PD系列长期数据记录仪

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PD系列长期数据记录仪

时间:2020-08-11   访问量:1515


PD系列长期数据记录仪


                  用户手册 



一.记录仪概述


PD系列长期数据记录仪,采用电池供电和电源适配器供电,用于长期信号的测量记录,记录间隔从5秒到1小时可设置,记录数据掉电不失。测量信号多样,从环境温度、相对湿度、大气压力、光照度,到4通道模拟量,提供了多种型号配置;也可由用户定制通道类型。

配套的PDR12软件简洁易用,提供了记录仪设置、曲线显示打印、数据表格等功能。

记录仪有3种通讯方式可以选择:USB、RS485、无线,其中,采用后二者可构成多机分布式系统。采用USB通讯方式的记录仪可以附加GSM短信功能。

记录仪具有两种工作模式:按键启停、定时自动启停。

部分型号具有LCD显示,可显示运行状态、信号实时值、存储容量、最大最小值等。其它型号则采用LED指示运行状态。

记录仪具有越限判断及声光报警功能。

通过PDRLAB软件,可以配置信号的偏移、变比、工程单位,对测量数据做调整,或将记录仪的测量值转换为用户实际的量纲。

PDR12软件具备实时趋势图功能,在联机时,可以持续记录参量值,最小记录间隔为1秒。


1.1.技术参数

1.1.1.基本参数

下表列出PD系列记录仪一致的基本参数:



无LCD型号

有LCD型号

数据存储器

512K Bytes

存储、操作极限

-30~60ºC

-40~60ºC

0~95%RH(无冷凝)

温度系数

< 50ppm/ºC(典型)

时钟精度

每日±2 秒(±1分钟/月 20ºC)

记录点间隔

5秒~1小时可选择

外型尺寸(mm)

147 x 83 x 40

147 x 83 x 40

壳体材料

ABS塑料

电池

2节5号电池

内置充电电池

电池寿命(*)

6个月(典型)

操作系统

WindowsXP/Vista /Win7

通讯接口

1、USB1.1/2.0

2、USB + GSM短信

3、RS485

4、无线通讯

 

注*:电池寿命与测量信号种类、数量相关,不同型号会有差异。


 

1.1.2. 测量信号类型


代号

信号类型

单位

范围

分辨力

准确度

INT0

内置温度传感器

-40~60

0.1

±0.5℃(-10~60℃);

±1℃(其它)

INT1

外置温度传感器

-40~120

0.1

±0.5℃ (-10~70℃);

±1℃(其它)

INRH

相对湿度

%RH

0~99

1%

±3%(20~70℃)

±5%(其它)

INPR

大气压力

hPa

10~1100

0.1

±3.0 hPa

 

lux

光照度

lux

0~200000

(可定制)

1

±5%;

温度特性: ±0.5%/℃

SMC

土壤含水率传感器

%

0~99%

1%

±2%(0~50%)

 

RTD

3线制Pt100热电阻

-200~600

(可定制)

0.1

±0.5℃(-50~150℃);

±1℃(其它)

TCK

K型热电偶

0~1000

(可定制)

1

±3ºC

 

DCV

直流电压

V

0~32

(可定制)

0.01

±0.5%

 

DCI

直流电流

mA

4~20

0.01

±0.5%

 

Li

太阳总辐射

W/m

0~2000

1

±5%

CO2

二氧化碳  浓度

ppm

0~5000

1

50+3%读数值


1.2.记录仪外形、接线、安装

 

wps3.jpg

 

                                      PDML、PDIL、PDKL型

 

 wps2.jpg

                                             

                                              PDE-*型

  

1.2.1.外接信号端子定义

PDML、PDIL、PDKL型没有外接信号端子。使用中,应注意保持传感器气孔(窗)通畅,避免赃物覆盖、液体飞溅;避免阳光直射气孔

PDE型记录仪具有外接信号端子。端子是可插拔的,接线时,应拔下端子,待接好线后,再安装到记录仪。依据型号不同,端子定义不同: 


wps6.jpg

  

  Pt100热电阻通道,每个通道有1个5P接线端子,其中,3端接热电阻的单线一端,1、5接热电阻的2根复线。要求热电阻引线电阻小于5Ω。


 

  直流电压(DCV)、直流电流(DCI)通道,每个通道有4个信号输入端子,接线时1、2接正,4、5接负,3是接地点,应接大地。wps8.jpg

   


   

  热电偶通道,每个通道有1个5P接线端子,其中1、2端接  热电偶的正端,4、5接热电偶的负端。    wps8.jpg

       



