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2 关 于 泓 格 泓 格 科 技 成 立 于 1993 年, 以 基 于 PC 的 数 据 采 集 卡 为 最 初 的 研 发 产 品 线,1998 年 我 们 认 为 嵌 入 式 控 制 器 极 具 未 来 性, 所 以 整 个 研 发 的 重 心 移 到 了 各 种 嵌 入 式 控 制 器 远 程 I/O 模 块 等 产 品 线 经 过 十 多 年 的 努 力 经 营, 目 前 在 中 国 市 场, 我 们 已 经 站 稳 PAC 产 品 领 跑 者 的 地 位 泓 格 科 技 在 工 业 控 制 实 时 信 息 地 震 与 水 文 预 警 电 力 监 控 电 子 游 戏 机 等 领 域 的 发 展 应 用 提 供 完 整 的 解 决 方 案 泓 格 科 技 各 项 产 品 广 泛 的 应 用 在 工 控 与 自 动 化 领 域 中, 如 半 导 体 LCD 面 板 石 化 等 行 业 应 用 以 及 工 厂 监 控 与 自 动 化 系 统 泓 格 科 技 关 心 您 也 关 心 我 们 的 环 境, 对 于 我 们 生 活 环 境 的 付 出 始 终 不 余 遗 力 诸 如 欧 盟 美 国 国 家 通 讯 委 员 会 等 对 产 品 的 要 求 与 限 制, 泓 格 不 仅 通 通 达 到 甚 至 严 以 律 己 的 做 得 更 好 因 此, 泓 格 的 产 品 在 送 达 客 户 手 中 前 必 定 已 取 得 CE FCC 等 的 标 准 认 证 持 续 领 先 的 尖 端 技 术 来 自 泓 格 科 技 每 年 投 入 巨 额 的 研 发 经 费 与 先 进 的 研 发 团 队, 这 支 拥 有 110 人 以 上 的 研 发 团 队 以 提 供 最 佳 解 决 方 案 与 创 新 产 品, 参 与 各 种 自 动 化 产 业 的 推 动 与 发 展, 在 美 国 欧 洲 中 国 大 陆 等 地 设 立 维 修 与 服 务 网 络 绿 色 环 保, 关 爱 地 球 泓 格 科 技 更 加 关 爱 地 球, 全 系 列 产 品 均 无 铅 无 卤 素, 严 格 遵 守 欧 盟 电 子 电 气 设 备 报 废 指 令 (WEEE) 和 有 害 物 质 限 制 指 令 (RoHS)

3 目 录 基 于 WinPAC 的 环 境 监 控 系 统 方 案... 1 基 于 μpac 的 水 厂 水 质 监 控 系 统... 8 基 于 WinPAC 的 自 来 水 厂 自 动 控 制 系 统 德 基 水 库 大 坝 仪 器 览 测 系 统 基 于 G-4500 的 远 程 电 力 监 控 方 案 基 于 ipac 产 品 的 铁 路 架 桥 机 械 自 动 化 整 体 解 决 方 案 基 于 WinPAC 的 中 国 铁 路 燃 油 配 送 系 统 高 速 列 车 车 载 设 备 地 铁 杂 散 电 流 监 测 系 统 基 于 ZigBee 产 品 的 车 间 无 线 监 控 系 统 基 于 ipac 在 立 体 车 库 上 的 应 用 Motion 应 用 案 例 PCB 水 平 式 湿 膜 涂 布 机 GT-530 在 CNC 车 床 上 的 应 用 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 XPAC-8000 控 制 器 和 idcs-8000 硬 冗 余 I/O 实 现 的 冗 余 控 制 系 统 M2M 趋 势 下 的 主 动 讯 息 传 递 工 控 软 件 SmartQ

4 基 于 WinPAC 的 环 境 监 控 系 统 方 案 前 言 我 们 将 不 能 再 称 呼 那 装 着 大 屏 的 房 间 叫 监 控 中 心, 因 为 每 个 监 控 控 制 器 都 是 一 个 独 立 的 中 心, 中 心 多 了 便 没 有 了 中 心, 传 统 的 监 控 中 心 监 控 完 全 应 该 被 网 络 型 监 控 所 取 代 在 可 以 预 见 的 将 来, 任 何 一 个 经 授 权 的 人, 在 任 何 一 个 有 INTERNET 的 地 方, 都 应 可 以 控 制 任 何 一 台 监 控 仪 器 并 浏 览 其 数 据 我 们 只 需 要 轻 点 浏 览 器 就 可 以 实 施 监 控 网 络 的 组 建 工 作, 以 前 需 要 定 义 的 绝 大 部 分 协 议 标 准 似 乎 已 不 再 重 要 环 境 监 控 越 来 越 脱 去 了 高 科 技 外 衣, 变 得 越 来 越 傻 瓜 所 谓 的 监 控, 不 过 是 翻 翻 说 明 书 点 击 鼠 标 访 问 网 页 而 已 本 案 例 使 用 泓 格 科 技 高 性 能 WinPAC 控 制 器 作 为 控 制 核 心, 组 建 智 能 型 的 污 染 源 监 控 系 统, 解 决 了 目 前 大 多 数 监 控 系 统 存 在 的 系 统 构 建 难 工 作 量 大 不 便 于 普 遍 推 广 的 难 题 关 键 字 PAC WinPAC 污 染 源 监 控 WP-8441 环 保 目 前 污 染 源 监 控 遇 到 的 问 题 : 目 前, 污 染 控 制 已 从 传 统 的 经 验 手 工 管 理 模 式 向 科 学 化 自 动 化 定 量 化 信 息 化 网 络 化 发 展 特 别 是 近 年 来, 全 国 各 地 相 继 建 设 了 一 些 污 染 源 监 控 系 统 矛 盾 总 是 随 着 事 物 的 发 展 而 发 生 变 化, 随 着 信 息 化 程 度 的 提 高, 系 统 组 建 时 也 遇 到 了 一 些 困 难, 具 体 表 现 如 下 : 多 中 心 多 协 议 的 困 难 现 场 与 监 控 中 心 通 讯 协 议 是 现 场 与 监 控 中 心 信 息 交 换 的 灵 魂, 也 是 系 统 核 心 技 术 之 一 污 染 源 监 控 发 展 的 初 期, 该 通 讯 协 议 一 般 是 由 做 系 统 集 成 的 企 业 提 供 的 专 有 协 议 这 面 临 两 方 面 的 问 题, 一 是 会 造 成 某 个 地 区 的 污 染 源 监 控 系 统 只 能 依 附 这 个 企 业, 一 旦 该 企 业 出 现 困 难 ( 如 资 金 管 理 技 术 等 ), 势 必 殃 及 该 地 区 整 个 系 统 的 运 行 二 是 往 往 在 系 统 建 立 初 期, 系 统 分 析 并 不 全 面, 专 用 的 通 讯 协 议 很 难 满 足 以 后 系 统 发 展 需 求 也 有 一 些 地 区 采 用 工 业 数 据 采 集 总 线 普 遍 采 用 的 一 些 通 讯 协 议 ( 如 MODBUS 等 ), 但 在 历 史 数 据 读 取 以 及 对 环 保 监 控 的 适 应 性 上 存 在 一 定 问 题 污 染 源 在 线 自 动 监 控 ( 监 测 ) 系 统 数 据 传 输 标 准 (HJ/T ) 便 定 义 了 多 达 46 种 的 指 令 但 从 实 际 使 用 来 看, 仍 不 能 满 足 要 求 该 标 准 目 前 正 在 重 新 修 订, 估 计 新 修 订 的 标 准 指 令 应 超 过 60 种 同 时 污 染 源 数 据 往 往 需 要 向 多 级 管 理 部 门 的 监 控 中 心 发 送, 而 多 级 中 心 一 般 采 用 的 是 不 同 的 通 讯 协 议 如 何 使 一 个 控 制 器 同 时 适 应 多 个 中 心 多 种 协 议 目 前 业 内 尚 未 出 现 更 好 的 已 运 用 的 方 案 因 此 如 何 选 择 一 个 国 际 通 用 可 普 遍 理 解 以 及 对 环 保 能 够 适 应 的 通 讯 协 议, 也 是 环 境 监 控 系 统 的 难 点 之 一 仪 器 数 据 采 集 难 目 前 国 内 仅 仅 水 质 自 动 监 控 仪 器 仪 表 就 有 约 40 个 品 牌 60 余 种 监 控 仪 器 每 种 仪 器 都 有 不 同 的 通 讯 协 议, 甚 至 有 些 仪 器 尚 不 能 提 供 数 字 通 讯 能 力, 只 提 供 模 拟 信 号 的 通 讯 方 式 如 何 从 这 些 不 同 的 仪 器 中 读 取 数 据 是 整 个 系 统 构 建 中 的 一 大 难 题 解 决 该 问 题 的 方 案 分 为 两 类, 一 类 是 地 方 环 保 部 门 制 定 一 个 统 一 的 通 讯 标 准, 一 类 是 地 方 环 保 部 门 要 求 系 统 集 成 商 的 控 制 器 兼 容 所 有 仪 器 地 方 环 保 部 门 制 定 一 个 统 一 的 通 讯 协 议 是 一 项 非 常 费 时 费 力 的 工 作 首 先, 这 个 标 准 既 要 考 虑 是 否 对 现 有 仪 器 仪 表 的 适 用 性, 还 要 考 虑 对 将 来 的 仪 器 仪 表 的 适 应 性 标 准 制 定 后, 必 须 强 制 要 求 已 有 的 或 即 将 进 入 的 仪 器 商 执 行 该 标 准, 还 要 对 执 行 了 该 标 准 的 仪 器 仪 表 进 行 大 量 的 测 试 工 作 但 往 往 有 一 些 仪 器 厂 商 特 别 是 进 口 仪 器 厂 商 拒 绝 执 行 地 方 标 准, 这 些 仪 器 一 般 都 是 市 场 占 有 率 较 大 口 碑 较 好 的 设 备 造 成 这 种 情 况 的 主 要 原 因 有 两 个, 一 是 地 方 标 准 ( 甚 至 是 国 家 标 准 ) 往 往 不 科 学 合 理, 暂 时 还 无 法 制 定 一 个 能 够 适 合 所 有 仪 器 的 统 一 标 准 二 是 一 个 仪 器 厂 商 往 往 要 适 应 多 个 地 方 标 准, 这 无 疑 会 增 加 大 量 的 开 发 成 本, 也 会 降 低 仪 器 设 备 的 可 靠 性 如 北 环 科 与 怡 文 的 COD 自 动 监 测 仪, 目 前 内 置 的 通 讯 协 议 就 有 4-8 种 控 制 器 兼 容 所 有 仪 器 通 讯 一 般 分 成 三 种 方 案, 分 别 是 多 软 件 版 本 控 制 器 方 案, 透 明 传 输 控 制 器 方 案, 积 木 式 软 件 控 制 器 方 案 这 三 种 方 案 与 统 一 通 讯 协 议 方 案 对 比 表 如 下 表 : 为 满 足 系 统 的 功 能, 监 控 系 统 都 必 须 制 定 繁 杂 的 通 讯 协 议 如 2005 年 12 月 由 国 家 环 保 局 颁 布 的 1

5 名 称 多 软 件 版 本 透 明 传 输 积 木 式 软 件 统 一 协 议 利 用 WIN CE 控 制 器 只 负 的 COM 组 件 根 据 不 同 仪 责 传 递 监 控 及 多 线 程 对 强 制 要 求 仪 器 的 通 讯 协 中 心 到 仪 器 控 制 器 的 软 器 厂 商 执 行 原 理 议, 增 补 的 指 令, 协 件 进 行 剪 裁 统 一 的 通 讯 修 改 控 制 器 议 完 全 由 监 或 利 用 组 态 标 准 的 执 行 软 件 控 中 心 计 算 软 件 对 设 备 机 解 释 进 行 组 态 不 需 要 强 制 不 需 要 强 制 推 广 统 一 通 推 广 统 一 通 不 需 要 强 制 讯 标 准, 数 据 讯 标 准 控 制 器 软 件 推 广 统 一 通 保 存 量 大, 优 点 控 制 器 软 件 简 单 控 制 讯 标 准 通 讯 量 小, 简 单 可 器 成 本 低 不 容 易 丢 失 靠 控 制 器 数 据 成 本 低 软 件 版 本 多, 开 发 调 对 硬 件 要 求 试 工 作 量 高, 开 发 调 通 讯 量 大 需 要 强 制 执 大, 周 期 试 工 作 量 如 公 网 不 稳 行 统 一 的 通 缺 点 长, 需 要 专 大, 需 要 专 定 数 据 容 易 讯 标 准, 软 业 人 员 进 行 业 人 员 进 行 丢 失 件 扩 展 性 差 能 够 软 件 调 软 件 的 剪 裁 试, 软 件 扩 或 组 态 展 性 差 由 上 表 可 见, 虽 然 目 前 业 内 对 污 染 源 监 控 的 数 据 采 集 花 费 了 大 量 的 人 力 物 力, 但 还 存 在 诸 多 缺 陷, 暂 时 还 没 有 较 完 善 的 解 决 方 案 不 能 方 便 地 从 仪 器 仪 表 采 集 数 据 也 是 限 制 某 个 系 统 大 面 积 推 广 的 瓶 颈 系 统 升 级 困 难 开 发 调 试 成 本 高 一 方 面 随 着 监 测 技 术 通 讯 技 术 的 发 展, 特 别 是 监 控 中 心 软 件 的 升 级 换 代, 作 为 控 制 器 的 软 件 也 迫 切 需 要 进 行 适 时 的 升 级 另 一 方 面 环 境 监 控 的 监 控 现 场 分 布 地 域 较 广, 交 通 不 便, 又 受 现 场 诸 多 条 件 限 制, 很 难 对 控 制 器 的 软 件 进 行 升 级 同 时, 对 于 未 知 通 讯 协 议 的 仪 器 仪 表, 或 强 制 推 广 的 仪 器 仪 表 通 讯 协 议, 都 需 要 到 现 场 进 行 调 试, 甚 至 是 现 场 开 发 这 无 形 中 增 加 了 系 统 建 设 成 本 根 据 经 验, 现 场 调 试 成 本 占 整 个 系 统 建 设 成 本 的 30%-60% 现 场 调 试 的 工 作 量 占 整 个 系 统 工 作 量 的 90% 以 上 如 何 方 便 进 行 系 统 的 升 级, 并 减 少 现 场 调 试 工 作, 是 系 统 长 期 可 靠 运 行 的 保 障 水 气 声 及 视 频 监 控 系 统 多 不 统 一 由 于 历 史 和 技 术 的 原 因 环 境 监 控 中 的 水 气 声 及 视 频 监 控 往 往 自 成 一 体 互 不 兼 容 这 就 造 成 了 一 个 中 心, 多 套 系 统 的 尴 尬 局 面 多 种 通 讯 方 式 无 法 统 一 目 前 在 污 染 源 监 控 中 较 常 用 的 网 络 大 约 有 以 下 几 种 方 式 :ASDL GPRS CDMA ASDL 宽 带 线 路 是 非 常 理 想 的 线 路, 但 其 包 月 费 用 比 较 高, 只 能 在 大 型 污 染 源 中 使 用, 如 电 厂 烟 气 监 控 GPRS CDMA 具 有 如 下 优 势 : 覆 盖 面 广 服 务 有 保 障, 但 单 位 通 讯 费 用 高, 通 讯 速 率 低, 难 以 实 现 视 频 监 控 从 目 前 来 看,ADSL GPRS 以 及 CDMA 将 会 并 存 于 监 控 系 统 之 中 如 何 将 多 种 通 讯 方 式 在 一 个 系 统 中 兼 容 也 是 目 前 试 图 要 解 决 的 问 题 之 一 系 统 的 构 架 思 路 本 系 统 是 基 于 泓 格 WinPAC 高 性 能 PAC 控 制 器, 开 发 完 成 的 新 一 代 环 境 监 控 系 统 其 主 要 目 标 是 解 决 目 前 监 控 系 统 存 在 的 系 统 构 建 难 工 作 量 大 不 便 于 普 遍 推 广 的 难 题 其 主 要 思 路 如 下 : 1 关 于 数 据 采 集 难 的 思 路 仪 器 仪 表 通 讯 协 议 多, 互 不 兼 容 并 不 是 环 境 监 控 领 域 的 专 有 问 题, 这 也 是 工 控 行 业 普 遍 存 在 的 现 象 在 工 控 行 业, 解 决 该 问 题 的 方 案 是 采 用 组 态 软 件 国 内 的 组 态 软 件 能 支 持 的 通 讯 协 议 一 般 都 在 1000 种 以 上, 国 外 知 名 组 态 软 件 能 支 持 的 通 讯 协 议 都 在 5000 种 左 右 但 同 时 也 应 看 到, 通 用 的 组 态 软 件 80% 的 功 能 对 环 境 监 控 而 言 是 不 必 要 的, 环 境 监 控 所 需 要 的 关 键 的 20% 的 功 能 又 是 通 用 组 态 软 件 不 能 提 供 的 ( 如 排 污 总 量 的 计 算, 设 备 的 采 样 控 制 等 等 ) 要 实 现 这 20% 的 专 有 功 能, 需 要 专 业 的 技 术 人 员 来 实 施 通 用 组 态 软 件 面 临 的 另 一 个 问 题 是 组 态 一 般 使 用 在 工 业 现 场, 通 讯 链 路 是 有 保 障 的, 而 环 境 监 控 领 域 一 般 是 通 过 公 用 网 络 进 行 超 远 距 离 的 通 讯, 通 讯 链 路 是 不 受 控 的 因 此 如 何 保 证 在 通 讯 重 新 畅 通 后, 将 丢 失 的 数 据 重 新 补 调 回 来, 是 通 用 组 态 软 件 一 般 不 加 以 考 虑 的 另 外 组 态 软 件 一 般 是 独 立 的, 不 能 融 合 到 专 有 的 环 境 监 控 系 统 中 来 本 系 统 借 鉴 了 组 态 软 件 的 经 验, 将 与 仪 器 仪 表 的 通 讯 做 成 了 独 立 的 驱 动, 这 些 驱 动 是 可 以 单 独 增 加 和 修 改 的 整 个 WinPAC 控 制 器 的 软 件 实 际 上 是 一 个 小 型 的 基 于 WEB 页 的 专 用 组 态 软 件, 其 整 合 了 环 境 监 控 中 的 所 有 专 有 功 能, 因 此 用 户 只 需 要 了 解 与 环 境 监 控 相 关 的 环 保 知 识, 而 不 需 要 了 解 任 何 通 讯 工 业 控 制 组 态 方 面 的 知 识 便 可 以 对 监 控 网 络 进 行 实 施, 而 软 件 也 可 以 更 好 地 融 入 整 个 系 统 之 中 2 关 于 多 中 心 多 协 议 的 思 路 一 般 基 于 GPRS 的 监 控 系 统 往 往 使 用 DTU 模 式 的 手 机 使 用 手 机 的 串 口 与 控 制 器 的 串 口 相 连 接 往 往 这 样 的 手 机 只 能 和 一 个 固 定 的 监 控 中 心 IP 建 立 连 接 这 样 就 无 法 实 现 多 中 心 的 通 讯 本 系 统 使 用 2

