一、概述:
本文回顾了HMI系统发展地历程。介绍人机界面HMI在发展过程中不断增强其软件及数据储存功能,得到了创新开发应用-RS485总线型触摸式无纸记录仪监控系统。压缩组建小系统的总体成本,灵活应用适应现场的需求。
1 引言
简单的指示灯和开关应用在工业控制中,这也许就是最初的人机界面监控设备。人机界面监控系统(下文简称HMI)的目的是便于操作员准确地了解现场情况,方便地操作控制设备,并能在设备出现故障的时候,迅速进行处理,从而减少停机时间。随着计算机、网络及可编程控制器、智能仪表技术的进步,也促使了当今人机界面系统的新的应用开拓。
2 初期HMI监控系统
最初地HMI应用项目中包含有大量地按钮开关、指示灯、选择开关和其它简单地控制设备,功能仅限于启动、停止某个设备,并显示该设备地状况。从某种意义上来说,这也是一种控制系统。这样地控制系统非常简单,通常由许多继电器组合在一起来实现。在当时,设计者的重要设计思想就是让控制电路越简单越好,人机界面地雏形也受到这种思想地影响。
按钮、开关以及指示灯在控制系统中地应用是一个不小的进步,早期的HMI系统常常不能有效地进行故障诊断,因为他们毕竟太简陋了。
3 PLC的引入
可编程控制器的问世给HMI监控系统带来了第一次飞跃。这是,可以通过将所需的设备连接到PLC上来增加HMI系统的功能。当设备出现故障时,HMI系统不仅能够与停机的设备通信,还能够知道设备为何停机。
与此同时,HMI系统的监控范围开始扩大,它能够与设备进行通讯并获取其状态信息,同时还能计算某个车间的产量,并通过大量的指示灯来显示这些信息,这成为当时车间中最为普遍的景象。HMI系统获取了大量的信息。
4 图形化编辑
HMI在其应用软件上开发出图文并茂、界面友好图形,以满足监控系统的种种要求。从此它代替了传统的按钮和指示灯。在CRT显示器上绘制出可编程的按钮、指示灯虚拟对象,工程师再对这些虚拟的按钮和指示灯进行编程,让它们按要求显示出来。
可视化的显示画面能够更为生动地反应被控设备的情况。操作员不仅可以通过文本信息得知哪个设备造成了停机,而且还能够在画面上观察到机器的情况,并指示出故障设备的位置。丰富的图形画面,制作出工业现场的形象的工艺流程图。
5 智能显示控制仪表设备的引入
从简单的指示灯到智能显示控制仪表,通过这些显示控制仪表设备,使得HMI监控系统能够更加准确地向操作员反映工业现场的温度、压力、流量数据、I/O模块的输入输出控制。诊断故障内容,系统能在屏幕上显示一个故障地I/O编号或者某些数字,用户能够更加准确地获取设备地状态信息。及时地判断设备状态从而得到到底发生了什么故障。
智能显示控制仪表设备的到来使得HMI系统能够显示数据信息。用户还可以用不同的颜色显示数据,具备实时数据、实时曲线、报警信息、历史记录、报表等多种功能,组建成现场工业控制系统。
6 CF闪存卡硬件设备的加入-实现了无纸记录仪的功能
HMI发展历程中最为重要的突破在于,该产品基于高性能RISC CPU、32M大容量内存和可任意扩展1~4G的CF闪存卡存储功能,由于具有了海量记录数据的功能,实现了数据、报警记录功能,将一个完整的工业现场的数据记录在CF闪存卡内,随时读取保存。
二、人机界面HMI触摸式无纸记录仪
1 、简介
是基于传统的5.7寸G/C HMI触摸屏,开发的智能化无纸记录仪是采用智能化、模块化和网络化的设计理念二次开发的无纸记录仪,可以和AI系列产品和PLC进行灵活的组态,实现数据存储的功能;操作人性化;
2、高性能的人机:HMI触摸屏采用RISC CPU、32M大容量内存,选配储存卡槽,采用外插拔标配1G的电子硬盘,可扩展CF卡1~4G存储记录空间解决了普通硬盘不耐震运的功能可运用的火车、船泊等高震动场合;数据保存按先进先出的原则;数据可通过读卡器在PC上直接打开,也可通过10/100网口或者串口备份至上位控制计算机,用Excel电子表格打开CSV格式的数据文件;
3、应用灵活:采用主机+下位机的结构,RS485数字通讯的方式传输测量输入输出信号,与传统的无纸记录仪相比,只需2根线,无模拟信号转换及传输误差;
下位机为AI系列仪表,输入及输出规格极为丰富,支持多种信号输入/输出,凡AI系列仪表的信号,包括直流电压、直流电流、电阻、热电偶、热电阻、辐射(红外)温度计、频率、交流电压、交流电流、交流功率均可直接测量;具备干湿球测温、开方、加法、减法、乘法、非线性输入自定义、流量累积、流量补偿运算功能;各种PID精确调节及报警功能等等;
可任选单路或多路显示报警仪、智能调节器、手操器、流量积算仪或开关量输入输出模块;系统若发生变化,亦可随时变更、增加或减少记录通道;每台记录仪可选择2、4、6、8、12、16、32通道类型软件,自由编辑选择通道硬件型号类型,写入计量单位、设备位号;设定下位硬件主机型号、设置显示控制仪表与开关量模块的地址号,连接RS485通讯线就完成系统组建;
全面取代传统的无纸记录仪;每台记录仪最多可记录32个通道数据,4个流量通道数据,控制32个开关量输出通道,20个开关量输入通道。同时定购上位触摸屏及下位测量控制仪表模块即可使用。自由自在控制掌握在您的手中。
整个控制系统采用优质的软硬件产品性能稳定安全,组建成本低,适合小型系统既可实现控制的需要同时又需要记录数据。替代了工控机的功能,降低了系统的成本,应用方便。