 PDE系列记录仪的模拟类通道,在通道间、通道与内部系统间,除特别标明外,均没有隔离。下面是记录仪内模拟通道的示意图:


 

wps9.jpg

    

    对于直流电压(DCV)、直流电流(DCI)信号,应注意:当要同时测量多个信号,且这些信号不共地时,应清楚地了解信号在记录仪内部共地的影响,也应判断是否因此引起地线环流。并且,应谨慎使用,避免输入过压、静电引入。 


1.2.2.RS485端子

RS485型记录仪端子线号表:


序号

1

2

3

4

接线端

A

B

G

5V


1.3.型号

1.3.1.基本型号


型号

LCD

可记录点数

测量信号

PDM


87380

1.环境温度(INT0)

PDML

·

1.环境温度(INT0)

PDE-I1

·

1.光照度(lux)

PDI


65536

1.环境温度(INT0)

2.相对湿度(INRH)

PDIL

·

1.环境温度(INT0)

PDEI

·

1.环境温度(IINT1)

PDES

·

1.土壤温度(RTD)

2.土壤含水率(SMC)

PDKL

·

52428

1.环境温度(INT0)

2.相对湿度(INRH)

3.大气压力(INPR)

PDKI

·

3.光照度(lux)

PDE-KC

·

3.太阳总辐射(Li)

4.二氧化碳浓度(CO2)

PDKS

·

3.土壤含水率(SMC)

PDE-V4

·

43690

4×直流电压(DCV)0~32V

PDE-A4

·

4×直流电流(DCI)4~20mA

PDE-R4

·

4×Pt100(RTD)

PDE-T4

·

4×K型热电偶(TCK)

 

PD记录仪提供以上的标准型号。

根据给出的可记录点数,可以计算各个记录间隔对应的可记录总时长。例如,对于PDE-R4,可记录点数为43690,则在记录间隔为1分钟时:

记录总时长 = 43690 × 60 = 2621400秒 ≈ 30天

在使用PDRLAB软件设置记录仪时,软件直观地给出了记录总时长。


  

1.3.2.型号代码




 PD 1x- 2x 3x - 4x


PD 1x : 基本型号代码

        (参见1.4)

 

  2x : 外接测量信号

        R:Pt100热电阻

         V: DC电压

         A: DC电流(0~20mA)

         T: K型热电阻

         I: 光照度

        C: 二氧化碳浓度


  3x : 外接信号数

        1: 1路

         2: 2路

        4: 4路


  4x : 通讯方式

       无:USB

       G: USB+GMS短信

       C: RS485

       Z: 无线通讯

 

1.4.用户定制

PDE记录仪最多可配置4个通道,除标准型号系列外,也可接受用户定制。可定制为前面列出的模拟类参量的任意组合;也可按用户要求配置模拟类通道的量程。



二.通讯

PD系列记录仪提供3种可选的通讯方式:USB、RS485、无线通讯,其中后2者可用于构成多机分布式系统。USB方式仅支持与计算机的单机连接。

3种通讯方式均兼容MODBUS协议。采用MODBUS协议的其它厂家仪器设备,可以与记录仪联机,实时读取测量值。

 

2.1.USB

采用USB电缆与计算机连接。计算机需安装随机附带的USB通讯驱动程序,不能同时连接多台记录仪。数据传输速度是所有通讯方式中最快的。

 

2.2.GSM短信

USB通讯方式的记录仪,可以附加GSM短信功能。GSM短信功能支持:

1.用户短信查询当前值

2.定时发送时实时值

3.报警时发送短信

4.用户短信设置报警限值、启停定时发送等设置功能

 

2.3.RS485

采用RS485,总线电缆长度可达1000米,总线上最多可连接128台记录仪。


wps14.jpg 


总线电缆应使用特征阻抗为120Ω的屏蔽双绞线连接,总线双侧末端应接匹配电阻(120Ω)。

在计算机侧,一般没有RS485端口,常见的情况是选用RS232/485转换器。当RS485总线电缆较长时,采用窃电技术的转换器可能会通讯不良,应避免使用。

PDR12软件可与多台记录仪构成分布式系统。除了单机版(USB)的所有功能外,还支持全部记录仪实时值的同步显示、记录,形成系统统一的趋势图。


2.4.无线

采用无线通讯方式,最大通讯距离为1000米(可视距离),当有建筑物墙体等阻隔时,通讯信号会衰减,导致通讯距离下降。

选用无线通讯的记录仪,应同时选用我公司提供的USB无线通讯模块,安装于计算机侧使用。

采用无线通讯的记录仪同样可与PDR12软件构成分布式系统,功能与RS485系统是一致的。



三.液晶显示屏

部分型号的PD系列记录仪采用工业级液晶显示屏。如果选用的是不带LCD的型号,可跳过此章。

LCD可工作于-20~50℃的温度环境,显示屏图示如下:

wps15.jpg 

3.1.运行状态

在记录仪处于记录状态时,将会显示wps16.jpg。如果没有出现wps17.jpg,说明记录仪当前没有在记录数据。


3.2.电池电量

分3段表示当前电池电量。当电池耗尽,记录仪处于低电状态,停止采集、记录,LCD上仅wps18.jpg在闪动,需尽快更换电池。

 