6 的 是 TCP/IP 的 SOCKET 通 讯, 可 以 和 多 个 固 定 IP 建 立 通 讯 连 接 解 决 了 多 中 心 发 送 的 问 题 另 外, 本 系 统 使 用 了 组 态 机 制, 可 以 和 不 同 中 心 实 现 不 同 协 议 的 通 讯 3 如 何 降 低 监 控 系 统 实 施 难 度 在 当 今 的 网 络 时 代, 运 用 最 为 广 泛 的 软 件 当 属 各 种 各 样 的 网 络 浏 览 器 我 们 查 找 信 息 收 发 下 载 文 件 都 在 使 用 浏 览 器 网 络 浏 览 器 可 能 是 唯 一 不 需 要 实 施 培 训 的 软 件 如 果 我 们 把 控 制 器 设 计 成 一 个 WEB 网 站, 不 需 要 太 多 培 训 就 可 以 使 用 控 制 器 作 为 一 个 WEB 网 站 将 给 环 境 监 控 传 统 的 思 路 带 来 极 大 的 冲 击 首 先 是 共 享 性 大 大 的 增 加, 可 以 同 时 提 供 多 人 的 访 问 原 来 需 要 定 义 的 各 种 各 样 通 讯 协 议 和 指 令 将 被 HTTP 这 个 被 普 遍 接 受 又 便 于 理 解 的 国 际 标 准 协 议 所 取 代 在 客 户 端, 这 个 协 议 是 浏 览 器 自 带 的, 不 需 要 用 编 程 来 实 现 的 实 时 数 据 浏 览 数 据 采 集 仪 的 配 置 时 间 修 改 远 程 对 仪 器 的 控 制 以 及 通 讯 调 试 只 要 一 个 浏 览 器 就 可 以 实 现 程 序 的 更 新 历 史 数 据 的 下 载 都 可 以 通 过 HTTP 中 的 文 件 上 传 和 下 载 来 实 现 同 时 目 前 视 频 监 控 较 为 流 行 的 方 式 也 是 基 于 WEB 的, 如 果 控 制 器 也 是 基 于 WEB 的 就 可 以 最 快 捷 的 实 现 两 个 系 统 的 无 缝 结 合 控 制 器 作 为 WEB 服 务 器 对 传 统 的 数 据 采 集 硬 件 选 择 也 会 带 来 影 响 首 先 是 单 片 机 PLC 这 类 运 算 速 度 较 慢 功 能 较 弱 的 设 备 将 不 会 被 采 用 可 供 选 择 的 只 有 PC( 个 人 计 算 机 或 工 控 机 ) 和 PAC( 嵌 入 式 计 算 机 ) PC 的 优 势 是 运 算 速 度 更 快, 功 能 更 强, 软 件 的 编 制 方 便 但 作 为 工 业 现 场 的 控 制 器 而 言, 具 有 致 命 的 缺 陷 首 先 是 可 靠 性 差 PC 的 机 械 部 件 较 多, 在 工 业 现 场 较 容 易 损 坏, 同 时 PC 发 热 量 大, 需 要 通 风 而 环 境 监 控 现 场 往 往 工 作 环 境 较 差, 腐 蚀 性 气 体 较 多, 对 PC 长 时 间 使 用 损 伤 较 大 在 现 场 经 常 断 电 的 情 况 下, 故 障 更 多 其 次 是 安 全 性 因 为 PC 的 操 作 系 统 一 般 服 务 较 多, 漏 洞 也 较 多, 需 要 人 工 维 护 升 级, 往 往 会 被 入 侵 PAC 和 上 述 几 种 设 备 相 比 更 适 合 在 这 种 场 合 使 用 其 内 部 无 机 械 性 部 件, 发 热 量 小, 不 需 要 通 风, 断 电 重 启 对 系 统 无 影 响 同 时 采 用 嵌 入 式 操 作 系 统, 安 全 性 高 能 够 感 染 Windows CE 的 恶 意 软 件 非 常 少 因 此 本 系 统 的 控 制 器 选 取 了 泓 格 科 技 高 性 能 的 WinPAC 工 业 级 PAC 目 前 环 境 监 控 领 域 中 较 普 遍 采 用 的 通 讯 方 式 为 ADSL GPRS CDMA 这 三 种 通 讯 方 式 各 有 优 缺 点, 在 通 讯 量 较 大 的 情 况 下 ( 如 有 视 频 监 控 ) 选 择 ADSL 应 是 无 二 的 选 择, 但 在 通 讯 量 较 小 的 情 况 下, 应 选 择 费 用 较 低 的 无 线 公 网 为 宜 因 此 短 期 内, 一 个 完 整 的 监 控 系 统 应 至 少 是 有 两 种 通 讯 方 式 组 成 的 这 三 种 通 讯 方 式 有 一 个 共 同 点, 就 是 都 支 持 TCP/IP 协 议 因 此 如 果 要 兼 容 这 三 种 通 讯 方 式, 最 好 的 也 是 最 简 单 的 解 决 方 案 是 控 制 器 使 用 以 太 网 与 通 讯 设 备 连 接 WP-8441 控 制 器 提 供 了 两 个 以 太 网 口, 用 于 链 接 以 太 网 络, 实 现 与 以 上 几 种 通 讯 方 式 的 兼 容 从 无 线 公 网 的 两 种 方 式 来 看,CDMA 方 式 应 优 于 GPRS 方 式 因 为 CDMA 登 录 后 获 得 的 是 C 网 的 IP ( 公 网 可 访 问 ), 而 GPRS 获 得 的 是 一 个 B 网 的 IP ( 公 网 不 能 访 问 ) 如 果 从 更 大 范 围 内 的 监 控 来 看 ( 如 在 家 中 或 汽 车 内 也 能 监 控 现 场 ),CDMA 比 GPRS 更 宜 系 统 架 构 : 本 系 统 采 用 泓 格 科 技 高 性 能 工 业 级 嵌 入 式 PAC 控 制 器 WP-8441 为 主 控, 搭 配 泓 格 I/O 扩 展 模 块 扩 展 了 多 路 串 口 及 多 路 开 关 量 输 入 输 出 点 在 保 证 了 产 品 通 用 成 熟 可 靠 性 的 基 础 上 更 符 合 环 境 监 控 的 需 求 通 过 WinPAC 控 制 器 采 集 不 同 排 污 企 业 的 相 关 数 据, 然 后 通 过 网 络 把 数 据 进 行 发 布, 各 个 监 控 中 心 直 接 通 过 WEB 页 面 就 可 以 进 行 监 控 系 统 架 构 图 : 系 统 软 件 分 为 可 执 行 文 件 和 数 据 文 件, 可 执 行 文 件 中 后 台 程 序 及 应 用 主 程 序 是 核 心, 设 备 的 通 讯 驱 动 是 系 统 的 支 撑 4 关 于 多 种 通 讯 方 式 的 思 路 3

7 可 执 行 软 件 类 型 如 下 : 软 件 名 称 主 要 作 用 及 功 能 软 件 形 式 操 作 系 统 提 供 软 件 运 行 环 境, 提 供 以 太 网 环 境, 文 件 操 作, 提 供 FTP 及 NK 文 件 HTTP 服 务 后 台 程 序 监 控 软 件 运 行 启 动 和 终 止 程 序 拷 贝 更 换 新 的 软 件 及 驱 动 Monitor.exe 应 用 主 程 序 整 个 系 统 运 行 的 核 心 Apply.exe 提 供 主 控 制 器 及 扩 展 模 块 硬 件 驱 设 备 驱 动 模 块 动 *.dll 仪 器 通 讯 模 块 提 供 与 仪 器 通 讯 的 协 议 解 释 *.dll 提 供 与 不 同 系 统 构 建 的 监 控 中 心 中 心 通 讯 模 块 的 通 讯 解 释 *.dll 配 置 网 页 组 件 将 网 页 内 容 存 储 成 XML 文 件 *.dll 控 制 网 页 组 件 将 网 页 操 作 转 换 为 对 仪 器 的 命 令 *.dll Virtual ce pro 提 供 远 程 桌 面 访 问 服 务 *.exe 表 上 一 次 检 测 数 据 产 生 后 与 本 次 检 测 数 据 产 生 时 的 排 污 情 况, 与 之 相 对 应 的, 这 段 时 间 的 污 水 排 放 的 累 计 流 量 即 为 这 个 COD 数 据 的 代 表 流 量 检 测 数 据 时 间 戳 为 了 判 别 检 测 数 据 的 时 效, 同 时 也 为 对 传 输 系 统 传 送 的 数 据 与 仪 器 对 比, 对 于 非 实 时 检 测 仪 器 的 离 散 的 检 测 数 据, 必 须 为 其 标 明 时 间 这 个 在 技 术 上 试 图 尽 可 能 接 近 某 个 数 据 采 样 时 间 的 时 间 值, 我 们 定 义 为 这 个 检 测 值 的 时 间 戳 未 存 流 量 在 某 一 个 COD 数 据 产 生 前, 系 统 开 始 按 瞬 间 流 量 及 时 间 进 行 积 分 运 算 这 个 在 新 的 COD 产 生 前, 随 着 时 间 不 断 增 加 的 累 计 流 量 值 即 为 未 存 流 量 ( 见 下 图 ) 串 口 调 试 调 试 串 口 通 讯 *.exe 配 置 文 件 统 一 使 用 XML 文 件, 检 测 数 据 文 件 使 用 二 进 制 文 件 存 储 数 据 文 件 划 分 如 下 : 文 件 定 义 存 储 数 据 描 述 文 件 名 仪 器 配 置 及 实 时 数 存 储 配 置 数 据 及 实 时 数 据 Set.xml 据 文 件 因 子 转 换 文 件 仪 器 基 础 信 息 文 件 仪 器 控 制 数 据 文 件 存 储 检 测 因 子 代 码 名 称 及 单 位 Elm.xml 存 储 仪 器 基 本 信 息 动 态 链 接 库 名 称 控 制 数 据 文 件 名 称 *.xml 存 储 仪 器 控 制 参 数 运 行 参 数 控 制 内 容 *.xml 检 测 数 据 文 件 存 储 设 备 检 测 数 据 文 件 *.xml 状 态 数 据 文 件 存 储 设 备 状 态 数 据 文 件 *.xml 报 警 数 据 文 件 存 储 报 警 数 据 文 件 *.xml 中 心 配 置 文 件 存 储 监 控 中 心 地 址 及 参 数 文 件 cen.xml 本 机 配 置 文 件 存 储 本 机 的 一 些 配 置 Me.xml 状 态 定 义 文 件 存 储 状 态 码 及 状 态 名 State.xml 主 要 数 据 处 理 机 制 : 代 表 流 量 由 于 受 技 术 及 经 济 等 因 素 的 限 制, 大 部 分 主 要 污 染 控 制 因 子 的 浓 度 检 测 仪 器 没 有 实 时 性, 相 邻 检 测 数 据 都 有 一 定 的 时 间 间 隔 如 以 检 测 数 据 为 Y 轴, 时 间 为 X 轴, 所 得 到 的 数 据 图 形 往 往 是 不 连 续 的 离 散 点 图 这 就 使 得 一 个 检 测 数 据 只 能 代 表 一 段 时 间 的 排 污 情 况 本 系 统 认 为 某 个 检 测 数 据 ( 如 COD) 代 一 旦 时 间 戳 发 生 变 化, 数 采 仪 将 未 存 流 量 的 值 赋 予 对 应 流 量, 同 时 存 入 一 条 数 据 该 条 数 据 包 含 的 信 息 内 容 为 : 检 测 因 子 检 测 数 据 时 间 戳 检 测 数 据 对 应 流 量 该 检 测 因 子 的 这 段 时 间 的 污 染 总 量 即 是 检 测 数 据 与 对 应 流 量 的 乘 积 数 据 存 储 发 送 的 两 种 方 法 在 仪 器 仪 表 设 置 页 面 内 有 存 储 时 间 间 隔 选 项, 对 于 非 实 时 数 据 ( 如 COD 氨 氮 等 ) 建 议 选 择 存 储 时 间 间 隔 为 0, 如 果 存 储 时 间 间 隔 为 0, 该 因 子 的 存 储 以 时 间 戳 的 变 化 而 存 储 如 一 天 检 测 6 个 数 据, 则 存 储 6 次, 并 向 监 控 中 心 发 送 6 次 数 据 实 时 数 据 ( 如 PH, 流 量 等 ) 建 议 设 置 非 0 的 存 储 时 间 间 隔, 数 据 将 按 设 定 的 时 间 间 隔 存 储, 同 时 发 送 到 监 控 中 心 如 设 定 值 为 60 分 钟, 监 控 中 心 每 隔 一 小 时 将 会 接 收 到 一 个 数 据 仪 器 控 制 的 四 种 方 法 对 仪 器 控 制 有 四 种 方 法, 分 别 是 立 即 控 制 等 时 控 制 定 时 控 制 以 及 等 比 例 控 制 立 即 控 制 是 通 过 访 问 仪 器 的 控 制 页 面, 点 击 控 制 内 容 实 现 如 控 制 仪 器 检 测 标 定 等 4

8 等 时 控 制 需 要 在 仪 器 仪 表 设 置 页 面 内 设 置 采 样 间 隔 环 境 监 测 仪 每 隔 所 设 定 的 时 间 即 向 仪 器 发 送 一 条 立 即 检 测 命 令 如 设 定 时 间 为 120 分 钟, 则 环 境 监 测 仪 每 隔 两 个 小 时 向 仪 器 发 送 一 条 检 测 指 令 当 采 样 时 间 间 隔 为 0 时, 该 功 能 失 效 定 时 控 制 是 在 仪 器 仪 表 设 置 页 面 内 点 击 定 时 采 样 栏 内 的 定 时 按 钮, 选 择 一 天 24 小 时 的 一 个 或 多 个 整 点 如 设 置 8 点 13 点 后, 每 天 到 8 点 和 13 点 时 环 境 监 测 仪 将 会 向 仪 器 发 送 一 条 检 测 指 令 等 比 例 控 制 是 在 仪 器 仪 表 设 置 页 面 内 设 定 等 比 例 流 量 值, 当 流 量 累 加 到 设 定 值 后, 数 据 采 集 仪 向 仪 器 发 送 一 条 检 测 指 令 等 比 例 流 量 值 为 0 时, 该 功 能 失 效 数 据 上 报 机 制 数 据 分 为 四 类, 分 别 是 检 测 数 据 状 态 数 据 超 标 报 警 状 态 报 警 在 内 置 与 监 控 中 心 通 讯 的 浩 镭 协 议 中, 检 测 数 据 及 状 态 数 据 在 环 境 监 测 仪 保 存 数 据 时 上 报 监 控 中 心, 超 标 报 警 及 状 态 报 警 在 事 件 发 生 时 立 即 上 报 监 控 中 心 常 规 配 置 功 能 该 功 能 页 面 如 上 图 用 来 配 置 企 业 识 别 标 志, 接 入 internet 设 备 ( 如 手 机 或 ADSL 猫 ) 的 网 关 地 址 可 以 配 置 四 个 监 控 中 心 的 ip 地 址 及 通 讯 端 口 号 远 程 通 讯 调 试 该 功 能 页 面 如 上 图, 主 要 为 了 在 开 发 新 驱 动 时 测 试 仪 器 通 讯 同 时 在 数 据 采 集 不 正 常 的 情 况 下 查 找 故 障 原 因 数 据 上 报 时 如 得 不 到 监 控 中 心 回 应, 则 压 入 发 送 缓 存 文 件, 当 通 讯 再 次 恢 复 时, 立 即 上 报 如 有 多 个 监 控 中 心 则 有 相 对 应 的 多 个 缓 存 文 件 实 时 数 据 浏 览 机 制 实 时 数 据 浏 览 是 通 过 IE 浏 览 器 直 接 访 问 环 境 监 测 仪 的 WEB 服 务 器, 当 没 有 访 问 时 不 产 生 通 讯 流 量, 而 需 要 浏 览 数 据 是 可 以 立 即 浏 览 到 实 时 数 据 在 保 证 了 实 时 性 的 同 时, 降 低 了 通 讯 流 量 系 统 功 能 介 绍 : 在 WinPAC 控 制 器 开 发 一 个 基 于 WEB 的 网 站, 控 制 器 上 的 配 置 下 载 浏 览 数 据 全 部 都 是 通 过 浏 览 器 访 问 WEB 页 面 完 成 的, 在 数 据 上 报 时 采 用 SOCKET 通 讯 仪 器 配 置 该 功 能 用 来 配 置 仪 器 的 通 讯 协 议 通 讯 口 检 测 因 子 数 据 转 换 等 比 例 采 样 等 时 采 样 定 点 采 样 存 储 机 制 现 将 主 要 功 能 介 绍 如 下 : 实 时 数 据 该 功 能 用 来 浏 览 仪 器 检 测 的 实 时 数 据 5

