直至啟動時刻到,開始記錄。

在這種工作模式下,還有“直至錄滿”、“錄制時長”兩個選項。

直至錄滿:當記錄數據填滿全部存儲區時,記錄停止。

錄制時長:用戶設定一個記錄時間長度,當記錄完這個時間后,記錄停止。

wps27.jpg

 

5.3.記錄從整分鐘啟動

記錄儀啟動記錄,都是從整分鐘開始的,即使用戶選擇了低于1分鐘的記錄間隔(例如15秒)。

例如用戶設定了定時自動啟停模式,記錄間隔5s,并設定記錄于11:20:35啟動,而記錄實際啟動于11:21:00;

或者用戶設定了按鍵啟停模式,記錄間隔5min并于11:20:35按REC/STOP鍵啟動記錄,而記錄實際啟動于11:25:00。

 

5.4.記錄儀狀態

任何時刻,記錄儀總是處于以下4種狀態之一:

等 待用戶設定記錄任務開始于未來的某個時刻,而記錄儀內部時鐘尚未到達設定的時刻;或選擇按鍵啟停模式時,還未通過按鍵啟動記錄。

記錄中已經到達用戶設定的啟動時刻或按下啟停鍵,記錄儀開始記錄。

已完成如果用戶設定了定時啟停模式,并設定了一段記錄時間,則在到達記錄時間后,記錄儀停止記錄,等待用戶上傳數據,或開始新的記錄任務。此時記錄儀處于“已完成”狀態。

已錄滿如果用戶設定了定時啟停模式,并選擇了“直至錄滿”;或者設定了按鍵啟停模式,并選擇了“錄滿停止”,則在記錄點填滿全部存儲區后,記錄儀停止記錄,等待用戶上傳數據,或開始新的記錄任務。此時記錄儀一直處于“已錄滿”狀態。

記錄儀的狀態轉換圖請參見4.1及4.2。


5.5.報警

如果某個參量設置了報警限值,則當實時值超過限值時,記錄儀將觸發聲光報警。限值包括:上上限、上限、下限、下下限。為避免實時值在限值上下波動,導致的報警頻繁啟停,用戶可設置滯回值。如果實時值超越了某個限值,記錄儀將觸發報警,當實時值回歸到了限值,報警并不解除,直到實時值繼續回歸了一個滯回值后,報警才解除。

在越上限與越下限狀態,記錄儀發出每秒1次的聲光報警信號。在越上上限與越下下限狀態,記錄儀發出每秒2次的聲光報警信號。報警觸發后,聲光報警的持續時間可由用戶設定。

聲光報警信號在以下條件下停止:

1、實時值回歸限值以內(含滯回值),報警狀態解除

2、聲光報警達到了用戶設定的“報警持續”時間

3、用戶按記錄儀任意鍵

對于后兩種情況,雖然聲光報警停止了,但實時值仍然處于越限狀態。

報警相關的限值、滯回值、報警延時的設置,請參見”6.3設置通道屬性”

注意如果記錄儀設置了電池供電時自動延時關閉LCD”(參見6.3設置屏幕顯示、按鍵),則當屏幕顯示關閉后,記錄儀僅在記錄數據時,判斷實時值是否越限。如果此時記錄儀未啟動記錄,則報警功能也關閉了。

使用AC適配器供電時,無論是否設置,屏幕都持續顯示,不會關閉。

 

wps28.jpg


5.6.記錄間隔

用戶可以根據被測參量的特性,及記錄任務的要求,選擇記錄間隔。軟件預先從5秒~1小時的范圍內,確定一系列間隔時間,供用戶選擇。

由于記錄儀的內部存儲器是固定的(512K字節),選擇越長的記錄間隔,記錄總時長將越長。記錄間隔與記錄總時長,在軟件的設置對話框里,給出了直觀的關系。


5.7.電池

記錄儀采用低功耗設計。在實際使用中,電池壽命受多種因素的影響,例如電池自身容量、記錄點間隔等等,與PC機通訊時,功耗較大,所以頻繁或持續聯機會降低電池使用時間。推薦使用單節容量大于2000mAh的電池。典型電池壽命為6個月。

當記錄儀LCD顯示低電指示(wps29.jpg閃動)時,則表示電池已耗盡,記錄儀已停止工作,需要更換電池。

如果記錄儀處于“記錄中”狀態,而用戶更換電池,則可能丟失更換期間的數據。如果記錄間隔小于1分鐘,則可能會丟失1-2分鐘的數據。如果記錄間隔大于等于1分鐘,則可能會丟失1點數據,也可能不丟失。丟失數據,會在曲線形成間斷,而不會影響數據點時間的準確。


  

MODBUS通訊協議

6.1.地址和波特率設置

同一RS485總線上或同一無線通訊網絡內的多臺記錄儀,應擁有不相同的地址值。地址值范圍001~255。

記錄儀三種通訊方式的參數如下:

USB:波特率460800,8數據位,1停止位,無校驗位

RS485:波特率9600,8數據位,1停止位,無校驗位

無線:波特率115200,8數據位,1停止位,無校驗位

 

6.2.ModBus基本規則

MODBUS通訊遵照主/從方式。數據可以在一個主站和128個子站(記錄儀)之間傳遞。

主站初始化和控制在通訊回路上傳遞的所有信息。

任何一次通訊都不能從子站開始。

所有通訊都以“信息幀”方式傳遞。

如果主站或子站接收到含有未知命令的信息幀,則不做響應。

 