3.3.时钟    

显示当前时间。

 

3.4.通道

当前显示参量的通道号。

 

3.5.参量值  

显示记录仪当前的参量的数值(根据选择,可能是实时值或最大、最小值)。

 

3.6.最大值、最小值

显示本次记录任务启动以来,记录仪所记录到的最大值、最小值。需要注意的是,如果记录模式是“循环覆盖”,记录数据的前端被覆盖时,不影响已保存的最大值、最小值。即,此处显示的最大值,可能大于记录数据中的最大值,而最小值可能小于记录数据中的最小值。

 

3.7.单位

当前显示参量的单位


wps19.jpg


wps20.jpg



wps21.jpg



wps22.jpg



wps23.jpg

 

 

wps24.jpg


温度

相对湿度

大气压力

光照度

电压

电流

AV






太阳总辐射

二氧化碳浓度





3.8.记录间隔

表示当前记录间隔。s表示秒,m表示分。

 

3.9.存储空间

分10段表示当前已记录的数据量,wps25.jpg表示已录满。


 

面板及按键

4.1.配置LCD的型号

共有四个按键:

记录间隔:更改记录点间隔,从5秒到60分钟。此按键可通过软件禁用;当记录仪设置为定时自动启停模式时,此按键被禁用。

切换/循显:切换显示参量;长按此键5秒,则显示模式在”循环显示”、”固定参量”间切换。

记录/停止 长按此键5秒启动(或停止)记录定时自动启停记录时此键被禁用。

最大/最小显示已记录的数据中,参量的最大值、最小值。

在报警状态下,按任意键则停止声光报警。

报警LED及蜂鸣器:在越上限与越下限状态,记录仪发出每秒1次的声光报警信号。在越上上限与越下下限状态,记录仪发出每秒2次的声光报警信号。

 

4.2.配置LED的型号

“记录/停止”按键 :长按此键5秒,启动(或停止)记录。定时自动启停记录时此键被禁用。在报警状态下,按此键一次则停止声光报警。

状态指示LED:

1.绿色快速闪动5秒:记录开始(按键长按5秒后)

2.红色快速闪动5秒:记录停止(按键长按5秒后)

3.绿色每5秒快速闪动一次:记录进行中

4.红色每5秒快速闪动一次;记录停止,记录仪待机

5.红色0.5Hz连续(亮1秒、暗1秒):上限或下限报警,此时记录仪发出同步蜂鸣音

6.红色1Hz连续(亮0.5秒、暗0.5秒):上上限或下下限报警,此时记录仪发出同步蜂鸣音

7.连续5秒内,无任何LED指示,则表明电池低电



五.工作状态描述

记录仪有2种可选的工作模式:按键启停模式、定时自动启停模式

用户可使用软件设置记录仪的工作模式、记录间隔等。

 

 5.1.按键启停模式

记录的启动、停止由用户通过REC/STOP键控制。

在这种工作模式下,还有“录满停止”、“循环覆盖”两个选项。

 录满停止:当记录数据填满全部存储区时,记录停止。

 循环覆盖:当记录数据填满全部存储区时,新记录点覆盖最旧的数据,记录持续进行

 

wps26.jpg


 5.2.定时自动启停模式

由用户指定一个未来的时刻作为启动时间。记录仪处于等待状态,直至启动时刻到,开始记录。

在这种工作模式下,还有“直至录满”、“录制时长”两个选项。

直至录满:当记录数据填满全部存储区时,记录停止。

录制时长:用户设定一个记录时间长度,当记录完这个时间后,记录停止。

wps27.jpg

 

5.3.记录从整分钟启动

记录仪启动记录,都是从整分钟开始的,即使用户选择了低于1分钟的记录间隔(例如15秒)。

例如用户设定了定时自动启停模式,记录间隔5s,并设定记录于11:20:35启动,而记录实际启动于11:21:00;

或者用户设定了按键启停模式,记录间隔5min并于11:20:35按REC/STOP键启动记录,而记录实际启动于11:25:00。

 