9 控 制 仪 器 时 间 修 改 该 功 能 用 来 提 供 针 对 于 不 同 仪 器 可 以 实 现 的 不 同 控 制, 当 仪 器 有 多 个 控 制 指 令 或 多 个 可 设 置 参 数 时, 会 显 示 不 同 的 控 制 页 面 历 史 数 据 该 功 能 用 来 修 改 环 境 监 测 仪 内 的 系 统 时 间 对 提 供 必 要 通 讯 协 议 的 仪 器 仪 表 的 时 间 由 环 境 监 测 仪 自 动 校 准 数 据 文 件 下 载 该 功 能 用 来 提 供 直 接 浏 览 环 境 监 测 仪 所 存 储 的 原 始 数 据, 环 境 监 测 仪 数 据 存 储 量 可 高 达 百 万 条 记 录 如 有 需 要 可 扩 充 到 千 万 条 记 录 应 用 程 序 升 级 该 功 能 能 够 将 环 境 监 测 仪 中 的 原 始 纪 录 文 件 通 过 文 件 下 载 的 方 式 下 载 到 监 控 计 算 机 上 WinPAC 环 境 监 测 仪 的 技 术 特 点 及 优 势 : 多 中 心 发 送 环 境 监 测 仪 最 多 能 够 同 时 向 四 个 监 控 中 心 发 送 数 据 当 其 中 一 个 或 多 个 中 心 通 讯 中 断 时, 环 境 监 测 仪 能 够 将 向 该 中 心 发 送 的 数 据 存 储 下 来, 等 到 线 路 重 联 时 发 送 到 该 中 心 兼 容 多 中 心 协 议 环 境 监 测 仪 目 前 兼 容 内 置 的 浩 镭 通 讯 协 议, 待 国 家 标 准 重 新 修 订 后 支 持 国 家 标 准 向 监 控 中 心 发 送 数 据 其 他 通 讯 协 议 可 按 当 地 环 保 部 门 要 求 定 制 远 程 配 置 该 功 能 提 供 应 用 程 序 的 远 程 升 级 及 新 加 仪 器 仪 表 驱 动 的 远 程 下 载 支 持 远 程 通 过 WEB 页 面 配 置 环 境 监 测 仪, 监 控 中 心 的 IP 地 址 通 讯 协 议 指 定 仪 器 的 种 类 存 储 6

10 ( 上 报 ) 方 式, 采 样 方 式 数 据 采 集 仪 时 间 等 等 远 程 数 据 浏 览 支 持 远 程 通 过 WEB 浏 览 实 时 数 据 远 程 程 序 更 新 当 程 序 升 级 或 扩 展 时 可 以 远 程 更 新 主 运 用 程 序 远 程 开 发 调 试 利 用 WEB 可 以 远 程 调 试 和 仪 器 的 通 讯, 可 以 异 地 开 发 程 序, 再 远 程 下 载 到 环 境 监 测 仪 内, 节 省 开 发 周 期 加 快 响 应 效 率 远 程 数 据 下 载 在 监 控 中 心 数 据 崩 溃 时, 可 以 通 过 远 程 数 据 下 载, 恢 复 原 始 数 据 四 种 仪 器 采 样 方 式 支 持 立 即 采 样 检 测 等 时 采 样 检 测 定 点 采 样 检 测 等 比 例 采 样 检 测 B/S 构 架 取 代 繁 杂 的 协 议 系 统 的 配 置 浏 览 实 时 数 据 升 级 下 载 等 使 用 标 准 的 HTTP 协 议, 系 统 地 运 用 等 同 于 上 网, 不 需 要 定 义 繁 杂 的 由 现 场 到 监 控 中 心 的 协 议 后 记 随 着 诸 如 ERP 之 类 的 MIS 不 断 完 善, 上 层 平 台 要 求 与 其 末 梢 自 动 化 控 制 系 统 实 现 无 缝 连 接 的 需 求 日 益 显 现 今 天 的 MIS 已 经 非 常 先 进, 完 全 可 以 适 应 企 业 的 各 种 变 化 当 它 与 自 动 化 信 息 采 集 控 制 系 统 对 接 后, 同 样 要 求 自 动 化 控 制 系 统 也 能 做 到 随 需 应 变 市 场 需 要 更 为 简 洁 的 系 统 架 构 更 为 安 全 可 靠 的 设 备 更 为 独 立 并 且 功 能 更 为 强 大 的 分 散 式 系 统 PAC 可 以 充 分 发 挥 其 强 大 的 计 算 和 管 理 功 能, 使 企 业 管 理 更 加 贴 近 实 际 PAC 凭 着 丰 富 的 I/O 和 网 络 功 能, 让 企 业 运 作 更 富 有 想 象 力 PAC 让 自 动 化 控 制 更 加 靠 近 现 场, 让 自 动 化 管 理 完 全 没 有 距 离 的 限 制 泓 格 WinPAC 系 列 PAC 控 制 器 已 经 得 到 越 来 越 多 用 户 的 肯 定, 在 各 行 各 业 都 可 以 看 到 WinPAC 系 列 的 身 影 相 信 随 着 自 动 化 水 平 的 不 断 提 高, WinPAC 将 会 发 挥 越 来 越 重 要 的 作 用! 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 WP 槽 主 控 制 器 I 口 RS232 扩 展 模 块 企 业 本 地 浏 览 冗 余 一 个 以 太 网 口, 提 供 给 受 监 控 的 企 业 内 部 局 域 网 浏 览 数 据 水 气 声 监 控 多 系 统 兼 容 水 气 声 因 子 可 自 由 配 置, 多 系 统 能 够 同 时 兼 容 支 持 多 种 通 讯 方 式 支 持 以 太 网 的 通 讯 方 式, 与 现 有 主 流 通 讯 方 式 ADSL CDMA GPRS 兼 容 I-87017W 8 路 模 拟 量 输 入 模 块 7

11 基 于 μpac 的 水 厂 水 质 监 控 系 统 前 言 系 统 架 构 图 : 水 厂 水 质 监 控 系 统, 需 要 对 该 水 厂 供 水 流 程 中 的 水 位 水 压 流 量 浊 度 泥 水 界 面 二 氧 化 氯 含 量 的 模 拟 量 输 入 信 号 以 及 原 水 输 送 电 动 阀 的 开 关 状 态 启 停 控 制 等 开 关 量 输 入 和 输 出 信 号 进 行 采 集, 并 将 信 号 发 送 至 中 控 室, 供 工 作 人 员 对 数 据 进 行 监 视 分 析, 便 于 供 水 生 产 的 自 动 化 管 理 本 文 主 要 介 绍 采 用 泓 格 科 技 μpac 控 制 器 和 泓 格 高 性 能 采 集 模 块 I 组 建 的 水 厂 水 质 监 控 系 统 关 键 字 μpac I-7000 水 厂 I-7188EG 系 统 架 构 整 个 水 厂 监 控 区 域 采 集 点 比 较 分 散, 故 系 统 构 架 选 用 分 散 式 控 制 方 式, 上 位 机 放 置 在 中 控 室 内, 自 动 控 制 设 备 的 主 控 制 器 也 放 置 在 中 控 室 控 制 设 备 柜 内, 而 I/O 采 集 模 块 则 分 散 放 置 在 各 池 附 近 的 设 备 箱 内 I/O 模 块 与 控 制 器 间 以 RS-485 方 式 进 行 连 接 通 讯, 控 制 器 与 上 位 机 以 以 太 网 方 式 连 接 通 讯 系 统 主 控 制 器 选 用 泓 格 科 技 的 μpac 系 列 控 制 器 I-7188EG,I-7188EG 的 外 形 大 约 仅 有 手 掌 般 大, 对 于 小 型 自 动 控 制 系 统 来 说, 其 控 制 器 件 体 积 小, 为 用 户 集 成 系 统 省 下 更 多 的 空 间 和 资 源 ; 控 制 器 功 耗 低, 通 常 在 2-3W 的 电 源 功 率 消 耗, 控 制 器 以 电 脑 构 架 为 基 础, 功 能 强 大, 计 算 能 力, 数 据 处 理 存 储 能 力 突 出 ; 数 据 显 示 通 过 用 户 自 由 选 择 人 机 界 面 实 现 产 品 带 以 太 网 口, 内 建 多 串 口 设 计, 让 I- 7188EG 不 仅 可 以 连 接 外 部 设 备 与 仪 表, 也 可 以 轻 易 的 连 接 各 式 总 线 模 块, 可 以 轻 松 的 实 现 模 拟 量 开 关 量 运 动 温 度 压 力 的 控 制 另 外 程 序 开 发 可 以 通 过 PLC 传 统 方 式 ( 梯 形 图 顺 序 功 能 图 等 5 种 方 式 ) 进 行 控 制 系 统 的 I/O 模 块, 同 样 选 用 泓 格 科 技 畅 销 市 场 20 多 年 的 牛 顿 系 列 I-7000 模 块, 它 内 置 微 处 理 器 和 坚 固 的 工 业 级 塑 料 外 壳, 可 以 独 立 提 供 包 括 智 能 信 号 调 理 输 入 输 出 数 据 显 示 和 RS-485 通 信 等 功 能, 仅 需 2 根 通 信 线 就 可 以 建 立 起 一 个 多 点 的 分 布 式 RS-485 网 络, 具 有 最 佳 的 网 络 配 置 非 常 适 合 小 型 的 分 散 I/O 系 统 系 统 原 理 上 位 机 通 过 以 太 网 和 下 位 的 控 制 器 I-7188EG 进 行 数 据 交 换,I-7188EG 通 过 RS-485 通 讯 接 口 和 各 池 现 场 控 制 箱 内 的 远 端 数 据 采 集 模 块 (I-7017,I 模 块 ) 进 行 通 讯, 实 现 水 质 参 数 的 采 集 与 电 动 阀 的 控 制 RS-485 是 一 种 简 单 的 工 业 现 场 总 线 标 准, 具 有 良 好 的 抗 干 扰 性 和 可 扩 展 性, 在 微 机 的 标 准 RS-232 串 口 上 插 接 光 电 隔 离 的 RS-232/RS-485 转 换 模 块, 就 构 成 了 微 机 的 RS485 接 口, 采 用 这 种 通 讯 结 构 后, 微 机 和 它 所 控 制 的 设 备 只 有 简 单 的 总 线 连 接, 避 免 了 将 过 多 的 连 线 引 入 上 位 机 造 成 的 干 扰, 上 位 机 可 采 用 工 业 控 制 计 算 机 或 通 用 型 微 机 选 择 模 块 作 为 检 测 与 控 制 信 号 方 式 时, 模 拟 信 号 检 测 采 用 I-7017 模 块, 在 各 池 现 场 进 行 采 集, 并 通 过 RS-485 发 送 至 I-7188EG, 经 过 计 算 处 理 后, 上 传 上 位 机 显 示 和 存 储 ; 阀 门 的 起 停 由 上 位 机 对 下 位 的 I-7188EG 发 出 指 令, I-7051 得 到 指 令 后 发 出 DO 信 号 (TTL 信 号, 如 驱 动 大 功 率 设 备, 需 要 加 继 电 器 增 加 触 点 容 量 ) 驱 动 电 动 阀 来 进 行 控 制 I 用 于 开 关 量 的 输 入 信 号 检 测 或 者 显 示 ( 如 各 个 阀 门 的 状 态 等 ) 由 于 I-7000 模 块 内 置 微 处 理 器, 只 需 二 根 导 线 通 过 RS-485 网 络 与 控 制 主 机 相 互 通 讯, 最 大 传 输 距 离 为 1200 米 另 外 它 基 于 ASCⅡ 码 的 命 令 / 底 层 协 议, 可 以 用 高 级 语 言 编 写 应 用 程 序, 且 可 以 使 用 组 态 王 等 组 态 成 为 各 种 监 控 网 络 模 块 的 地 址 存 储 在 模 块 的 EEPROM 中, 可 由 控 制 计 算 机 进 行 修 改, 8

12 内 置 看 门 狗 功 能, 保 证 可 靠 运 行, 模 块 死 机 后 自 动 重 启 系 统 软 件 : 操 作 系 统 选 用 的 I-7188EG 控 制 器, 内 置 泓 格 于 1998 年 自 主 研 发 的 有 知 识 产 权 的 Minios7 操 作 系 统, 它 兼 容 DOS 系 统, 但 与 常 规 DOS 系 统 相 比, 具 有 上 电 启 动 时 间 短 ( 小 于 0.1S) 内 置 硬 件 诊 断 功 能 直 接 支 持 I-8000 和 I-7000 模 块 而 不 需 要 库 函 数 直 接 支 持 以 太 网 编 程 而 无 需 外 挂 驱 动 直 接 支 持 内 置 或 活 动 存 储 设 备 程 序 开 发 方 式 为 了 符 合 传 统 PLC 用 户 的 编 程 习 惯,I-7188EG 内 嵌 罗 克 韦 尔 公 司 旗 下 的 ISaGRAF 引 擎, 可 以 使 用 符 合 IEC 的 全 部 5 种 语 言 编 程, 即 梯 形 图 语 言 布 尔 助 记 符 语 言 功 能 表 图 语 言 功 能 模 块 图 语 言 及 结 构 化 语 句 描 述 语 言 用 户 可 以 在 自 己 的 PC 机 上 编 写 好 项 目 的 应 用 程 序, 然 后 通 过 串 口 下 载 到 I- 7188EG 上 另 外 ISaGRAF 支 持 Modbus/RTU 和 Modbus/TCP 协 议,(I-7188EG 支 持 Modbus/ TCP) 可 以 方 便 地 和 SCADA 软 件 HMI 设 备 及 其 他 支 持 Modbus 协 议 的 设 备 进 行 连 接, 挂 上 网 络 可 以 直 接 访 问, 而 不 用 自 己 编 写 通 讯 协 议 比 如 常 用 的 支 持 泓 格 的 组 态 软 件 有 ; 组 态 王 昆 仑 通 泰 紫 金 桥 等 组 态 软 件 此 外 ISaGRAF 提 供 近 200 个 标 准 的 功 能 块 和 函 数 调 用, 用 户 可 以 用 图 形 化 的 方 式 进 行 程 序 编 辑, 而 不 必 用 C 语 言 去 开 发 一 些 底 层 的 函 数 算 法 和 控 制 策 略 而 且,I-7188EG 支 持 以 GSM Modem 通 信 方 式 实 现 移 动 应 用, 实 现 远 程 下 载 和 监 控, 从 而 使 用 户 摆 脱 有 线 通 信 的 限 制, 建 构 起 一 个 广 域 的 监 控 系 统 系 统 特 点 : 系 统 整 体 性 价 比 优 于 PLC 本 系 统 主 要 实 现 对 现 场 各 池 的 水 质 参 数 进 行 采 集, 模 拟 量 的 数 据 采 集 与 处 理 在 系 统 的 I/O 量 中 占 有 率 比 较 高, 因 此 选 用 的 自 控 产 品 需 要 保 证 在 模 拟 量 的 实 时 可 靠 稳 定 采 集 传 输 的 同 时, 兼 具 性 价 比 高 的 特 点 相 对 于 传 统 的 PLC, 正 如 著 名 的 80-2 原 则 讲 的 那 样 :PLC 受 限 制 于 自 身 的 硬 件 和 软 件 设 计, 使 得 PLC 工 业 应 用 的 80% 是 使 用 数 字 I/O, 少 量 模 拟 I/O 数 和 简 单 的 编 程 技 巧, 因 此 对 于 模 拟 量 为 系 统 主 要 处 理 对 象 的 项 目,PLC 并 非 最 佳 选 择 而 近 年 来 有 新 一 代 PLC 之 称 的 PAC, 由 于 其 硬 件 采 用 低 功 耗 高 性 能 CPU 集 成 的 嵌 入 式 系 统, 在 架 构 上 已 经 相 当 于 一 款 嵌 入 式 的 可 编 程 计 算 机 ; 而 软 件 上 结 合 了 IEC 标 准, 使 得 PAC 既 具 有 了 传 统 PLC 的 各 种 功 能, 又 具 备 在 模 拟 量 采 集 处 理 上 高 性 价 比 的 优 势 现 场 布 线 非 常 方 便, 节 约 施 工 成 本 从 系 统 图 上 可 以 发 现, 各 传 感 器 到 模 块 间 最 多 只 有 8 路 信 号 线, 而 各 模 块 和 主 控 制 器 间 只 需 1 路 (2 根 )RS-485 总 线 进 行 连 接, 不 但 减 少 了 因 为 接 线 带 来 的 麻 烦, 更 节 约 了 成 本 软 件 开 发 售 后 维 护 方 便 泓 格 科 技 提 供 所 有 I/O 模 块 的 函 数 功 能 块, 用 户 可 以 直 接 使 用 相 应 的 I/O 模 块, 而 不 用 单 独 对 各 个 模 块 进 行 大 量 的 设 置, 从 而 节 省 大 量 初 始 化 时 间, 使 系 统 在 运 用 和 使 用 上 更 加 容 易, 同 时 在 系 统 维 护 时, 也 无 须 单 独 对 各 模 块 进 行 设 置, 极 大 的 节 省 了 系 统 维 护 的 时 间 和 人 力 标 配 以 太 网 络 接 口, 降 低 通 讯 成 本 I-7188EG 控 制 器 直 接 实 现 以 太 网 通 讯 而 勿 需 另 外 添 加 专 门 的 以 太 网 通 讯 模 块, 从 而 大 幅 度 的 降 低 成 本, 标 准 配 置 的 以 太 网 接 口, 用 户 不 必 再 编 写 专 用 的 通 讯 程 序 强 大 的 通 讯 能 力, 方 便 实 现 与 各 种 设 备 的 通 讯 I-7188EG 本 身 自 带 的 2 串 口, 一 网 口 外, 还 可 以 根 据 用 户 的 需 求, 进 行 多 串 口 或 者 多 网 口 的 扩 展, 而 不 必 去 做 硬 件 和 软 件 大 量 的 更 改 工 作, 在 通 讯 上 为 用 户 提 供 了 更 大 的 选 择 和 扩 展 空 间 方 便 实 现 系 统 扩 展, 为 系 统 变 更 或 升 级 留 有 空 间 I-7188EG 也 可 以 采 用 总 线 的 方 式 来 进 行 扩 展, 对 于 由 于 工 艺 或 设 备 的 更 改 而 导 致 自 控 配 置 变 更, 优 势 巨 大 控 制 器 提 供 加 密 功 能, 保 密 用 户 工 艺 信 息 控 制 器 提 供 64 位 唯 一 的 硬 件 序 列 号, 可 以 保 密 客 户 程 序 信 息 如 水 处 理 中 重 要 的 工 艺 算 法, 在 编 译 成 程 序 来 计 算 某 些 参 数 的 时 候, 用 户 可 以 通 过 硬 件 序 列 号 的 功 能, 加 密 此 程 序, 从 而 有 效 的 保 护 公 司 机 密 本 地 数 据 保 存 掉 电 保 持 实 时 时 钟 防 止 数 据 丢 失 I-7188EG 有 本 地 存 储 的 EEPROM 电 池 后 备 SRAM, 可 以 保 存 本 地 需 要 存 储 的 一 些 数 据, 并 且 具 有 掉 电 保 持 功 能, 即 使 在 停 电 的 情 况 下 也 能 够 将 一 些 重 要 的 数 据 进 行 存 储, 同 时 配 合 实 时 时 钟 功 能, 9

