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总线型数据记录与现场控制仪
——面向仪表行业的HMI应用解决方案


一、 行业背景
在很多的现场仪表与显示控制仪表的应用场合中，客户往往有这种需求：
1、 通过工控机实时采集数台甚至几十台仪表的数据；
2、 通过组态查看各个仪表的运行参数；以便了解目前的生产状态；
3、 动态修改仪表的运行参数，达到改变生产流程的目的。

在通常情况下，系统集成商会为客户配上一台工控机，然后再选择相应的组态软件按照客户需求开发相应的组态工程，工控机通过RS485和现场的仪表进行通信。如下图所示：

 
图1、传统的仪表组态解决方案
   
由于现在绝大部分的仪表都支持上位机的RS485通讯，所以，如图1所示的解决方案在仪表行业的应用相当普遍，但这种方案在推广过程存在如下不便之处：
1、 工控机+组态软件的方式代价高昂，尤其是在客户的生产流程只需要寥寥数台就可以完成全部控制功能时，工控机+组态软件方案的成本显得相当昂贵；
2、 每一个客户应用都需要系统集成商开发一个组态工程来满足客户的需求；显得相当麻烦；
3、 由于1、2的原因，导致在仪表行业，这种传统的仪表组态解决方案不适合让经销商、代理商来做市场推广。


二、 方案概述
由于上述问题的存在，维控公司根据仪表行业的市场需求，为国内仪表厂商订制了一款可以广泛和仪表配套使用的HMI产品，这款HMI具备如下特点：
1、 提供了一个开放式的架构，使得维控的HMI可以和仪表厂商合作，以支持该厂商的所有型号的仪表，并力求做到自动识别；
2、 显示、修改、配置现场当中的任何仪表的任何参数；
3、 具备数据记录的功能；
4、 可以通过OPC与中央控制室的计算机进行数据通信；
5、 不需要针对每个用户开发的组态工程；
6、 可以作为仪表厂商的仪表配套产品，在市场上推广和销售。

 
图2、总线型数据记录与现场控制仪的应用原理图
   
如图2所示，HMI必须具备几三大功能：
数据记录功能：可以记录485总线上的各台仪表的PV值等关键的生产数据；
数据查询功能：HMI必须提供机制以曲线、报表等方式查询历史数据；
自动识别仪表：HMI必须根据485总线上的各个仪表的标识码，识别它是什么型号的仪表；
数据通信能力：通过网络、串口或者OPC与中央控制计算机通信的能力；
配置仪表参数：根据仪表型号识别结果，调用相应界面，查看、修改、配置仪表的运行参数。

维控公司的HMI产品已经在技术架构上兼容了上述功能，只要仪表厂商提供相应的技术配合，就可以完全实现上述功能。成为和贵公司仪表配套使用的总线型数据记录与现场控制仪。

表1、两种模式的比较
比较项目 工控机+组态软件 总线型数据记录与现场控制仪
产品形态 体积庞大，需要安置在主控室 小巧玲珑，可以直接安装在机柜上
RS485总线通讯 支持 支持
挂接各种型号的仪表 支持 支持
仪表型号自动识别 视仪表厂商而定 视仪表厂商而定
数据记录功能 有 有
数据查询功能 支持 支持
历史曲线、实时曲线、数据报表，报警历史查询
上位机通信 (视组态软件而定) OPC通信
组态工程 根据客户需求开发特定的组态工程 标准的组态工程，出厂时已经配好，在现场可以直接使用
配套性 不可 可以成为仪表的配套产品、直接销售
成本 昂贵
(工控机报价+组态软件报价) 便宜
(普通HMI报价+大容量存储模块报价)
技术服务工作量 需要和客户直接交互，使得组态工程满足客户需求 根据客户的现场仪表数量，在出厂时配置标准组态，在现场通电即可使用
稳定性 工控机采用Windows操作系统容易受病毒和系统BUG侵扰 嵌入式操作系统，稳定可靠。
一次性的技术投入 将仪表驱动整合到组态软件 开发仪表驱动，
利用LEVISTUDIO制作标准组态
市场产品线 -- 成为仪表的配套产品在市场上推广和销售