5.4.记录仪状态

任何时刻,记录仪总是处于以下4种状态之一:

等 待用户设定记录任务开始于未来的某个时刻,而记录仪内部时钟尚未到达设定的时刻;或选择按键启停模式时,还未通过按键启动记录。

记录中已经到达用户设定的启动时刻或按下启停键,记录仪开始记录。

已完成如果用户设定了定时启停模式,并设定了一段记录时间,则在到达记录时间后,记录仪停止记录,等待用户上传数据,或开始新的记录任务。此时记录仪处于“已完成”状态。

已录满如果用户设定了定时启停模式,并选择了“直至录满”;或者设定了按键启停模式,并选择了“录满停止”,则在记录点填满全部存储区后,记录仪停止记录,等待用户上传数据,或开始新的记录任务。此时记录仪一直处于“已录满”状态。

记录仪的状态转换图请参见4.1及4.2。


5.5.报警

如果某个参量设置了报警限值,则当实时值超过限值时,记录仪将触发声光报警。限值包括:上上限、上限、下限、下下限。为避免实时值在限值上下波动,导致的报警频繁启停,用户可设置滞回值。如果实时值超越了某个限值,记录仪将触发报警,当实时值回归到了限值,报警并不解除,直到实时值继续回归了一个滞回值后,报警才解除。

在越上限与越下限状态,记录仪发出每秒1次的声光报警信号。在越上上限与越下下限状态,记录仪发出每秒2次的声光报警信号。报警触发后,声光报警的持续时间可由用户设定。

声光报警信号在以下条件下停止:

1、实时值回归限值以内(含滞回值),报警状态解除

2、声光报警达到了用户设定的“报警持续”时间

3、用户按记录仪任意键

对于后两种情况,虽然声光报警停止了,但实时值仍然处于越限状态。

报警相关的限值、滞回值、报警延时的设置,请参见”6.3设置通道属性”

注意如果记录仪设置了电池供电时自动延时关闭LCD”(参见6.3设置屏幕显示、按键),则当屏幕显示关闭后,记录仪仅在记录数据时,判断实时值是否越限。如果此时记录仪未启动记录,则报警功能也关闭了。

使用AC适配器供电时,无论是否设置,屏幕都持续显示,不会关闭。

 

wps28.jpg


5.6.记录间隔

用户可以根据被测参量的特性,及记录任务的要求,选择记录间隔。软件预先从5秒~1小时的范围内,确定一系列间隔时间,供用户选择。

由于记录仪的内部存储器是固定的(512K字节),选择越长的记录间隔,记录总时长将越长。记录间隔与记录总时长,在软件的设置对话框里,给出了直观的关系。


5.7.电池

记录仪采用低功耗设计。在实际使用中,电池寿命受多种因素的影响,例如电池自身容量、记录点间隔等等,与PC机通讯时,功耗较大,所以频繁或持续联机会降低电池使用时间。推荐使用单节容量大于2000mAh的电池。典型电池寿命为6个月。

当记录仪LCD显示低电指示(wps29.jpg闪动)时,则表示电池已耗尽,记录仪已停止工作,需要更换电池。

如果记录仪处于“记录中”状态,而用户更换电池,则可能丢失更换期间的数据。如果记录间隔小于1分钟,则可能会丢失1-2分钟的数据。如果记录间隔大于等于1分钟,则可能会丢失1点数据,也可能不丢失。丢失数据,会在曲线形成间断,而不会影响数据点时间的准确。


  

MODBUS通讯协议

6.1.地址和波特率设置

同一RS485总线上或同一无线通讯网络内的多台记录仪,应拥有不相同的地址值。地址值范围001~255。

记录仪三种通讯方式的参数如下:

USB:波特率460800,8数据位,1停止位,无校验位

RS485:波特率9600,8数据位,1停止位,无校验位

无线:波特率115200,8数据位,1停止位,无校验位

 

6.2.ModBus基本规则

MODBUS通讯遵照主/从方式。数据可以在一个主站和128个子站(记录仪)之间传递。

主站初始化和控制在通讯回路上传递的所有信息。

任何一次通讯都不能从子站开始。

所有通讯都以“信息帧”方式传递。

如果主站或子站接收到含有未知命令的信息帧,则不做响应。

 

6.3.通讯规约

当通讯命令发送至子站时(下行),符合相应的地址码的子站接收通讯命令,读取信息,如果没有出错,则执行相应的任务;然后把执行结果返送给发送者(上行)。

下行帧格式:


ADDR

CS

DATA

CRC


初始延时

地址码

功能码

数据区

错误校验

结束延时

(注*)