13 为 后 期 精 确 分 析 事 故 原 因 和 发 生 时 间, 提 供 了 重 要 的 判 断 依 据 看 门 狗 功 能, 加 强 系 统 稳 定 可 靠 性 I-7188EG 控 制 器 和 I/O 自 带 的 双 看 门 狗 功 能 ( 硬 件 看 门 狗 和 软 件 看 门 狗 ), 能 在 系 统 死 机 情 况 下, 快 速 自 启, 提 高 了 系 统 的 可 靠 性 和 稳 定 性 后 记 在 选 取 自 控 产 品 阶 段, 考 虑 到 客 户 以 往 使 用 PLC 方 式 进 行 系 统 开 发 的 习 惯, 以 及 对 于 水 处 理 工 程 可 靠 稳 定 的 要 求, 再 综 合 整 体 性 价 比 的 衡 量, 最 终 我 们 选 取 了 泓 格 科 技 的 I-7188EG 控 制 器 搭 配 相 应 I/O 模 块 的 方 案 此 方 案 以 PAC 控 制 器 件 为 核 心, 它 除 了 具 备 PC 强 大 的 控 制 计 算 能 力 通 讯 处 理 广 泛 的 第 三 方 软 件 支 持 外, 还 结 合 了 PLC 可 靠 坚 固 易 于 使 用 的 特 性, 同 时 也 为 用 户 节 省 了 工 程 项 目 开 发 时 间, 简 化 了 现 场 布 线 的 麻 烦, 提 高 了 系 统 的 可 扩 展 性, 为 现 在 乃 至 将 来 降 低 了 整 体 成 本 泓 格 科 技 的 I-7188EG 系 列 产 品, 经 过 市 政 水 治 理 项 目 以 及 工 厂 工 业 园 区 生 产 生 活 污 水 项 目 的 多 次 成 功 案 例 运 用, 已 经 证 明 了 它 在 可 靠 稳 定 的 同 时 ; 还 以 其 独 特 性 能, 让 用 户 有 了 一 个 更 具 市 场 竞 争 力 的 水 处 理 自 控 方 案 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 I-7188EG 嵌 入 式 PAC 控 制 器 I 路 模 拟 量 输 入 模 块 I 路 隔 离 数 字 量 输 入 模 块 I 路 非 隔 离 OC 门 输 出 模 块 10

14 基 于 WinPAC 的 自 来 水 厂 自 动 控 制 系 统 前 言 随 着 人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高, 人 们 对 饮 用 水 的 质 量 也 提 出 了 更 高 的 要 求, 运 用 高 科 技 手 段 对 制 水 供 水 过 程 进 行 自 动 化 控 制, 实 现 生 产 管 理 现 代 化 至 关 重 要 本 系 统 是 用 光 纤 环 网 技 术, 构 建 的 自 来 水 厂 控 制 系 统 网 络 控 制 主 站 采 用 泓 格 科 技 的 WinPAC 系 列 PAC 控 制 器, 并 且 搭 配 一 些 泓 格 科 技 的 I/O 模 块 来 完 成 对 整 个 系 统 的 数 据 采 集 控 制 器 通 过 OPC 和 上 位 机 进 行 数 据 交 换, 上 位 机 可 以 实 时 监 测 并 且 控 制 整 个 系 统 网 络 关 键 字 PAC WinPAC 自 来 水 厂 WP-8847 ISaGRAF 系 统 架 构 本 系 统 是 用 光 纤 环 网 技 术, 构 建 的 自 来 水 厂 控 制 系 统 网 络 网 络 拓 扑 结 构 为 环 形 + 总 线 方 式, 五 个 控 制 主 站 采 用 和 中 控 室 监 控 站 连 成 环 形 以 太 网, 实 现 了 通 讯 链 路 在 链 路 发 生 单 点 故 障 的 情 况 下, 网 络 会 在 500ms 内 重 构, 控 制 系 统 实 时 数 据 不 会 丢 失, 从 而 保 证 了 控 制 系 统 连 续 不 间 断 的 工 作 控 制 主 站 采 用 泓 格 科 技 的 WP-8847 控 制 器, 并 且 搭 配 一 些 泓 格 科 技 的 I/O 模 块 来 完 成 对 整 个 系 统 的 数 据 采 集 控 制 器 通 过 OPC 和 上 位 机 进 行 数 据 交 换, 上 位 机 可 以 实 时 监 测 并 且 控 制 整 个 系 统 网 络 网 络 交 换 机 安 装 在 就 地 设 备 控 制 盘 柜 中, 交 换 机 配 置 4-8 口 RJ45 端 口, 连 接 到 PLC 触 摸 屏 等 设 备 因 此 对 于 本 地 控 制 站 来 说, 为 总 线 连 接 其 子 站 采 用 Modbus 与 主 站 相 连 主 站 选 型 主 站 采 用 泓 格 科 技 WP-8847 控 制 器 是 泓 格 科 技 研 发 的 高 性 能 控 制 器 PAC 技 术 是 随 着 计 算 机 技 术 和 自 动 化 技 术 的 不 断 发 展 和 交 融 而 衍 生 出 来 的 技 术, 可 以 说 是 计 算 机 技 术 和 自 动 化 技 术 的 结 合 体, 有 着 非 常 广 大 的 应 用 前 景 泓 格 的 WinPAC 系 列 产 品 是 国 内 最 早 的 基 于 PAC 技 术 的 产 品, 其 稳 定 性 可 靠 性 和 开 放 性 已 经 得 到 广 泛 的 认 可, 是 一 款 成 熟 的 控 制 系 统 产 品 4G), 集 成 WINCE5.0 操 作 系 统, 可 处 理 各 种 复 杂 任 务, 并 且 支 持 同 时 处 理 多 任 务 支 持 多 主 机 访 问 控 制 器 支 持 多 个 上 位 机 同 时 访 问, 可 满 足 不 同 用 户 对 实 时 数 据 的 需 要 集 成 HMI 功 能 控 制 器 提 供 标 准 的 VGA 接 口, 可 在 现 场 提 供 HMI 方 便 操 作 人 员 的 维 护 与 操 作 安 全 性 更 高 控 制 器 提 供 双 电 池 备 份 的 SRAM 保 证 系 统 数 据 的 安 全, 并 且 支 持 自 定 义 文 件 格 式 和 唯 一 硬 件 序 列 号, 保 证 数 据 和 应 用 程 序 的 安 全 通 信 接 口 丰 富 控 制 器 自 带 2 个 标 准 的 10/100M 网 络 接 口 和 4 个 串 口, 并 支 持 GSM/GPRS 通 信 功 能, 可 满 足 不 同 应 用 条 件 下 的 通 信 需 要 开 放 性 好 控 制 器 支 持 Modbus OPC 等 开 放 的 工 业 通 信 协 议 支 持 远 程 维 护 和 更 新 控 制 器 提 供 Web Server 和 FTP Server, 方 便 用 户 实 现 远 程 的 数 据 访 问 和 程 序 更 新, 提 供 远 程 操 作 工 具, 可 方 便 用 户 实 现 远 程 的 配 置 及 维 护 稳 定 性 好 宽 温 工 作 范 围, 以 及 无 风 扇 无 硬 盘 的 良 好 工 作 设 计, 可 以 在 现 场 严 酷 的 环 境 中 正 常 工 作 模 块 可 带 电 插 拔 运 行 过 程 中 可 以 更 换 所 有 I/O 组 件, 真 正 电 工 级 操 作 开 发 上 手 容 易 可 以 使 用 Visual Studio.Net /2005/2008 evc ISaGRAF 等 软 件 来 开 发 本 系 统 使 用 泓 格 科 技 WP-8847 作 为 主 控 单 元, 采 集 模 块 使 用 泓 格 I-87KW 系 列 采 集 模 块 WinPAC 系 列 PAC 产 品 具 有 如 下 特 点 : 运 算 功 能 强 控 制 器 提 供 520MHz CPU 和 128M 内 存 ( 可 通 过 Mirco SD 扩 展 至 11

15 网 络 拓 扑 图 : 本 网 络 用 光 纤 环 网 技 术, 构 建 水 厂 控 制 系 统 网 络 网 络 拓 扑 结 构 为 环 形 + 总 线 方 式, 该 系 统 具 有 5 个 控 制 主 站, 分 别 用 来 控 制 送 水 泵 房 滤 池 加 药 间 反 应 沉 淀 池 污 泥 脱 水 车 间 每 个 控 制 主 站 有 其 独 立 的 控 制 系 统 来 完 成 该 车 间 的 操 作, 同 时 五 个 控 制 主 站 又 和 中 控 室 监 控 站 连 成 环 形 以 太 网, 实 现 了 通 讯 链 路 加 药 间 主 站 网 络 图 加 药 间 主 站 主 要 由 加 矾 设 备 和 泄 氯 设 备 组 成, 通 过 组 成 一 路 接 入 主 站 反 应 沉 淀 池 主 站 网 络 图 送 水 泵 房 主 站 反 应 沉 淀 池 主 要 由 三 部 分 组 成, 一 路 进 水 阀 设 备 一 路 为 数 控 电 台 传 送 一 路 为 排 泥 阀 设 备 数 传 电 台 主 要 把 刮 泥 机 相 关 的 数 据 信 息 传 到 主 站 送 水 泵 房 是 整 个 水 厂 中 比 较 重 要 的 部 门, 使 用 泓 格 WinPAC 控 制 器 作 为 控 制 中 心 利 用 PAC 的 巨 大 优 势, 真 正 达 到 准 确 高 效 安 全 的 系 统 要 求 污 泥 脱 水 主 站 滤 池 主 站 网 络 滤 池 主 站 主 要 有 由 3 路 组 成 8 个 滤 池 PLC 组 成 一 路 低 压 房 仪 表 一 路 5 台 变 频 器 一 路 污 泥 脱 水 主 站 主 要 通 过 WP-8847 来 控 制 相 应 的 外 部 设 备, 进 行 操 作 12

16 系 统 软 件 介 绍 水 泵 控 制 & 反 冲 洗 图 上 位 机 用 组 态 软 件 通 过 OPC 来 和 各 个 主 站 进 行 数 据 交 换 各 个 主 站 采 用 ISaGRAF 软 逻 辑 编 程 软 件 进 行 编 程 ISaGRAF 提 供 单 一 的 设 计 环 境 - ISaGRAF workbench, 它 可 安 装 在 windows 95 /98/2000/ XP 上, 使 用 者 完 全 只 需 使 用 此 Workbench 来 设 计 不 同 种 类 不 同 平 台 的 ISaGRAF 控 制 器. 这 表 示 用 户 只 要 学 会 一 套 软 件 即 可, 之 后 可 下 载 至 任 一 台 控 制 器 上 来 执 行 ISaGRAF 支 持 IEC 五 种 PLC 语 言 的 软 件, 包 含 顺 序 式 功 能 图 (SFC) 阶 梯 图 (LD) 功 能 方 块 图 (FBD) 结 构 化 文 字 (ST) 及 指 令 集 (IL) 等 五 种 语 法, 另 外 它 也 支 持 第 六 种 PLC 语 法 - 流 程 图 语 言 (FC), 这 种 灵 活 性 让 使 用 者 能 够 选 择 最 适 合 自 己 知 识, 风 格 和 应 用 类 别 的 语 言 泓 格 科 技 WP-8847 系 列 PAC 控 制 器, 支 持 ISaGRAF 编 程 方 式, 并 提 供 大 量 的 DEMO 程 序 能 够 快 速 的 帮 助 客 户 开 发 系 统 监 控 系 统 主 图 现 场 图 片 控 制 室 网 络 监 视 图 控 制 室 机 柜 13

17 水 厂 实 景 使 用 户 在 很 短 的 时 间 搭 建 起 监 控 系 统, 节 省 了 宝 贵 的 开 发 时 间 这 套 基 于 泓 格 PAC 产 品 的 解 决 方 案, 具 有 以 下 优 点 : 所 有 模 块 支 持 带 电 热 插 拨 : 这 是 泓 格 PAC 最 突 出 的 特 点, 可 简 化 现 场 的 施 工 和 维 护 的 工 作 量 模 块 自 识 别 : 系 统 自 动 识 别 加 入 的 模 块, 让 用 户 轻 松 完 成 现 场 模 块 组 态 性 能 价 格 比 高 : 泓 格 提 供 大 容 量 的 I/O 模 块, 在 更 精 简 的 模 块 体 积 内 提 供 更 多 的 I/O 连 接 通 道, 可 充 分 减 少 对 控 制 柜 容 积 的 需 要 安 装 编 程 方 便, 维 护 扩 充 容 易 : 现 场 控 制 站 可 以 分 别 编 程, 且 所 有 现 场 控 制 器 可 以 支 持 远 程 调 试 和 更 新 智 能 化 的 现 场 控 制 器 : 现 场 控 制 器 除 可 满 足 现 场 控 制 功 能 需 要 外, 还 可 提 供 Web 发 布 数 据 记 录 和 分 析 的 功 能, 可 满 足 用 户 更 高 层 次 的 需 要 WinPAC 以 其 稳 定 的 性 能 高 可 靠 性 良 好 的 扩 展 性 已 经 得 到 越 来 越 多 用 户 的 肯 定, 在 各 行 各 业 都 可 以 看 到 WinPAC 系 列 的 身 影 相 信 随 着 自 动 化 水 平 的 不 断 提 高,WinPAC 将 会 发 挥 越 来 越 重 要 的 作 用! 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 后 记 此 项 目 的 整 体 设 计 以 及 架 构 目 前 在 其 所 在 地 是 比 较 先 进 的, 目 前 该 项 目 已 经 投 入 使 用 并 且 获 得 了 用 户 的 好 评 泓 格 科 技 的 WinPAC 控 制 器 在 这 个 项 目 中 发 挥 了 重 大 作 用, 依 靠 其 软 体 及 硬 体 上 的 优 势 产 品 型 号 WP-8847 I-8017HW I-87024W I-8040W I-8040W 规 格 描 述 8 槽 主 控 制 器 8 通 道 模 拟 量 采 集 模 块 4 通 道 模 拟 量 输 出 模 块 32 通 道 开 关 量 输 入 模 块 32 通 道 开 关 量 输 出 模 块 14

