自動(dòng)化儀表技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)是應(yīng)用比較成熟的技術(shù)，而其產(chǎn)品也種類(lèi)繁多， 類(lèi)別也比較齊全。諸如溫度控制表、PID表、流量積算儀、電工儀表等各種自?xún)x表產(chǎn)品在化工、窯爐、試驗(yàn)箱、水處理等各個(gè)行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。

儀表廠家考慮到儀表產(chǎn)品向中央控制系統(tǒng)系統(tǒng)集中的必要性，一般都會(huì)給儀表配上485通訊接口，只要客戶(hù)有需要，就可以通過(guò)485接口將位于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化儀表與中央控制計(jì)算機(jī)聯(lián)通起來(lái)，這樣，中央控制計(jì)算機(jī)就可以通過(guò)組態(tài)軟件將485總線上的所有儀表都串起來(lái)，對(duì)他們進(jìn)行實(shí)時(shí)組態(tài)。這種模式如下圖所示：

圖1 基于中央控制計(jì)算機(jī)的儀表DCS系統(tǒng)

這種基于中央控制計(jì)算機(jī)的儀表DCS系統(tǒng)有下列特點(diǎn)：

1、 組網(wǎng)靈活;

2、 可以兼容不同廠家、不同類(lèi)別的二次儀表;

3、 需要針對(duì)每個(gè)系統(tǒng)制作具體的組態(tài)工程;

4、 由于3的原因，需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，調(diào)試步驟繁瑣;

5、 他可靠程度取決于工控機(jī)、組態(tài)軟件、操作系統(tǒng)三者可靠性的疊加;

6、 該方案的費(fèi)用組成：中央控制計(jì)算機(jī)的購(gòu)置費(fèi)用+組態(tài)軟件授權(quán)費(fèi)用+操作系統(tǒng)授權(quán)費(fèi)用+組態(tài)工程開(kāi)發(fā)費(fèi)用+現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試費(fèi)用。

二、 嵌入式儀表DCS系統(tǒng)的構(gòu)成

對(duì)于基于中央控制計(jì)算機(jī)的儀表DCS系統(tǒng)所有，他缺點(diǎn)是方案費(fèi)用高，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試繁瑣。

而本文所介紹的儀表DCS系統(tǒng)是一種全新的技術(shù)架構(gòu)，這種儀表DCS系統(tǒng)不但具備了前者所有的優(yōu)點(diǎn)，而且還彌補(bǔ)了它的缺點(diǎn)，該系統(tǒng)在使用時(shí)基本上不需要制作組態(tài)工程，在現(xiàn)場(chǎng)按照規(guī)定接線即可使用，大大省去了制作組態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)間，此外，與前面的方案比較，費(fèi)用要低廉許多。

2、1 硬件構(gòu)成

采用ARM系列32位高性能嵌入式CPU;

內(nèi)存32M，F(xiàn)LASH 32M;

集成以太網(wǎng)、串口、CF卡插槽、打印口等外圍接口;

TFT真彩色液晶顯示屏;

四線電阻式高性能觸摸屏。

圖2 嵌入式儀表DCS的硬件構(gòu)成

這種以嵌入式CPU為平臺(tái)的儀表DCS系統(tǒng)，其技術(shù)特點(diǎn)是：

1、 可靠性高，嵌入式系統(tǒng)由于省去了很多工控機(jī)不必要的外設(shè)與接口，使得其可靠性大大提高;

2、 能耗低，這種系統(tǒng)得能耗在8W左右，具有極低的能耗;

3、 成本低廉，相對(duì)工控機(jī)而言，嵌入式系統(tǒng)有其他系統(tǒng)無(wú)法比擬的成本優(yōu)勢(shì)。

2、2 軟件系統(tǒng)構(gòu)成

采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)級(jí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng);

集成TCP/IP協(xié)議棧、串口打印口驅(qū)動(dòng)、文件系統(tǒng);

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嵌入式組態(tài)技術(shù);

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的組態(tài)開(kāi)發(fā)環(huán)境;

集成國(guó)內(nèi)外主要自動(dòng)化儀表廠商儀表的協(xié)議。

圖3 嵌入式儀表DCS的軟件構(gòu)成

從上圖可以看出，這個(gè)軟件系統(tǒng)是相當(dāng)輕量級(jí)的，與工控機(jī)的OS相比，該系統(tǒng)具備下列特點(diǎn)：

1、 OS結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次較少且清晰分明;

2、 OS的運(yùn)行效率高;

3、 不需要客戶(hù)另外為OS付授權(quán)費(fèi)用。

三、 嵌入式儀表DCS系統(tǒng)的組態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)

嵌入式儀表DCS系統(tǒng)組態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)采用了典型的多任務(wù)系統(tǒng)的模式，使得DCS和儀表進(jìn)行串口通信的情況下，具有更高的通信效率。

該系統(tǒng)的組態(tài)是內(nèi)置的，不需要客戶(hù)另外付費(fèi)使用，為客戶(hù)節(jié)省了成本。

組態(tài)運(yùn)行環(huán)境的技術(shù)框架如下圖所示：

圖4 儀表DCS系統(tǒng)的技術(shù)框架

組態(tài)運(yùn)行環(huán)境的主要技術(shù)特點(diǎn)：

內(nèi)置專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)化儀表的標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)工程

可以將儀表的設(shè)定值和測(cè)量值記錄于CF卡中

智能識(shí)別485總線上的儀表型號(hào)

根據(jù)識(shí)別結(jié)果調(diào)用相應(yīng)的儀表參數(shù)設(shè)置界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置

可以根據(jù)設(shè)定條件查詢(xún)記錄數(shù)據(jù)

內(nèi)置報(bào)警機(jī)制，完成報(bào)警數(shù)據(jù)的記錄

這個(gè)組態(tài)運(yùn)行環(huán)境包括了下列模塊：

圖5 組態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)記錄模塊：數(shù)據(jù)記錄模塊用來(lái)記錄485總線上各個(gè)儀表的實(shí)時(shí)測(cè)量值，并將數(shù)據(jù)保存在CF卡中;

儀表參數(shù)設(shè)置模塊：動(dòng)態(tài)識(shí)別485總線上每個(gè)站號(hào)的儀表型號(hào)，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果調(diào)用相應(yīng)的儀表參數(shù)設(shè)置界面，用戶(hù)可以對(duì)儀表的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

歷史曲線模塊：根據(jù)記錄在CF卡中的數(shù)據(jù)，描繪成曲線圖的形式顯示出來(lái)。

實(shí)時(shí)曲線模塊：以曲線形式動(dòng)態(tài)顯示485總線上的各儀表的測(cè)量值與設(shè)定值。

報(bào)表生成模塊：根據(jù)記錄在CF卡中數(shù)據(jù)和用戶(hù)設(shè)定的查詢(xún)范圍，生成記錄報(bào)表顯示出來(lái)。

打印模塊：可以根據(jù)用戶(hù)需要打印出相應(yīng)的報(bào)表或曲線。

流程圖模塊：以圖形方式顯示儀表DCS系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)與在系統(tǒng)中的位置。

數(shù)據(jù)上傳模塊：可以將記錄數(shù)據(jù)以CSV的格式上傳至PC機(jī)，PC機(jī)可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)，或者通