6.3.通訊規約

當通訊命令發送至子站時(下行),符合相應的地址碼的子站接收通訊命令,讀取信息,如果沒有出錯,則執行相應的任務;然后把執行結果返送給發送者(上行)。

下行幀格式:


ADDR

CS

DATA

CRC


初始延時

地址碼

功能碼

數據區

錯誤校驗

結束延時

(注*)

1字節

1字節

N字節

2字節(CRC)

(注*)

 

上行幀格式:


ADDR

CS

LEN

DATA

CRC


初始延時

地址碼

功能碼

數據區字節數

數據區

錯誤校驗

結束延時

(注*)

1字節

1字節

1字節

N字節

2字(CRC)

(注*)

注* :延時時間,按設定波特率,至少等于傳輸4個字節的時間

 

地址碼(ADDR):

主站發送的信息幀,地址碼表明目的子站;子站發送的信息幀,地址碼表明發送者的地址。


功能碼(CS):

主站發送的信息幀,功能碼告訴子站執行什么動作;子站響應的信息幀,功能碼與主站發送來的功能碼一樣,并表明子站已響應主站進行操作。如果子站發送的功能碼的最高位是1,則表明子站沒有響應或出錯。

PD系列記錄儀功能碼:

功能碼

定  義

操  作

03H

讀寄存器

讀取一個或多個寄存器的數據


數據區字節數(LEN):

 僅上行幀包含此段。


數據區(DATA):

    由主站發送的讀命令(03H)信息幀的數據區,包含需要回送的數據的信息,包括寄存器的起始地址及讀取長度(寄存器個數);子站應答信息幀的數據區給出了寄存器的內容。


錯誤校驗碼(CRC):

主站或子站可用校驗碼進行判別接收信息是否出錯。錯誤校驗碼采用冗余循環校驗碼(CRC)。校驗碼包含2個字節,即16位二進制。CRC碼由發送端計算,放置于發送信息的尾部。接收端的設備再重新計算接收到信息的CRC碼,比較計算得到的CRC碼是否與接收到的相符,如果二者不相符,則表明出錯。

CRC碼的計算步驟為:

1.置16位寄存器為十六進制FFFF(即全為1)。稱此寄存器為CRC寄存器。

2.把一個8位數據與16位CRC寄存器的低位相異或,把結果放于CRC寄存器。

3.把寄存器的內容右移一位朝低位,用0填補最高位,檢查最低位(移出位)。

4.如果最低位為0:重復第3步(再次移位)。

    如果最低位為1:CRC寄存器與多項式A001(1010 0000 0000 0001)進行異或。

5.重復步驟3和4,直到右移8次,這樣整個8位數據全部進行了處理。

6.重復步驟2到步驟5,進行下一個8位的處理。

7.最后得到的CRC寄存器即為CRC碼,低字節在前,高字節在后。

 

6.4.出錯處理

接收到的信息如有CRC錯誤,則將被記錄儀忽略。

當記錄儀檢測到了CRC碼出錯以外的錯誤時,將向主站回送信息幀。子站返送給主站的功能碼,是將錯誤信息幀的功能碼邏輯或80H。以下的這些代碼表明有意外的錯誤發生。

錯誤報告信息幀格式

地址碼:

1字節

功能碼:

1字節(邏輯或80H)

數據區字節數:

1字節

數據區(錯誤碼):

1字節

CRC碼:

2字節

 

記錄儀定義的錯誤碼

01

接收到的功能碼記錄儀不支持。

02

指定的數據位置超出記錄儀定義的地址范圍

03

接收到主站發送的數據值超出相應地址的數據范圍

 

6.5.信息幀(03H)格式舉例

記錄儀的模擬量寄存器以2字節為基本單位。

例如:子站地址為01,起始地址0002的3個寄存器的數據為:

地 址

數據(16進制)

0002

1388

0004

B6C9

0006

209B


主站發送:


字節數

數據

含義

子站地址

1

01

發送至子站01

功能碼

1

03

讀取寄存器

起始地址

2

00

起始地址為0002

02

讀取個數

2

00

讀取3個寄存器

03

CRC碼

2

**(Lo)

由主站計算得到的CRC碼

**(Hi)


子站響應:


字節數


含義

子站地址

1

01

本幀由子站01發送

功能碼

1

03

上傳寄存器數據

數據區字節數

1

06

6字節(3個寄存器)

寄存器數據1

2

13

地址為0002內的內容

88

寄存器數據2

2

B6

地址為0004內的內容

C9

寄存器數據3

2

20

地址為0006內的內容

9B

CRC碼

2

**(Lo)

由子站計算得到的CRC碼

**(Hi)

 

6.6.數據變換

從記錄儀輸出的模擬量數據(Rx),都被規范成2個字節。

項目

公式

取值范圍

符號

溫度 ()

T = Rx×0.1

-32768~32768

相對濕度(%RH )

RH = Rx

0~100

大氣壓力( hPa )

P = Rx×0.1

0~65535

光照度(lux)

lux = Rx×10

0~65535

土壤含水率(%)

S = Rx

0~100

直流電壓(V)

V = Rx×0.01

0~65535

直流電流(mA)

mA = Rx×0.01

0~65535

太陽總輻射

W/m = Rx×150

0~65535

二氧化碳濃度

ppm = Rx×1.51515

0~65535

注意:

讀取的數據(03H),是以“Big Endianness”形式存儲的,Windows平臺的應用程序獲得這些數據時,應轉換為Little Endianness后再使用。


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