18 德 基 水 库 大 坝 仪 器 览 测 系 统 前 言 台 湾 电 力 公 司 大 甲 溪 发 电 厂 自 六 十 三 年 六 月 廿 六 日 首 期 发 电 以 来 对 于 大 坝 安 全 监 测 系 统 的 建 构 一 直 不 遗 余 力 目 前 于 大 坝 及 坝 座 装 设 的 14 种 472 组 监 测 仪 器 绝 大 部 分 均 处 于 运 作 良 好 状 态 唯 部 分 系 统 主 要 量 测 设 备 因 原 厂 已 相 继 停 产, 相 关 维 修 及 零 件 取 得 困 难 因 此 本 计 划 乃 将 现 有 量 测 主 机 及 相 关 硬 件 予 以 更 新 利 用 泓 格 科 技 股 份 有 限 公 司 PAC (Programmable Automation Controller)I-8837 搭 配 三 联 泓 格 共 同 开 发 之 Carlson 模 块 (CM-1) 来 整 合 成 一 个 现 代 化 自 动 观 测 系 统 德 基 电 厂 大 坝 安 全 检 查 操 作 系 统 由 于 建 构 得 相 当 早, 办 公 室 内 数 据 处 理 主 机 和 大 坝 仪 器 监 测 主 机 是 透 过 专 线 式 数 据 机 以 点 对 点 方 式 传 输 自 动 化 观 测 系 统 软 件 为 早 期 (MS-DOS) 操 作 系 统 及 DBASE 数 据 库 系 统 只 能 提 供 单 工 之 作 业 环 境 故 每 每 要 花 费 相 当 之 人 力 于 报 告 之 处 理 上, 而 为 配 合 目 前 无 人 电 厂 之 策 略, 必 须 将 相 关 人 员 集 中 于 大 甲 溪 电 厂 办 公 故 将 原 观 测 系 统 软 件 改 为 以 多 任 务 环 境 之 Windows 操 作 系 统 及 SQL Server 2000 数 据 库 系 统 构 架 以 提 高 作 业 效 率 而 减 少 人 力 需 求 描 箱 50 组, 每 组 9 测 点 计 450 测 点 原 KYOWA USB-50C 扫 描 箱 一 组 50 测 点 负 责 应 变 及 DC 模 拟 仪 器 之 量 测 ( 包 含 电 子 式 水 位 计 电 子 式 倾 斜 仪 漏 水 量 测 定 堰 摆 线 仪 ) 更 换 为 应 变 及 模 拟 输 入 扫 描 箱 1 组, 每 组 63 测 点 近 端 联 机 改 为 Ethernet 构 架 2 更 新 地 震 仪 启 动 控 制 器 3. 于 德 基 大 坝 廊 道 口 监 测 室 加 装 一 组 1KVAUPS 不 断 电 系 统 以 改 善 因 常 态 性 机 组 电 源 切 换 所 造 成 之 电 源 中 断 现 象 4 于 德 基 大 坝 廊 道 口 监 测 室 原 综 合 终 端 切 换 端 子 组, 更 换 为 附 三 通 插 孔 式 端 子 座 ( 计 100 组 共 500 测 点 ) 之 综 合 端 子 盘 5 于 德 基 水 库 中 控 室 新 增 一 台 数 据 库 主 储 存 监 测 仪 器 参 数 系 统 参 数 量 测 程 序 设 定 参 数 及 历 时 量 测 数 据 等 6 更 新 大 甲 溪 电 厂 办 公 室 之 数 据 处 理 工 作 站 (2) 系 统 软 件 更 新 构 架 : 关 键 字 PAC 地 震 I-8837 自 动 化 观 测 本 计 划 施 工 范 围 (1) 本 计 划 更 新 项 目 如 下 : 图 二 : 德 基 大 坝 仪 器 更 新 案 量 测 主 机 构 架 图 1 将 原 大 甲 溪 电 厂 办 公 室 数 据 处 理 工 作 站 DOS 操 作 系 统 配 合 硬 体 更 新 为 Microsoft Windows 2000 图 一 : 德 基 大 坝 仪 器 更 新 构 架 图 1 原 KYOWA UCAM-8C 遥 测 系 统 更 新 : 原 KYOWA USB-50C 卡 尔 森 扫 描 箱 9 组, 每 组 50 测 点, 共 计 450 测 点 ; 更 换 为 新 式 卡 尔 森 扫 2 建 置 各 项 监 测 数 据 之 搜 集 处 理 绘 图 分 析 等 相 关 作 业 模 组 大 坝 及 坝 座 各 项 监 测 仪 器 之 监 测 数 据, 包 含 自 动 量 测 之 电 子 式 摆 线 仪 水 库 水 位 计 漏 水 量 测 定 堰 倾 斜 仪 应 变 计 应 力 计 无 应 力 应 变 计 气 温 计 雨 量 计 水 温 计 混 凝 土 温 度 计 测 缝 计 岩 石 伸 缩 仪 岩 石 伸 缩 仪 补 正 温 度 计 等 项 及 人 工 量 测 补 整 之 地 下 水 位 计 渗 漏 水 流 量 渗 漏 水 浊 度 坝 顶 定 线 照 准 仪 三 角 点 及 孔 口 15

19 位 移 坝 座 裂 缝 计 岸 坡 测 倾 仪 照 准 系 统 等 项 目 3 数 据 库 主 机 之 操 作 系 统 为 Microsoft Windows 2000 server 4 于 Microsoft SQL Server 2000 之 构 架 下 建 置 新 数 据 库 系 统 转 换 及 整 合 旧 数 据 库 系 统 5 各 项 相 关 图 表 绘 制 报 表 输 出 既 格 式 相 同, 并 提 供 自 动 图 表 输 出 之 规 划 执 行 功 能 仪 岩 石 伸 缩 仪 补 正 温 度 计 等, 共 计 435 组 每 个 Carlson 模 块 可 直 接 量 测 1 个 Carlson Gauge 每 一 扫 描 箱 可 纳 接 252 个 Carlson 模 块 这 些 模 块 透 过 RS-485 连 接 至 控 制 器 故 整 个 系 统 可 同 时 量 测 504 组 Carlson Gauge 因 系 统 采 用 直 接 量 测 而 完 全 未 使 用 到 Multiplexer, 故 不 会 受 到 机 械 接 点 之 影 响 6 原 地 震 连 动 程 序 依 硬 件 更 新 后 改 写 7 全 系 统 增 加 远 程 遥 测 能 力, 可 直 接 远 程 执 行 遥 测 命 令 下 达 或 数 据 传 输 新 增 及 更 新 相 关 设 备 概 述 本 次 所 采 用 之 量 测 设 备 大 部 份 均 为 泓 格 科 技 所 生 产, 搭 配 本 公 司 与 泓 格 合 作 所 开 发 之 Carlson gauge CM1 模 块, 以 下 逐 一 说 明 及 介 绍 : 图 四 : 卡 尔 森 型 模 组 量 测 主 机 (ICPDAS I-8837) 控 制 器 备 一 标 准 之 MMC 记 忆 卡, 平 常 其 依 据 用 户 默 认 之 量 测 周 期 高 频 滤 波 等 等 参 数 来 执 行 量 测 并 将 量 测 数 据 写 入 MMC 记 忆 卡 实 时 透 过 TCP/IP 或 MODEM 等 Console Port 将 量 测 数 据 送 往 后 端 之 数 据 库 系 统 且 当 发 生 特 定 事 件 如 暴 雨 洪 水 或 地 震 等 事 件 时, 可 接 受 TCP/IP 或 MODEM 等 Console Port 之 指 令 做 实 时 量 测 而 控 制 器 本 身 亦 具 备 实 时 时 钟 (RTC) 故 所 量 测 之 数 据 均 已 含 时 间 之 信 息, 而 其 实 时 时 钟 可 透 过 TCP/IP 或 MODEM 等 Console Port 来 校 正 而 整 个 系 统 量 测 一 个 周 期 所 需 之 时 间 约 为 60 秒 图 五 : 卡 尔 森 型 模 组 安 装 图 应 变 / 模 拟 扫 描 模 块 (ICPDAS I-7016D) 大 坝 目 前 37 组 Strain Gauge 形 式 之 倾 斜 仪 这 些 信 号 均 输 入 I-7060D 模 块 内 进 行 讯 号 之 转 换 及 传 输 图 三 : 量 测 主 机 实 体 图 卡 尔 森 型 (Carlson Type) 扫 描 模 块 (ICPDAS I- 87K9 & CM-1) 目 前 大 坝 使 用 之 Carlson Gauge 形 式 仪 器, 漏 水 量 测 定 堰 应 变 计 无 应 力 应 变 计 气 温 计 雨 量 计 水 温 计 混 凝 土 温 度 计 测 缝 计 岩 石 伸 缩 图 六 : 应 变, 类 比 模 组 以 太 网 络 光 纤 转 换 器 (ICPDAS NS-115F) 于 量 测 主 机 室 所 收 集 之 数 据 皆 为 raw data 数 据 皆 由 光 纤 电 缆 传 输 至 坝 顶 控 制 室 数 据 库 主 机 进 行 进 行 数 据 之 转 换 储 存 16

20 主 从 式 (Client-Server) 构 架 所 相 关 信 息 皆 储 存 于 数 据 库 主 机 内 的 SQL Server 2000 数 据 库 系 统 中 ; 操 作 软 件 各 模 块 皆 透 过 ODBC(Open Database Connectivity) 数 据 库 存 取 接 口 呼 叫 Net- Library 产 生 Network IPC(InterProcess Communication)SQL Server 2000 建 立 链 接 送 出 数 据 查 询 及 更 新 的 要 求 图 七 : 以 太 网 光 纤 转 换 器 实 物 图 地 震 启 动 控 制 器 :( 三 联 DA-12G) 自 动 量 测 系 统 提 供 大 坝 仪 器 遥 测 设 备 之 启 动 监 测 监 测 数 据 之 搜 集 传 输 数 据 库 存 䈕 仪 器 状 态 监 视 等 功 能 图 九 : 系 统 主 画 面 图 八 : 地 震 启 动 控 制 器 监 测 模 式 包 含 下 列 三 种 : 1 定 时 起 动 : 依 据 既 量 测 程 序 设 定 每 日 09: 00 起 动 量 测 作 为 例 行 量 测 数 据, 自 动 量 测 系 统 将 此 量 测 数 据 透 过 程 序 转 换 后 存 入 数 据 库 2 遥 控 启 动 : 不 定 时 由 大 甲 溪 办 公 室 之 查 询 及 数 据 处 理 工 作 站 遥 控 启 动 大 坝 廊 道 仪 器 室 之 监 测 主 机 执 行 实 时 量 测 程 序 量 测 结 束 后 存 储 图 十 : 水 位 分 析 及 处 理 数 据 处 理 及 分 析 软 件 主 要 功 能 为 提 供 自 动 监 测 人 工 量 测 各 项 监 测 数 据 库 之 撷 取, 以 历 线 图 数 值 表 或 其 他 图 表 ( 如 雨 量 组 体 图 ) 等 方 式 输 出 至 屏 幕 打 印 机 及 档 案 或 数 据 表 3 地 震 启 动 : 当 大 坝 感 应 地 震 之 震 度 或 级 数 达 设 定 条 件 时 触 发 自 动 量 测 系 统 以 启 动 仪 器 量 测 程 序 为 达 成 地 震 事 件 启 动 之 要 求, 本 系 统 设 置 了 三 联 科 技 自 行 开 发 的 地 震 启 动 装 置 DA- 12G DA- 12G 系 以 三 轴 电 子 式 加 速 度 为 核 心 搭 配 先 进 之 SOC 芯 片 泓 格 科 技 I-7188EGD 嵌 入 式 控 制 器 及 I-7060D 分 布 式 I/O 之 地 震 防 灾 警 报 器, 其 系 统 以 ISaGRAF 模 块 式 构 设 计 而 地 震 事 件 采 中 央 气 象 局 之 判 断 逻 辑 核 心, 自 动 量 测 系 统 相 结 合 作 为 地 震 事 件 之 量 测 启 动 装 置 数 据 库 主 机 本 大 坝 安 全 监 测 信 息 系 统 计 划 采 用 图 十 一 : 水 位 温 度 雨 量 分 析 处 理 17

21 后 记 本 工 程 之 主 要 重 点 在 于 利 用 PAC(Programmable Automation Controller) 搭 配 三 联, 泓 格 共 同 开 发 之 Carlson 模 块 来 整 合 成 一 个 现 代 化 自 动 观 测 系 统 并 将 现 软 件 改 为 以 多 任 务 环 境 之 Windows 及 SQL Server 数 据 库 系 统 构 以 提 高 作 业 效 率 而 减 少 观 测 人 力 需 求 本 案 地 处 偏 远 之 中 横 段 地 区, 对 施 工, 后 勤 人 员 都 是 严 苛 考 验 但 是 经 过 SI -IA 之 跨 处 合 作 各 司 所 长 之 努 力 下 本 案 除 了 能 于 客 户 指 定 之 期 限 内 完 工 外, 在 技 术 上 也 再 次 证 明 了 PAC 用 于 安 全 监 控 之 优 越 性 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 图 十 二 : 倾 度 剂 分 析 处 理 I 槽 主 控 制 器 I-87K9 定 制 RS 槽 I/O 扩 展 单 元 I-7015D I-7060D I-7188EGD DA-12G 6 路 热 电 阻 输 入 模 块 4 路 隔 离 数 字 量 输 入 4 路 继 电 器 输 出 模 块 支 持 ISaGRAF 编 程 的 以 太 网 控 制 器 地 震 启 动 控 制 器 18

22 基 于 G-4500 的 远 程 电 力 监 控 方 案 前 言 随 着 科 技 的 发 展, 技 术 的 进 步 原 有 的 人 工 电 力 监 控 方 式 已 经 越 来 越 满 足 不 了 现 在 的 需 求 一 方 面 现 在 变 电 站 的 数 量 越 来 越 多, 另 一 方 面 在 很 多 场 合 要 求 有 很 高 的 实 时 性 所 以 急 需 有 新 的 自 动 化 监 控 的 方 式 本 系 统 主 要 服 务 现 有 城 市 电 力 供 电 网, 项 目 采 用 泓 格 的 无 线 PAC 控 制 器 G-4500 将 分 布 于 某 市 广 大 区 域 的 各 个 变 电 站 所 的 数 据 信 息 通 过 无 线 的 方 式 传 送 到 控 制 监 控 中 心 可 以 真 正 达 到 快 速 高 效 稳 定 的 项 目 要 求 关 键 字 PAC G-4500 电 网 GPRS 系 统 架 构 该 控 制 器 可 以 实 现 数 据 采 集 以 太 网 通 讯 GPRS 通 讯 GPS 定 位 串 口 通 讯 等 功 能 采 用 泓 格 自 主 知 识 产 权 的 MiniOS7 操 作 系 统, 系 统 稳 定 性 高, 开 放 性 好, 可 以 使 用 C 语 言 等 方 式 进 行 开 发 内 建 TCP Server TCP Client UDP Client(GPRS) Virtual COM Modbus 等 服 务 控 制 器 自 带 3 路 DI 3 路 DO 8 路 AI 方 便 现 场 直 接 接 入 信 号 泓 格 提 供 大 量 的 DEMO 程 序, 以 及 相 关 操 作 说 明, 上 手 容 易 性 价 比 高 系 统 架 构 图 本 系 统 采 用 C-S 模 式, 即 客 户 端 和 服 务 端 2 部 分 组 成 客 户 端 使 用 的 是 泓 格 高 性 能 的 G-4500 系 列 GPRS 无 线 控 制 器, 该 控 制 器 主 要 功 能 是 对 前 端 数 据 信 号 协 议 的 解 码 和 有 效 数 据 的 提 取 数 据 信 息 的 无 线 发 送 发 送 数 据 的 缓 存 以 及 命 令 等 信 息 量 的 一 个 暂 存 功 能 服 务 端 主 要 是 通 过 网 络 将 前 端 的 数 据 信 息 保 存 到 服 务 器 上 的 OPC Server, 然 后 再 通 过 一 个 矢 量 图 软 件 访 问 OPC Server, 取 得 相 应 的 数 据 信 息 主 站 选 型 : 客 户 端 主 站 选 取 的 是 泓 格 科 技 高 性 能 控 制 器 G- 4500, 该 控 制 器 具 有 以 下 几 大 特 点 : 19

23 系 统 功 能 说 明 : 数 据 的 字 段 获 取 对 应 的 客 户 端 的 数 据 信 息 现 场 采 集 设 备 将 数 据 用 Modbus/RTU 的 方 式, 传 递 给 G-4500 无 线 控 制 器 G-4500 无 线 控 制 器 在 收 到 现 场 设 备 传 递 过 来 的 信 息 后 对 这 部 分 信 息, 进 行 重 新 的 解 码, 提 取 出 有 用 的 信 息 后, 再 启 动 相 应 的 GPRS 发 送 程 序, 通 过 GPRS 无 线 通 讯 的 方 式 向 上 位 具 有 固 定 IP 地 址 的 服 务 器 端 发 送 相 应 的 信 息 该 控 制 器 在 此 处 的 主 要 功 能 主 要 有 以 下 几 点 : 将 前 端 智 能 设 备 传 送 过 来 的 Modbus/RTU 协 议 中 的 内 容 中 进 行 一 次 重 新 的 解 码 和 编 码 工 作 主 要 是 提 取 其 中 有 效 的 数 据 信 息, 以 便 在 无 线 传 输 的 过 程 中 采 用 透 明 传 输 的 方 式, 降 低 传 输 的 数 据 总 量, 确 保 稳 定 性 由 于 无 线 网 络 传 输 中 会 存 在 一 些 外 界 不 稳 定 的 因 素 来 影 响 无 线 通 讯 的 效 果 所 以 利 用 G-4500 来 实 时 保 存 一 些 数 据 信 息, 以 便 在 数 据 通 信 不 畅 的 情 况 下, 有 一 定 量 的 数 据 存 储, 而 不 用 担 心 数 据 信 息 的 丢 失 确 保 侦 测 GPRS 通 信 的 稳 定 性 在 外 界 无 线 信 号 出 现 问 题 的 时 候, 及 时 采 取 措 施, 除 了 保 存 相 关 数 据 以 外, 控 制 内 部 无 线 通 讯 模 块 不 断 的 尝 试 向 上 位 服 务 器 部 分 发 出 链 接 请 求, 建 立 新 的 链 接 接 收 服 务 器 端 发 过 来 的 命 令, 将 其 转 化 成 为 Modbus/RTU 协 议, 实 现 对 前 端 设 备 的 读 取 写 入 将 智 能 设 备 传 送 过 来 的 信 息, 处 理 后 用 GPRS 通 讯 的 方 式, 传 递 给 上 位 服 务 器 端 通 过 在 G-4500 控 制 器 里 面 用 C 语 言 编 写 相 关 的 程 序 来 实 现 上 述 的 功 能 由 于 泓 格 提 供 了 大 量 的 软 件 工 具, 所 以 在 实 际 编 程 的 时 候 非 常 顺 利 服 务 端 数 据 服 务 器 主 要 通 过 网 络 获 取 相 关 的 数 据 信 息 并 将 获 取 到 的 数 据 信 息 存 取 到 相 应 的 OPC Server 里 面 去 然 后 客 户 在 利 用 矢 量 图 软 件, 根 据 后 记 该 项 目 采 用 GPRS 的 方 式 进 行 通 讯,GPRS 是 基 于 中 国 移 动 GSM 网 上 的 2.5G 分 组 交 换 数 据 网, 因 此 具 有 很 好 的 信 号 覆 盖 目 前, 网 络 已 覆 盖 全 国 所 有 省 直 辖 市 自 治 区, 网 络 遍 及 240 多 个 城 市 无 论 在 繁 华 的 闹 市 还 是 在 僻 静 的 边 远 地 区,GPRS 都 能 够 最 大 限 度 的 提 供 高 速 数 据 服 务, 不 受 城 市 建 设 天 气 及 其 他 干 扰 的 影 响 通 过 GPRS 的 方 式 可 以 很 好 的 解 决 分 散 式 现 场 的 布 线 问 题 在 城 市 不 同 区 域 的 变 电 站 安 装 G-4500 控 制 器, 可 以 做 到 全 市 范 围 的 实 时 监 控 该 项 目 的 成 功 实 施 可 以 说 很 大 程 度 上 提 高 了 当 地 电 网 监 控 的 自 动 化 水 平, 也 真 正 达 到 了 自 动 监 测 的 项 目 要 求, 提 高 了 效 率 我 们 相 信 随 着 技 术 的 不 断 进 步, 会 有 越 来 越 多 的 电 站 和 电 网 采 用 这 种 无 线 的 方 式 来 进 行 监 测, 真 正 达 到 智 能 高 效 安 全 等 特 点 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 G-4500 带 GPRS 功 能 的 PAC 控 制 器 20