1字节

1字节

N字节

2字节(CRC)

(注*)

 

上行帧格式:


ADDR

CS

LEN

DATA

CRC


初始延时

地址码

功能码

数据区字节数

数据区

错误校验

结束延时

(注*)

1字节

1字节

1字节

N字节

2字(CRC)

(注*)

注* :延时时间,按设定波特率,至少等于传输4个字节的时间

 

地址码(ADDR):

主站发送的信息帧,地址码表明目的子站;子站发送的信息帧,地址码表明发送者的地址。


功能码(CS):

主站发送的信息帧,功能码告诉子站执行什么动作;子站响应的信息帧,功能码与主站发送来的功能码一样,并表明子站已响应主站进行操作。如果子站发送的功能码的最高位是1,则表明子站没有响应或出错。

PD系列记录仪功能码:

功能码

定  义

操  作

03H

读寄存器

读取一个或多个寄存器的数据


数据区字节数(LEN):

 仅上行帧包含此段。


数据区(DATA):

    由主站发送的读命令(03H)信息帧的数据区,包含需要回送的数据的信息,包括寄存器的起始地址及读取长度(寄存器个数);子站应答信息帧的数据区给出了寄存器的内容。


错误校验码(CRC):

主站或子站可用校验码进行判别接收信息是否出错。错误校验码采用冗余循环校验码(CRC)。校验码包含2个字节,即16位二进制。CRC码由发送端计算,放置于发送信息的尾部。接收端的设备再重新计算接收到信息的CRC码,比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符,如果二者不相符,则表明出错。

CRC码的计算步骤为:

1.置16位寄存器为十六进制FFFF(即全为1)。称此寄存器为CRC寄存器。

2.把一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或,把结果放于CRC寄存器。

3.把寄存器的内容右移一位朝低位,用0填补最高位,检查最低位(移出位)。

4.如果最低位为0:重复第3步(再次移位)。

    如果最低位为1:CRC寄存器与多项式A001(1010 0000 0000 0001)进行异或。

5.重复步骤3和4,直到右移8次,这样整个8位数据全部进行了处理。

6.重复步骤2到步骤5,进行下一个8位的处理。

7.最后得到的CRC寄存器即为CRC码,低字节在前,高字节在后。

 

6.4.出错处理

接收到的信息如有CRC错误,则将被记录仪忽略。

当记录仪检测到了CRC码出错以外的错误时,将向主站回送信息帧。子站返送给主站的功能码,是将错误信息帧的功能码逻辑或80H。以下的这些代码表明有意外的错误发生。

错误报告信息帧格式

地址码:

1字节

功能码:

1字节(逻辑或80H)

数据区字节数:

1字节

数据区(错误码):

1字节

CRC码:

2字节

 

记录仪定义的错误码

01

接收到的功能码记录仪不支持。

02

指定的数据位置超出记录仪定义的地址范围

03

接收到主站发送的数据值超出相应地址的数据范围

 

6.5.信息帧(03H)格式举例

记录仪的模拟量寄存器以2字节为基本单位。

例如:子站地址为01,起始地址0002的3个寄存器的数据为:

地 址

数据(16进制)

0002

1388

0004

B6C9

0006

209B


主站发送:


字节数

数据

含义

子站地址

1

01

发送至子站01

功能码

1

03

读取寄存器

起始地址

2

00

起始地址为0002

02

读取个数

2

00

读取3个寄存器

03

CRC码

2

**(Lo)

由主站计算得到的CRC码

**(Hi)


子站响应:


字节数


含义

子站地址

1

01

本帧由子站01发送

功能码

1

03

上传寄存器数据

数据区字节数

1

06

6字节(3个寄存器)

寄存器数据1

2

13

地址为0002内的内容

88

寄存器数据2

2

B6

地址为0004内的内容

C9

寄存器数据3

2

20

地址为0006内的内容

9B

CRC码

2

**(Lo)

由子站计算得到的CRC码

**(Hi)

 

6.6.数据变换

从记录仪输出的模拟量数据(Rx),都被规范成2个字节。

项目

公式

取值范围

符号

温度 ()

T = Rx×0.1

-32768~32768

相对湿度(%RH )

RH = Rx

0~100

大气压力( 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

直流电压(V)

V = Rx×0.01

0~65535

直流电流(mA)

mA = Rx×0.01

0~65535

太阳总辐射

W/m = Rx×150

0~65535

二氧化碳浓度

ppm = Rx×1.51515

0~65535

注意:

读取的数据(03H),是以“Big Endianness”形式存储的,Windows平台的应用程序获得这些数据时,应转换为Little Endianness后再使用。


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