自動化儀表技術在國內(nèi)已經(jīng)是應用比較成熟的技術，而其產(chǎn)品也種類繁多， 類別也比較齊全。諸如溫度控制表、PID表、流量積算儀、電工儀表等各種自儀表產(chǎn)品在化工、窯爐、試驗箱、水處理等各個行業(yè)都有廣泛應用。

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，一般都會給儀表配上485通訊接口，只要客戶有需要，就可以通過485接口將位于現(xiàn)場總線的自動化儀表與中央控制計算機聯(lián)通起來，這樣，中央控制計算機就可以通過組態(tài)軟件將485總線上的所有儀表都串起來，對他們進行實時組態(tài)。這種模式如下圖所示：

圖1 基于中央控制計算機的儀表DCS系統(tǒng)

這種基于中央控制計算機的儀表DCS系統(tǒng)有下列特點：

1、 組網(wǎng)靈活;

2、 可以兼容不同廠家、不同類別的二次儀表;

3、 需要針對每個系統(tǒng)制作具體的組態(tài)工程;

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

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

6、 該方案的費用組成：中央控制計算機的購置費用+組態(tài)軟件授權費用+操作系統(tǒng)授權費用+組態(tài)工程開發(fā)費用+現(xiàn)場調(diào)試費用。

二、 嵌入式儀表DCS系統(tǒng)的構(gòu)成

對于基于中央控制計算機的儀表DCS系統(tǒng)所有，他缺點是方案費用高，現(xiàn)場調(diào)試繁瑣。

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

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為平臺的儀表DCS系統(tǒng)，其技術特點是：

1、 可靠性高，嵌入式系統(tǒng)由于省去了很多工控機不必要的外設與接口，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，相對工控機而言，嵌入式系統(tǒng)有其他系統(tǒng)無法比擬的成本優(yōu)勢。

2、2 軟件系統(tǒng)構(gòu)成

采用具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)級多任務嵌入式操作系統(tǒng);

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

自主知識產(chǎn)權的嵌入式組態(tài)技術;

自主知識產(chǎn)權的組態(tài)開發(fā)環(huán)境;

集成國內(nèi)外主要自動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，這個軟件系統(tǒng)是相當輕量級的，與工控機的OS相比，該系統(tǒng)具備下列特點：

1、 OS結(jié)構(gòu)簡單、層次較少且清晰分明;

2、 OS的運行效率高;

3、 不需要客戶另外為OS付授權費用。

三、 嵌入式儀表DCS系統(tǒng)的組態(tài)運行系統(tǒng)

嵌入式儀表DCS系統(tǒng)組態(tài)運行系統(tǒng)采用了典型的多任務系統(tǒng)的模式，使得DCS和儀表進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，不需要客戶另外付費使用，為客戶節(jié)省了成本。

組態(tài)運行環(huán)境的技術框架如下圖所示：

圖4 儀表DCS系統(tǒng)的技術框架

組態(tài)運行環(huán)境的主要技術特點：

內(nèi)置專門用于自動化儀表的標準組態(tài)工程

可以將儀表的設定值和測量值記錄于CF卡中

智能識別485總線上的儀表型號

根據(jù)識別結(jié)果調(diào)用相應的儀表參數(shù)設置界面進行參數(shù)設置

可以根據(jù)設定條件查詢記錄數(shù)據(jù)

內(nèi)置報警機制，完成報警數(shù)據(jù)的記錄

這個組態(tài)運行環(huán)境包括了下列模塊：

圖5 組態(tài)運行系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)記錄模塊：數(shù)據(jù)記錄模塊用來記錄485總線上各個儀表的實時測量值，并將數(shù)據(jù)保存在CF卡中;

儀表參數(shù)設置模塊：動態(tài)識別485總線上每個站號的儀表型號，并根據(jù)識別結(jié)果調(diào)用相應的儀表參數(shù)設置界面，用戶可以對儀表的參數(shù)進行設置。

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。

實時曲線模塊：以曲線形式動態(tài)顯示485總線上的各儀表的測量值與設定值。

報表生成模塊：根據(jù)記錄在CF卡中數(shù)據(jù)和用戶設定的查詢范圍，生成記錄報表顯示出來。

打印模塊：可以根據(jù)用戶需要打印出相應的報表或曲線。

流程圖模塊：以圖形方式顯示儀表DCS系統(tǒng)各個環(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，PC機可以將數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫，或者通