24 基 于 ipac 产 品 的 铁 路 架 桥 机 械 自 动 化 整 体 解 决 方 案 前 言 近 年 来, 中 国 铁 路 进 入 了 一 个 新 的 快 速 发 展 时 期, 目 前 在 全 国 范 围 内, 新 建 铁 路 里 程 中 桥 梁 建 设 的 70% 均 是 使 用 泓 格 ipac 产 品 实 现 的 设 备 实 现 的 本 文 介 绍 了 通 过 泓 格 ipac 系 列 控 制 器 实 现 铁 路 建 设 中 提 梁 机 运 梁 车 架 桥 机 电 气 控 制 的 方 案, 并 阐 述 了 泓 格 PAC 技 术 为 铁 路 建 设 重 型 机 械 带 来 的 创 新 变 革 关 键 字 PAC ISaGRAF I-8817 I-8417 提 梁 机 运 梁 车 架 桥 机 一 概 要 2007 年 1 月 国 务 院 常 务 会 议 原 则 通 过 国 家 发 改 委 印 发 铁 道 部 组 织 实 施 的 中 长 期 铁 路 网 规 划, 就 是 一 个 跨 越 式 发 展 的 规 划 在 2007 年 2 月 举 行 的 全 国 铁 路 工 作 会 议 上, 铁 道 部 全 面 部 署 了 中 长 期 铁 路 网 规 划 实 施 的 启 动 工 作 中 长 期 铁 路 网 规 划 的 发 展 目 标, 到 2020 年, 我 国 铁 路 营 业 里 程 将 达 到 10 万 公 里, 主 要 繁 忙 干 线 将 实 现 客 货 分 线, 复 线 率 和 电 气 化 率 均 达 到 50%, 运 输 能 力 满 足 国 民 经 济 和 社 会 发 展 需 要, 主 要 技 术 装 备 达 到 或 接 近 国 际 先 进 水 平 到 2020 年, 我 国 铁 路 总 里 程 将 比 2003 年 增 加 2.7 万 公 里, 形 成 横 贯 东 西 纵 贯 南 北 覆 盖 全 国 大 部 分 20 万 人 口 以 上 城 市 大 宗 资 源 开 发 地 主 要 港 口 重 要 口 岸 的 铁 路 网 复 线 里 程 和 电 气 化 铁 路 里 程 都 达 到 5 万 公 里 左 右, 分 别 比 2003 年 增 加 2.5 万 公 里 和 3.1 万 公 里 形 成 以 北 京 上 海 广 州 武 汉 成 都 西 安 为 中 心, 京 沪 京 广 京 哈 杭 甬 深 陇 海 浙 赣 青 太 沪 汉 蓉 客 运 专 线 为 骨 架, 客 货 混 跑 快 速 线 为 连 接 线 的 快 速 客 运 服 务 网, 总 里 程 达 到 3 万 公 里 主 要 干 线 城 市 间 铁 路 旅 行 实 现 1000 公 里 左 右 范 围 内 朝 发 夕 归,2000 公 里 左 右 范 围 内 夕 发 朝 至,4000 公 里 左 右 范 围 内 一 日 到 达 巨 大 的 铁 路 建 设 需 求 将 带 动 如 钢 材 水 泥 铁 路 施 工 机 械 等 相 关 产 品 的 需 求 特 别 是 高 速 铁 路 网 的 建 设 将 对 工 程 建 设 技 术 工 期 和 工 程 质 量 提 出 更 高 的 要 求 国 家 还 要 求 高 速 铁 路 的 建 设 要 尽 可 能 减 少 农 业 耕 地 占 用, 这 就 要 求 建 设 企 业 在 铁 路 工 程 建 设 过 程 中 尽 可 能 的 多 架 桥, 并 且 尽 可 能 的 使 用 精 密 的 自 动 化 施 工 机 械 进 行 施 工, 在 这 个 前 提 下 市 场 将 对 铁 路 重 型 施 工 设 备 中 的 架 桥 机 运 载 机 挖 掘 机 起 重 机 等 自 动 化 设 备 需 求 强 劲 某 工 程 机 械 研 究 院 作 为 国 内 老 牌 的 铁 路 工 程 机 械 研 究 生 产 单 位 经 过 近 30 年 的 积 累, 已 经 建 立 了 先 进 完 整 的 铁 路 建 设 机 械 解 决 方 案, 并 且 在 很 多 关 键 技 术 领 域 如 电 气 自 动 控 制 部 分 已 经 达 到 国 际 先 进 水 平 电 气 自 动 化 控 制 是 自 动 化 机 械 的 核 心, 将 决 定 自 动 化 机 械 的 自 动 化 程 度 及 先 进 程 度 本 案 在 其 铁 路 架 桥 机 械 整 体 方 案 中 的 电 气 自 动 化 部 分 选 用 泓 格 科 技 的 ipac 系 列 控 制 器 及 I/O 产 品 作 为 控 制 核 心, 不 仅 满 足 了 电 气 系 统 自 动 化 的 需 要, 还 通 过 其 成 本 优 势 和 维 护 优 势 取 得 了 良 好 的 经 济 效 益 专 业 可 靠 的 控 制 设 备 ipac-8000 产 品 结 构 紧 凑, 可 通 过 他 们 自 带 的 扩 展 插 槽 和 串 口, 以 太 网 进 行 CAN,FRnet 等 多 种 总 线 扩 充 由 于 具 有 可 编 程 性,iPAC 既 可 以 用 来 做 前 端 智 能 数 据 采 集, 连 接 运 行 SCADA 软 件 的 主 机 来 实 现 整 个 监 控 系 统 ; 也 可 以 由 客 户 自 行 编 写 程 序, 直 接 在 产 品 上 运 行, 作 为 一 个 独 立 的 控 制 设 备 适 用 MiniOS7 ipac-8000 使 用 MiniOS7 操 作 系 统,MiniOS7 是 泓 格 自 主 开 发 的, 针 对 嵌 入 式 控 制 的 类 DOS 操 作 系 统 她 的 功 能 和 稳 定 性 已 经 为 数 十 万 计 的 泓 格 用 户 所 证 实, 作 为 一 款 DOS 兼 容 的 操 作 系 统, 开 发 人 员 非 常 容 易 上 手 相 对 于 ROM-DOS,MiniOS7 具 有 几 大 优 势 : 更 快 的 启 动 速 度 (<100ms) 更 低 的 系 统 资 源 消 耗 更 快 的 看 门 狗 响 应 更 佳 的 运 算 性 能 不 会 受 到 病 毒 侵 害 MiniOS7 Studio 免 费 的 IDE 开 发 环 境 ipac-8000 适 用 TC 或 者 BC 的 编 译 器, 泓 格 特 为 客 户 开 发 一 款 IDE 工 具, 可 以 让 您 更 快 更 有 效 的 创 建 应 用 轻 松 实 现 项 目 管 理 MiniOS7 包 含 全 部 的 库 函 数, 并 内 建 网 页 浏 览 器 及 文 档 浏 览 器, 是 极 为 方 便 的 开 发 工 具 丰 富 的 模 块 泓 格 为 客 户 提 供 两 套 不 同 通 讯 方 式 的 扩 展 模 21

25 块, 其 中 I-8K 系 列 模 块 采 用 并 行 方 式 与 CPU 进 行 通 讯, 通 讯 速 度 快, 并 支 持 中 断 操 作 I-8K 模 块 在 高 速 模 拟 量 采 集, 通 讯 扩 展, 中 断 应 用, 存 储 扩 展 和 运 动 控 制 方 面 具 有 先 天 的 优 势 I-87K 模 块 主 要 应 用 在 传 感 器 输 入, 智 能 I/O 模 块 等 方 面 由 于 具 有 独 立 的 运 算 单 元,I-87K 的 功 能 更 为 丰 富, 同 时 可 以 为 CPU 分 担 部 分 运 算 工 作, 使 得 整 个 系 统 高 效 简 介 3 整 机 行 走 JQ900 系 列 架 桥 机 行 驶 到 架 桥 工 位 坚 固 的 工 业 安 装 ipac-8000 控 制 器 采 用 无 硬 盘, 无 风 扇 的 设 计 坚 固 的 底 版 式 I/O 扩 展, 独 特 设 计 的 总 线 插 槽 和 模 具 卡 件, 保 证 控 制 器 在 震 动 的 环 境 中 可 以 持 续 稳 定 运 行 震 动 测 试 部 分 资 料 请 参 考 附 件 1: 工 厂 测 试 文 档 宽 温 工 作 ipac-8000 控 制 器 采 用 顶 级 配 件, 可 全 面 适 应 - 25 C 到 75 C 的 工 作 温 度 贮 存 温 度 更 是 达 到 了 超 越 工 规 的 -40 C 到 85 C 适 合 各 种 严 苛 的 工 作 环 境 4 运 梁 作 业 由 YL900 型 运 梁 车 将 放 置 好 的 箱 梁 运 送 到 架 桥 现 场 三 防 涂 装 为 适 应 野 外 及 其 他 特 殊 工 作 环 境, 泓 格 为 客 户 提 供 定 制 的 三 防 涂 装 服 务 区 别 于 常 见 的 三 防 漆, 我 们 选 用 了 更 为 先 进 的 三 防 胶 方 案, 提 高 了 防 护 效 果 同 时, 对 于 经 过 三 防 涂 装 的 产 品, 泓 格 提 供 和 未 经 涂 装 产 品 相 同 的 固 保 支 持 二 铁 路 架 桥 作 业 工 作 流 程 以 架 设 900 吨 级 箱 梁 为 例, 整 个 架 桥 作 业 流 程 有 如 下 六 个 基 本 流 程 1 预 制 梁 由 专 业 的 制 梁 企 业 在 铁 路 沿 线 建 设 制 梁 厂, 由 制 梁 厂 生 产 各 种 规 格 的 预 制 箱 梁 高 速 铁 路 应 用 的 箱 梁 根 据 桥 梁 跨 度 的 要 求 主 要 有 32M 24M 20M 等 规 格 5 架 桥 作 业 由 JQ900 系 列 架 桥 机 将 箱 梁 架 设 到 预 定 工 位 2 提 梁 作 业 在 制 梁 厂 由 TL 系 列 提 梁 机 将 预 制 好 的 箱 梁 提 升 并 位 移 到 运 梁 车 上 6 后 续 作 业 在 架 桥 机 架 桥 作 业 完 毕 后, 由 现 场 工 人 完 成 如 缝 隙 浇 灌 继 续 作 业 准 备 等 工 作 22

26 三 铁 路 架 桥 重 型 机 械 电 气 控 制 解 决 方 案 本 案 的 铁 路 架 桥 机 械 解 决 方 案 如 上 章 所 示, 主 要 包 括 TL450 型 提 梁 机 YL900 型 运 梁 车 JQ450/900 型 架 桥 机 这 些 产 品 的 自 动 化 程 度 很 高, 操 作 人 员 只 需 要 在 操 作 台, 面 对 图 形 化 的 操 作 界 面 下 达 相 应 的 操 作 指 令, 机 械 设 备 就 可 以 按 照 操 作 人 员 的 指 令 完 成 相 关 作 业 在 作 业 过 程 中, 为 保 证 安 全 生 产, 设 备 还 提 供 各 种 监 测 保 护 系 统, 保 证 设 备 的 工 作 稳 定 及 工 作 人 员 的 人 身 安 全, 确 保 万 无 一 失 所 有 这 些 都 由 电 气 自 动 化 系 统 进 行 控 制, 并 且 所 有 控 制 产 品 都 选 用 泓 格 科 技 的 ipac 系 列 控 制 器 及 I/O 产 品 作 为 系 统 控 制 核 心 RTU 协 议 进 行 通 信 操 作 人 员 在 主 控 室 通 过 HMI 进 行 控 制 操 作,HMI 通 过 RS-485 总 线 与 1 号 柱 上 的 I 控 制 器 进 行 通 信, 通 信 协 议 采 用 Modbus/RTU 协 议 提 梁 机 电 气 控 制 系 统 基 本 架 构 图 提 梁 机 电 气 控 制 系 统 采 用 分 布 式 主 - 从 控 制 体 系,1 号 柱 和 2 号 柱 中 的 控 制 单 元 可 以 独 立 运 作, 并 可 通 过 Modbus 协 议 实 现 主 - 从 控 制 其 基 本 架 构 如 下 图 : 1 号 柱 2 号 柱 HMI 提 梁 机 电 气 自 动 控 制 系 统 Modbus /RTU COM2 TL450 型 提 梁 机 的 主 体 结 构 由 如 下 图 所 示 的 4 个 部 分 组 成 : COM3 Modbus master I-8817 Modbus /RTU I-7520 COM4 数 传 电 台 数 传 电 台 COM3 Modbus /RTU Modbus slave I-8817 COM4 I 号 柱 作 为 1 号 车 运 行 的 支 架, 并 负 责 设 备 整 体 位 移 I-7080 DCON DCON I 号 车 负 责 箱 梁 的 提 升 和 位 移 450 吨 起 重 重 量 2 号 柱 作 为 2 号 车 运 行 的 支 架, 并 负 责 设 备 整 体 位 移 2 号 车 负 责 箱 梁 的 提 升 和 位 移 450 吨 起 重 重 量 提 梁 机 电 气 自 控 系 统 基 本 工 作 模 式 开 机 自 检 开 机 启 动 之 后,HMI 首 先 检 测 与 1 号 柱 上 的 I 及 2 号 柱 上 的 I-8817 的 通 信 状 态, 如 果 连 接 正 常, 则 进 入 下 步 自 检 此 时 由 I-8040 检 测 各 开 关 阀 门 是 否 处 于 工 作 状 态,I-8017H 检 测 油 温 液 压 是 否 正 常, 如 果 一 切 正 常 则 进 入 人 工 操 作 模 式 两 柱 平 移 由 操 作 人 员 发 指 令, 控 制 1 号 柱 和 2 号 柱 同 时 沿 轨 道 平 移 平 移 过 程 中, 两 柱 上 的 I-8017H 采 集 液 压 装 置 的 油 温 压 力, 以 及 现 场 的 风 速, 保 证 系 统 的 安 全 两 柱 上 的 I-7080 采 集 两 柱 的 运 动 速 度, 并 在 运 动 过 程 中 采 用 PID 调 节, 通 过 I 输 出 模 拟 量 信 号 来 控 制 变 频 器 的 工 作, 保 证 两 柱 以 同 样 的 速 度 运 动, 以 避 免 事 故 发 生 提 梁 机 的 电 气 控 制 系 统 提 梁 机 的 主 控 制 室 设 在 1 号 柱 上,1 号 柱 的 各 类 监 控 电 气 信 号 直 接 引 入 控 制 柜 1 号 车 的 电 气 信 号 也 通 过 信 号 线 电 缆 接 入 控 制 室, 由 控 制 室 中 的 主 控 单 元 I-8817 进 行 集 中 控 制 2 号 柱 上 同 样 设 置 控 制 室, 2 号 柱 和 2 号 车 的 电 气 控 制 信 号 同 样 通 过 信 号 线 引 入 2 号 柱 上 的 控 制 室, 由 2 号 柱 上 的 I-8817 控 制 器 集 中 控 制 1 号 柱 上 的 I-8817 与 2 号 柱 上 的 的 I-8817 构 成 主 - 从 控 制 架 构, 之 间 通 过 无 线 数 传 电 台 以 Modbus/ 在 到 达 操 作 工 位 后, 进 行 两 柱 的 分 别 微 调, 保 证 进 入 最 佳 工 作 工 位, 此 时 平 移 动 作 停 止 小 车 动 作 操 作 人 员 发 指 令 控 制 小 车 运 行 到 预 吊 箱 梁 的 正 上 方, 通 过 I-8041 驱 动 继 电 器 打 开 电 机 放 下 起 重 装 置 此 时,I-8017H 要 采 集 钢 缆 的 拉 力 和 2 个 柱 子 的 压 力, 保 证 设 备 的 安 全 ; 由 I-7080 检 测 钢 缆 下 放 的 速 度, 保 证 2 台 车 的 钢 缆 以 同 样 的 速 度 下 放 和 上 升 ; I 控 制 电 机 的 转 速 在 将 箱 梁 提 升 到 一 定 高 度 后, 操 作 人 员 控 制

27 台 小 车 运 行 到 运 梁 车 的 正 上 方 工 位, 并 慢 速 下 放 在 箱 梁 被 平 稳 放 置 在 运 梁 车 后, 由 现 场 工 人 打 开 起 重 设 备 的 固 定 机 构, 操 作 人 员 再 控 制 2 台 小 车 收 起 钢 缆, 完 成 整 个 吊 梁 作 业 由 I-8817 进 行 统 一 控 制 此 基 本 架 构 图 见 下 图 : HMI 运 梁 车 电 气 自 动 控 制 系 统 运 梁 车 主 体 结 构 RS-485 Modbus /RTU YL900 型 运 梁 车 可 运 载 900 吨 箱 梁, 主 体 结 构 如 下 图, 包 括 5 大 组 成 部 分 : COM2 车 架 ipac controller I DI AI 遥 控 接 收 器 手 持 遥 控 装 置 轮 胎 及 驱 动 装 置 负 责 车 辆 整 体 运 动 与 转 向 电 力 室 保 证 车 辆 的 电 力 供 应 操 作 室 操 作 人 员 工 作 室 滑 动 车 保 证 箱 梁 在 车 架 上 的 滑 动 其 中, 电 气 控 制 柜 安 放 在 车 架 的 前 端 HMI 位 于 操 作 室 运 梁 车 电 气 自 控 系 统 基 本 工 作 模 式 开 机 自 检 开 机 启 动 之 后,HMI 首 先 检 测 与 1 号 柱 上 的 I 及 2 号 柱 上 的 I-8817 的 通 信 状 态, 如 果 连 接 正 常, 则 进 入 下 步 自 检 此 时 由 I-8040 检 测 各 开 关 阀 门 报 警 装 置 是 否 处 于 工 作 状 态,I-8017H 检 测 油 温 液 压 是 否 正 常, 如 果 一 切 正 常 则 进 入 人 工 操 作 模 式 车 辆 运 动 运 梁 车 电 气 控 制 系 统 运 梁 车 的 HMI 设 在 操 作 室, 通 过 RS-485 总 线 与 电 气 控 制 柜 中 的 I-8817 控 制 器 连 接, 之 间 通 过 Modbus/RTU 协 议 通 信 操 作 人 员 可 以 通 过 HMI 实 时 了 解 车 辆 的 运 行 状 态, 还 可 以 通 过 HMI 发 送 操 作 指 令, 由 I-8817 执 行 该 控 制 系 统 的 特 色 在 于 ipac 控 制 系 统 的 导 入, 保 证 了 控 制 系 统 的 运 算 能 力 因 此, 在 运 梁 车 中, 可 以 将 所 有 的 电 气 信 号, 包 括 转 向 控 制 信 号 都 引 入 电 气 控 制 柜 进 行 集 中 控 制, 所 有 的 运 算 和 数 据 交 换 都 在 I-8817 控 制 器 上 完 成, 这 样 可 提 高 控 制 系 统 的 实 时 性 和 稳 定 性, 从 而 保 证 车 辆 的 安 全 运 行 运 梁 车 电 气 控 制 系 统 基 本 架 构 图 运 梁 车 采 用 集 中 式 控 制 方 案, 将 所 有 的 电 气 信 号 都 通 过 电 缆 引 入 电 气 控 制 柜 中 的 I-8817 控 制 器, 操 作 人 员 通 过 HMI 发 出 指 令, 控 制 车 辆 进 行 运 动, 包 括 前 向 运 动 后 向 运 动 和 转 向 运 动 三 种 运 动 状 态 在 此 工 作 状 态 中,I-8817 控 制 驱 动 装 置 进 行 工 作, 输 出 驱 动 力,I 进 行 信 号 输 出, 控 制 整 机 行 走 的 方 向, 可 以 实 现 平 移 和 转 向 操 作, 在 正 常 工 作 状 态 下, 运 梁 车 以 10KM/h 的 速 度 匀 速 运 行 此 时,I-8017H 检 测 整 机 行 走 的 水 平 状 态 和 转 向 角 度 I-8080 则 监 测 运 梁 车 的 运 行 速 度, 如 果 发 生 转 向 偏 差 或 车 速 过 快, 则 调 整 I 的 输 出, 使 车 辆 一 直 行 驶 在 安 全 状 态 该 车 还 有 一 个 特 点, 就 是 可 以 实 现 遥 控 操 作 在 此 工 况 下, 遥 控 操 作 人 员 可 以 通 过 遥 控 装 置 控 制 车 辆 的 运 行 速 度 以 及 车 辆 的 行 走 转 向 此 功 能 可 大 大 提 高 车 辆 的 控 制 效 率 在 车 辆 工 作 的 过 程 中,I-8040 会 一 直 监 测 各 报 警 装 置 的 工 作 状 态, 一 旦 发 现 报 警 信 号 则 立 刻 报 警, 保 证 车 辆 的 绝 对 安 全 滑 动 车 复 位 滑 动 车 的 设 置 是 为 了 方 便 JQ900 型 架 桥 机 架 桥 作 业 时 移 动 箱 梁 所 设 置, 在 架 桥 机 完 成 吊 梁 动 作 后, 需 要 滑 动 车 复 位 以 方 便 下 次 运 梁 作 业 I-8041 会 控 制 回 收 装 置 打 开, 完 成 回 收 工 作 在 滑 动 车 复 位 后, 运 梁 车 完 成 整 个 运 梁 作 业 过 程, 并 开 回 梁 厂, 准 备 下 次 运 梁 作 业 24

28 架 桥 机 电 气 控 制 系 统 架 桥 机 械 是 铁 路 架 桥 作 业 的 关 键 机 械, 直 接 影 响 铁 路 建 设 的 进 度 和 质 量, 是 国 家 非 常 重 视 的 重 型 装 备 之 一 本 案 生 产 的 JQ900 型 架 桥 机 是 目 前 国 内 最 先 进 的 架 桥 机 械 之 一, 很 多 方 面 填 补 了 国 家 空 白 该 系 列 产 品 也 是 本 案 最 重 要 的 产 品, 代 表 了 本 案 研 究 院 的 技 术 水 平, 其 机 电 设 备 钢 结 构 电 气 控 制 等 方 面 的 复 杂 程 度 远 远 超 过 提 梁 机 和 运 梁 车 的 水 平 特 别 是 其 中 代 表 机 械 智 能 化 水 平 的 的 电 气 自 动 化 系 统, 由 于 采 用 了 目 前 国 际 领 先 的 PAC 控 制 系 统, 使 其 控 制 系 统 架 构 体 现 了 目 前 机 械 电 气 控 制 领 域 推 崇 的 分 布 计 算 集 中 控 制 的 先 进 理 念 运 梁 车 主 体 结 构 JQ900 型 架 桥 机 除 具 备 架 桥 功 能 外, 其 JQ900B 型 还 具 备 自 我 行 走 能 力, 可 以 不 借 助 外 力, 自 我 行 走 到 施 工 现 场, 还 可 以 穿 越 隧 道, 可 大 大 方 便 建 设 企 业 的 施 工, 提 高 生 产 效 率 JQ900 型 架 桥 机 由 以 下 如 图 几 个 部 分 组 成 : 主 梁 : 所 有 设 备 机 构 的 依 附 基 础 1 号 柱 : 负 责 行 走 和 定 位 1 号 车 : 负 责 提 梁 和 运 梁 2 号 柱 : 负 责 设 备 行 走 和 支 撑 2 号 车 : 负 责 提 梁 和 运 梁 3 号 柱 : 负 责 支 撑 设 备 重 量 中 监 控 本 台 I-8817 还 要 作 为 其 它 三 台 I-8817/8417 的 主 机 来 对 其 它 控 制 器 进 行 操 作, 并 将 分 散 在 各 地 的 监 控 信 号 发 送 到 HMI, 供 操 作 人 员 参 考 1 号 车 1 号 柱 2 号 车 上 的 电 气 信 号 也 都 通 过 信 号 电 缆 引 入 本 地 I-8817/8417, 由 控 制 器 进 行 集 中 监 控 这 样,1 号 车 1 号 柱 2 号 车 2 号 柱 上 的 控 制 器 都 可 以 独 立 运 作, 变 成 本 地 的 监 控 系 统, 又 可 以 通 过 现 场 总 线 进 行 通 信, 组 成 分 布 式 控 制 系 统 这 种 分 散 计 算 集 中 管 理 的 监 控 系 统 在 大 型 设 备 电 气 自 动 化 系 统 中 将 ipac 系 统 的 计 算 效 能 高 和 分 布 部 署 性 好 的 特 点 发 挥 到 了 极 致, 并 且 一 点 故 障 不 会 影 响 其 它 点 的 正 常 工 作, 大 大 提 高 电 气 自 动 化 系 统 的 可 靠 性 和 安 全 性 架 桥 机 电 气 控 制 系 统 基 本 架 构 图 运 梁 车 根 据 通 信 方 式 的 不 同, 有 无 线 和 有 线 两 种 规 格 采 用 无 线 通 信 时 可 以 节 省 布 线, 但 容 易 受 到 外 界 信 号 干 扰 ; 采 用 有 线 通 信 时 系 统 通 信 稳 定, 但 布 线 较 为 麻 烦 因 此, 主 要 是 根 据 用 户 的 需 求 来 选 择 架 桥 机 电 气 控 制 系 统 的 通 信 方 式 无 线 通 信 架 构 如 下 图 : 控 制 台 无 线 数 传 电 台 二 柱 I-8817 HMI Modbus/RTU Modbus/RTU 地 址 : 波 特 率 手 持 遥 控 装 置 2 车 I 车 I 柱 I-8417 地 址 :4 地 址 :3 地 址 :5 有 线 通 信 架 构 如 下 图 : HMI 控 制 台 COM2 Modbus/RTU 架 桥 机 电 气 控 制 系 统 JQ900 型 架 桥 机 的 电 气 控 制 系 统 由 一 台 HMI 和 四 台 I-8817/8417 系 列 ipac 系 统 组 成 其 中 四 台 I- 8817/8417 系 列 控 制 器 分 布 在 1 号 车 2 号 车 1 号 柱 2 号 柱 等 四 个 地 点, 控 制 器 之 间 通 过 现 场 总 线, 以 Modbus/TCP 协 议 进 行 通 信 JQ900 型 架 桥 机 的 主 控 室 设 置 在 2 号 柱 上,2 号 柱 上 的 所 有 电 气 信 号 都 通 过 电 缆 引 入 I-8817 进 行 集 2 车 I 波 特 率 二 柱 I-8817 COM3 Modbus/RTU RS-485 RS-485 I 车 I-8817 RS-485 地 址 : 波 特 率 1 柱 I-8417 地 址 :4 地 址 :3 地 址 :5 25

29 架 桥 机 电 气 自 控 系 统 基 本 工 作 模 式 JQ900 型 架 桥 机 可 以 简 化 整 个 架 桥 作 业 的 过 程, 主 要 包 括 如 下 5 大 步 骤 即 可 实 现 单 孔 梁 的 架 桥 作 业 : 开 机 自 检 开 机 启 动 之 后,HMI 首 先 检 测 2 号 柱 上 的 I-8817 及 分 散 在 各 地 的 控 制 器 的 通 信 状 态, 如 果 连 接 正 常, 则 进 入 下 步 自 检 此 时 各 地 所 有 由 I-8040 检 测 各 开 关 阀 门 报 警 装 置 是 否 处 于 工 作 状 态,I- 8017H 检 测 油 温 液 压 是 否 正 常, 如 果 一 切 正 常 则 进 入 人 工 操 作 模 式 梁 提 升 的 高 度 在 提 升 过 程 中, 一 旦 I-8040 检 测 到 任 何 危 险 发 生,I-8041 即 启 动 应 急 装 置, 保 证 系 统 停 止 在 上 一 个 安 全 状 态, 以 此 保 证 施 工 安 全 在 1 号 车 将 箱 梁 提 升 到 合 适 高 度 后, 工 作 人 员 通 过 HMI 控 制 1 号 车 提 着 梁 水 平 位 移, 此 时,I- 8017H 实 时 采 集 其 中 钢 缆 的 压 力 I-8080 采 集 1 号 车 位 移 的 速 度, 并 将 数 据 反 馈 到 1 号 车 上 的 I-8817, 由 该 控 制 器 根 据 HMI 发 出 的 指 令 控 制 I 的 输 出 来 调 节 1 号 车 的 行 进 速 度 在 1 号 车 行 进 到 合 适 工 位 后, 停 止 动 作, 等 待 2 号 车 的 工 作 整 车 走 行 JQ900 型 架 桥 机 在 完 成 一 个 工 位 的 架 桥 作 业 后, 可 由 运 梁 车 顶 行 或 者 自 我 行 走 的 方 式 前 进 到 下 一 个 架 桥 工 位 在 达 到 施 工 工 位 后, 放 下 1 号 柱, 并 进 行 固 定 在 这 个 过 程 中 I-8017H 会 实 时 采 集 架 桥 机 的 油 压 I-8040 会 实 时 监 测 各 报 警 装 置 的 工 作 状 态 并 将 数 据 传 送 到 本 地 的 I-8417 同 时,2 号 柱 上 的 I 会 启 动 警 示 信 号 提 醒 所 有 工 人 注 意 安 全, 通 过 以 上 措 施 保 障 架 桥 机 在 行 走 过 程 中 的 绝 对 安 全 在 1 号 柱 固 定 完 成 后, 系 统 会 控 制 液 压 装 置 提 升 2 号 柱 上 的 行 走 轮 胎 并 向 两 侧 移 动, 为 运 梁 车 的 到 来 预 留 空 间 此 时 主 要 通 过 2 号 柱 上 的 I-8017H 采 集 液 压 装 置 的 油 温 和 油 压, 保 证 提 升 作 业 的 顺 利 完 成 一 号 车 提 梁 位 移 在 运 梁 车 将 箱 梁 运 送 到 架 桥 机 底 部 后, 控 制 室 发 指 令 控 制 1 号 车 和 2 号 车 移 动 到 运 梁 车 的 正 上 方 待 位 置 固 定 后,1 号 车 放 下 起 重 机 构, 由 人 工 完 成 箱 梁 的 固 定 工 作 在 这 个 过 程 中,1 号 车 上 的 I 输 出 模 拟 量 控 制 变 频 器 驱 动 电 机 运 动, 并 通 过 输 出 值 的 变 化 调 节 电 机 运 转 的 速 度, 从 而 调 节 起 重 机 构 下 降 的 速 度 同 时,I-8017H 实 时 采 集 其 中 钢 缆 的 压 力 I-8080 采 集 钢 缆 下 降 的 速 度 并 反 馈 到 I-8817 控 制 器, 由 控 制 器 来 调 节 I 的 输 出, 从 而 保 证 下 降 过 程 的 平 稳 二 号 车 提 梁 2 号 车 放 下 起 重 机 构, 由 人 工 完 成 箱 梁 的 固 定 工 作 在 这 个 过 程 中,2 号 车 上 的 I 输 出 模 拟 量 控 制 变 频 器 驱 动 电 机 运 动, 并 通 过 输 出 值 的 变 化 调 节 电 机 运 转 的 速 度, 从 而 调 节 起 重 机 构 下 降 的 速 度 同 时,I-8017H 实 时 采 集 其 中 钢 缆 的 压 力 I 采 集 钢 缆 下 降 的 速 度 并 反 馈 到 I-8817 控 制 器, 由 控 制 器 来 调 节 I 的 输 出, 从 而 保 证 下 降 过 程 的 平 稳 在 工 人 完 成 箱 梁 与 起 重 机 构 的 固 定 工 作 后, 控 制 室 通 过 HMI 控 制 2 号 车 开 始 提 升 箱 梁 到 一 定 高 度 此 时,I-8017H 采 集 红 外 测 距 仪 的 距 离 值, 来 确 认 箱 梁 提 升 的 高 度 在 提 升 过 程 中, 一 旦 I-8040 检 测 到 任 何 危 险 发 生,I-8041 即 启 动 应 急 装 置, 保 证 系 统 停 止 在 上 一 个 安 全 状 态, 以 此 保 证 施 工 安 全 在 整 个 2 号 车 工 作 的 过 程 中,1 号 车 上 的 I- 8017H 实 时 监 测 本 地 钢 缆 的 压 力, 防 止 意 外 发 生, 直 到 2 号 车 将 箱 梁 提 升 到 水 平 状 态 在 整 个 过 程 中, 1 号 车 和 2 号 车 上 的 I-8817 会 将 相 关 数 据 发 送 到 2 号 柱 的 I-8817, 由 该 控 制 器 判 断 作 业 进 展, 并 将 状 态 展 示 在 HMI 上, 供 操 作 人 员 参 考 并 下 达 下 步 操 作 指 令 在 工 人 完 成 箱 梁 与 起 重 机 构 的 固 定 工 作 后, 控 制 室 通 过 HMI 控 制 1 号 车 开 始 提 升 箱 梁 到 一 定 高 度 此 时,I-8017H 采 集 红 外 测 距 仪 的 距 离 值, 来 确 认 箱 26

30 双 车 走 行 操 作 人 员 通 过 HMI 发 出 双 车 同 步 行 走 指 令, 此 时 1 号 车 2 号 车 以 同 样 的 速 度 同 步 向 前 行 走, 在 行 走 到 下 降 工 位 后 双 车 同 步 停 止 工 作 在 这 个 过 程 中, HMI 发 出 指 令 控 制 1 号 车 和 2 号 车 上 的 I 的 输 出, 保 证 两 台 车 上 的 电 机 以 相 同 的 频 率 工 作, 从 而 保 证 两 车 以 同 样 的 速 度 运 行 同 时,HMI 同 时 控 制 两 台 车 上 的 I-8041 在 适 当 的 时 候 同 时 关 闭 两 车 上 的 行 走 电 机 为 保 证 两 部 车 都 能 准 确 的 停 止 在 下 降 工 位, HMI 还 可 以 单 独 控 制 每 台 车 进 行 微 调, 以 保 证 距 离 的 绝 对 准 确 的 解 决 了 这 个 问 题, 提 高 了 设 备 的 自 动 化 程 度, 有 效 的 提 升 了 机 械 设 备 的 工 作 效 率, 得 到 了 广 大 用 户 的 好 评 并 通 过 其 稳 定 可 靠 的 表 现 打 破 了 PLC 的 神 话 除 此 之 外,iPAC 控 制 器 及 相 关 I/O 的 应 用 还 带 来 了 如 下 效 益 : 1 灵 活 的 I/O 组 合 方 案 ipac 控 制 系 统 的 集 中 控 制 方 案 采 用 CPU 单 元 + 内 部 总 线 + 插 卡 式 I/O 的 硬 件 架 构, 用 户 可 以 灵 活 的 配 置 所 需 的 I/O 组 合 方 案 并 且 泓 格 科 技 也 提 供 了 各 种 规 格 I/O 模 块 供 用 户 选 择, 让 用 户 配 置 的 I/O 组 合 方 案 能 更 贴 近 现 场 需 要, 使 每 个 模 块 都 能 发 挥 最 大 的 效 能, 提 高 系 统 的 整 体 效 能 2 更 易 于 维 护 吊 梁 到 位 操 作 人 员 通 过 HMI 发 出 双 车 同 时 下 降 指 令, 控 制 双 车 一 起 放 下 箱 梁, 并 通 过 控 制 总 线 采 集 双 车 的 下 降 速 度 下 降 高 度, 并 进 行 反 控 制, 保 证 双 车 以 同 样 的 速 度 放 钢 缆, 直 到 箱 梁 到 位 在 完 成 整 个 吊 梁 工 作 后,HMI 发 出 指 令 控 制 双 车 同 时 收 起 钢 缆, 并 一 同 平 移 到 2 号 柱 附 近 的 停 泊 区, 等 待 下 次 作 业 的 到 来 现 场 环 境 复 杂 多 变, 任 何 产 品 都 不 能 保 证 不 发 生 故 障 或 损 坏 而 用 户 的 工 地 往 往 在 远 离 市 区 的 野 外, 一 旦 产 品 发 生 故 障, 厂 家 很 难 及 时 派 人 赶 赴 现 场 此 时 最 好 的 解 决 方 案 就 是 更 换 产 品 而 ipac 控 制 系 统 的 模 块 化 设 计 使 用 户 可 以 轻 易 的 更 换 各 个 部 件, 以 此 保 证 系 统 的 连 续 工 作 3 更 灵 活 的 开 发 方 式 对 于 本 案 来 讲, 最 好 的 开 发 方 式 是 采 用 C 语 言 来 编 写 控 制 器 上 的 控 制 程 序, 这 样 可 以 得 到 更 好 的 程 序 掌 握 能 力, 能 更 好 的 根 据 用 户 的 需 要 来 修 改 程 序 的 内 容 而 选 择 ipac 控 制 系 统 使 本 案 可 以 根 据 工 期 的 需 要 灵 活 的 选 择 开 发 方 式, 而 不 必 更 换 新 的 控 制 器 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 规 格 描 述 连 接 设 备 IP 槽 主 控 制 器 各 I/O 模 块 I-8017HW 8 通 道 模 拟 量 采 集 模 块 油 温 液 压 传 感 器 I-87024W 4 通 道 模 拟 量 输 出 模 块 变 频 器 I-8040W 32 通 道 开 关 量 输 入 模 块 报 警 信 号 开 关 状 态 四 ipac 控 制 器 及 相 关 I/O 带 来 的 应 用 效 益 在 传 统 的 机 械 电 气 自 动 化 领 域, 很 多 单 位 采 用 PLC 作 为 核 心 控 制 器, 利 用 PLC 系 统 的 实 时 性 和 稳 定 来 保 证 机 械 设 备 的 运 动 精 度 和 可 靠 性 可 是 受 到 PLC 系 统 效 能 / 购 买 成 本 比 的 限 制, 以 及 市 场 价 格 因 素 的 影 响, 这 些 单 位 往 往 选 择 功 能 有 限 的 PLC 作 为 控 制 器, 这 样 很 多 复 杂 的 控 制 就 无 法 实 现, 从 而 限 制 了 自 动 化 机 械 效 能 的 发 挥, 而 达 不 到 用 户 满 意 的 自 动 化 效 果 本 案 应 用 ipac 控 制 器 及 相 关 I/O 就 很 好 I-8041W 32 通 道 开 关 量 输 出 模 块 阀 门 电 机 继 电 器 控 制 I-8042W 32 通 道 开 关 模 块 报 警 信 号 开 关 状 态 I-8080W 4 通 道 频 率 / 计 数 模 块 计 数 传 感 器 I-87082W 2 通 道 串 行 频 率 / 计 数 模 块 计 数 传 感 器 I-7520 RS-232 转 RE-485 模 块 串 口 设 备 I 通 道 频 率 / 计 数 模 块 计 数 传 感 器 I 通 道 RS-485 总 线 HUB 串 口 设 备 27

31 基 于 WinPAC 的 中 国 铁 路 燃 油 配 送 系 统 前 言 2000 年 我 国 的 原 油 消 费 量 为 2.33 亿 吨, 如 果 我 们 希 望 将 2020 年 的 原 油 消 费 量 控 制 在 4.5 亿 吨 以 内, 原 油 消 费 的 年 增 长 率 就 必 须 低 于 3.4% 实 际 上, 近 几 年 我 国 原 油 消 费 的 年 增 长 率 一 直 在 2 位 数 原 油 进 口 的 量 也 不 断 增 加 显 然, 这 种 发 展 模 式 是 不 可 持 续 的 必 须 改 变 不 合 理 的 生 产 方 式 和 生 活 方 式 原 油 主 要 用 于 交 通 运 输 业 和 石 油 化 工 业 铁 路 运 输 作 为 交 通 运 输 业 之 一., 随 着 自 动 化 技 术 互 联 网 络 技 术 的 不 断 发 展, 采 用 最 为 切 实 有 效 的 手 段, 对 全 铁 路 干 线 上 的 油 库 和 加 油 机 实 施 自 动 化 管 理 尽 最 大 可 能 排 除 人 为 因 素, 为 燃 油 配 送 和 财 务 结 算 提 供 真 实 可 靠 的 原 始 信 息 同 时, 借 此 机 会 提 高 铁 路 机 务 油 库 和 燃 油 发 放 的 管 理 水 平, 降 低 劳 动 强 度 这 样 合 理 配 送 燃 油 不 仅 提 高 铁 路 干 线 的 燃 油 的 配 送 效 率, 还 可 有 效 控 制 我 国 原 油 消 费 量 本 案 例 主 要 讲 述 利 用 泓 格 科 技 PAC 控 制 器 作 为 核 心, 组 建 的 铁 路 燃 油 配 送 系 统 该 系 统 使 整 个 系 统 管 理 直 接 网 络 化, 提 高 运 行 效 率 而 且 与 原 来 方 案 比 较, 而 且 大 大 节 省 了 成 本, 稳 定 运 行, 降 低 故 障 发 生 几 率 它 是 一 个 突 破 企 业 信 息 壁 垒 的 交 互 系 统 在 CROSS 平 台 上 的 所 有 授 权 用 户, 无 论 在 什 么 地 点 是 什 么 职 位 属 于 什 么 单 位, 大 家 看 到 的 信 息 都 是 原 汁 原 味 的, 绝 无 假 数 据, 这 是 由 系 统 作 为 保 证 的 它 是 一 个 具 备 个 性 化 管 理 的 面 向 角 色 系 统 每 个 处 理 单 元 都 具 备 完 整 的 独 立 性 不 同 需 求, 不 同 设 计 ; 需 求 变 化, 设 计 随 变 ( 如 : 计 量 设 备 变 化 人 机 校 验 变 更 外 围 设 备 增 删 等 ) 它 是 一 个 采 用 两 层 数 据 结 构 的 扁 平 管 理 系 统 原 始 数 据 与 汇 总 数 据 之 间 没 有 中 间 层, 确 保 中 央 数 据 库 信 息 的 真 实 性 和 时 效 性 CROSS 的 所 有 成 员, 除 了 可 以 通 过 Web 访 问 集 中 的 中 央 数 据 的 授 权 信 息 同 时, 可 以 通 过 Web 访 问 各 授 权 站 点 现 场 信 息 PAC 在 CROSS 系 统 中 的 位 置 : 关 键 字 PAC 铁 路 I-8431 WP-8441 燃 油 配 送 CROSS 系 统 简 介 CROSS 是 China Railway Oil Supply System ( 中 国 铁 路 燃 油 配 送 系 统 ) 的 简 称 它 是 一 个 高 效 的 ERP 实 施 系 统 在 ERP 实 施 中,MIS 可 以 和 现 场 自 动 采 集 对 接 的 非 常 少 ( 大 卖 场 的 POS 机 算 一 个 ),CROSS 做 到 了 两 者 间 的 无 缝 连 接 真 正 实 现 了 高 效 ERP 的 系 统 要 求 PAC 是 整 个 CROSS 系 统 的 核 心 部 件, 他 存 在 于 信 息 采 集 层 信 息 加 工 层 以 及 业 务 作 业 层 良 好 的 扩 展 性 以 及 强 大 的 运 算 处 理 能 力, 使 得 泓 格 WinPAC 系 列 高 性 能 PAC 在 整 个 项 目 中 发 挥 了 重 要 了 作 用 CROSS 系 统 基 本 架 构 图 : 它 是 一 个 透 明 的 供 应 链 业 务 系 统 CROSS 实 现 了 自 动 检 测 消 耗, 合 理 资 源 配 送 对 实 际 操 作 中 的 每 一 步 都 可 以 透 明 展 现, 提 升 了 整 个 系 统 的 运 行 效 率 它 是 一 个 随 需 应 变 的 CRM 支 持 系 统 用 户 的 企 业 组 织 结 构 和 管 理 方 法 是 会 变 的, CROSS 不 仅 支 持 人 和 事 件 的 变 化, 对 设 备 的 变 化, 同 样 应 对 自 如 ( 资 产 归 属 信 息 流 向 访 问 权 限 指 标 参 数 等 等 ) 28

32 整 个 CROSS 系 统 以 信 息 中 心 为 核 心, 采 用 数 据 角 色 组 织 集 中 管 理 现 场 自 动 化 设 备 作 为 信 息 中 心 的 特 定 角 色 信 息 处 理 单 元 信 息 处 理 单 元 由 一 台 WinPAC-8441 控 制 器 搭 配 若 干 泓 格 I/O 采 集 模 块 组 成 外 接 一 个 触 摸 显 示 屏 来 实 现 对 现 场 的 显 示, 另 一 方 面 通 过 以 太 网 将 相 关 数 据 信 息 传 递 出 去 信 息 中 心 把 分 布 在 全 国 各 地 的 每 个 铁 路 油 库 和 加 油 机 都 作 为 一 个 具 有 独 立 工 作 能 力 的 信 息 处 理 单 元, 每 台 PAC 设 备 以 各 自 不 同 的 身 份 通 过 TCP/IP 直 接 向 CROSS 信 息 平 台 注 册 CROSS 平 台 为 不 同 的 注 册 单 元 分 配 角 色 属 性 和 权 限 后, 便 形 成 了 某 一 级 的 设 备 平 台 比 如 有 : 机 务 段 管 理 平 台 折 返 段 管 理 平 台 机 务 段 + 折 返 段 管 理 平 台 铁 路 局 管 理 平 台 等 等 人 通 过 注 册 后 同 样 被 分 配 角 色 属 性 和 权 限 人 的 加 入 便 形 成 了 一 级 管 理 平 台 在 铁 路 机 务 段 是 基 层 独 立 核 算 单 位, 相 当 于 地 方 的 工 厂 各 个 不 同 的 机 务 段 合 起 来 组 成 铁 路 局 管 理 平 台 铁 路 局 是 地 区 管 理 平 台, 一 个 铁 路 局 往 往 会 跨 越 多 个 行 政 省 市 CROSS 将 不 同 的 铁 路 局 组 成 铁 道 部 管 理 平 台 将 来 也 许 铁 道 部 会 取 消, 各 铁 路 局 成 为 完 全 独 立 的 运 营 公 司, 对 CROSS 来 说, 只 是 在 平 台 上 重 新 配 属 的 问 题 这 样 就 可 以 解 决 之 前 那 些 重 复 投 资 的 问 题, 大 大 降 低 了 系 统 的 扩 展 成 本 CROSS 为 这 些 成 员 提 供 及 时 准 确 的 燃 油 消 耗 及 运 输 信 息, 这 些 成 员 同 样 可 以 通 过 CROSS 门 户 网 站 访 问 设 备 单 元 CROSS 让 我 们 看 到 了 一 个 完 全 开 放 的 虚 拟 组 织 体 系, 与 组 织 结 构 无 关 与 参 与 人 员 无 关 与 现 场 设 备 无 关 成 为 应 对 变 化 的 基 本 思 路,PAC 让 这 种 思 路 成 为 现 实 CROSS 系 统 业 务 流 程 : CROSS 系 统 分 为 库 区 信 息 处 理 单 元 发 放 信 息 监 测 单 元 发 放 信 息 处 理 单 元 几 个 部 分 铁 路 燃 油 作 业 主 要 是 对 内 热 机 车 进 行 加 油, 其 中 包 含 收 油 ( 罐 车 计 量 ) 库 存 管 理 ( 油 罐 计 量 ) 发 放 ( 发 油 计 量 ) 等 过 去 主 要 是 依 靠 人 工 进 行 收 油 和 油 罐 计 量, 发 放 是 人 工 抄 写 流 量 计 读 数 通 过 填 写 铁 路 12 张 统 计 报 表, 实 现 收 存 发 的 过 程 管 理 油 库 自 动 计 量 的 方 法 是 : 给 油 罐 装 上 液 位 温 度 传 感 器, 测 量 信 息 接 入 油 罐 自 动 计 量 设 备 (PAC), 形 成 库 区 信 息 处 理 单 元 加 装 发 放 自 动 计 量 设 备 (PAC), 形 成 发 放 信 息 处 理 单 元 上 油 点 会 有 一 些 不 常 使 用 的 简 易 加 油 机, 为 了 节 约 成 本, 对 这 些 加 油 机 加 装 燃 油 发 放 监 测 设 备 (PAC), 形 成 发 放 信 息 监 测 单 元, 一 个 监 测 单 元 可 以 监 测 8 台 加 油 机 的 流 量 和 温 度 人 工 计 量 主 要 起 到 对 自 动 仪 表 的 校 验 和 设 备 故 障 后 的 应 急 处 理 人 工 输 入 不 会 增 加 工 作 量, 因 为 可 以 系 统 帮 助 完 成 极 其 繁 杂 的 计 算 过 去 人 工 计 算 需 要 专 业 人 员 花 很 长 的 时 间 来 完 成, 现 在 当 场 就 可 以 得 到 计 算 结 果 了 人 工 输 入 可 以 通 过 任 何 配 备 浏 览 器 的 计 算 机 或 直 接 在 库 区 信 息 处 理 单 元 的 PAC 设 备 上 进 行 所 有 信 息 通 过 铁 路 内 部 的 OA 网 连 接 到 CROSS 信 息 平 台 信 息 处 理 单 元 具 备 数 据 采 集 通 讯 控 制 计 算 管 理 功 能 ; 具 备 为 远 程 提 供 数 据 库 服 务 Web 服 务 和 网 络 通 讯 功 能 ; 具 备 完 全 独 立 现 场 作 业 功 能 因 为 现 场 数 据 采 集 与 上 层 平 台 采 用 无 缝 连 接, 整 个 底 层 作 业 从 收 油 库 存 发 放 到 盘 点 的 所 有 计 量 实 现 一 体 化 管 理, 所 以 计 量 结 果 达 到 了 可 信 可 靠 可 控 可 追 溯 抗 抵 赖 的 要 求 这 套 系 统 采 用 了 PAC 设 备, 不 仅 降 低 了 系 统 造 价, 整 个 系 统 结 构 也 变 得 简 单 了, 安 装 调 试 使 用 都 非 常 方 便 过 去 类 似 的 系 统, 光 机 房 服 务 器 和 人 机 终 端 设 备 配 置 就 是 一 笔 不 小 的 开 支 29

33 PAC 库 区 信 息 处 理 单 元 : PAC 发 放 信 息 处 理 单 元 同 样 采 用 泓 格 的 WinPAC-8441 PAC, 良 好 地 解 决 了 这 些 问 题 系 统 没 有 上 下 位 机 的 概 念, 控 制 和 管 理 全 部 在 一 个 设 备 上 另 外, 只 要 网 络 畅 通, 能 及 时 将 发 放 信 息 送 达 库 区 信 息 处 理 单 元 和 CROSS 信 息 平 台 PAC 发 放 信 息 监 测 单 元 是 对 不 经 常 使 用 的 燃 油 出 口 的 流 量 计 进 行 监 测 当 流 量 发 生 时, 发 放 信 息 监 测 单 元 及 时 将 流 量 信 息 送 达 CROSS 信 息 平 台 和 库 区 信 息 处 理 单 元 用 户 可 以 通 过 网 络 完 成 业 务 流 程, 其 目 的 是 降 低 成 本 PAC 库 区 信 息 处 理 单 元 的 I/O 主 要 包 括 : [RS- 485] 液 位 仪 ( 含 温 度 );[RS-232] 环 境 温 度 ;[ 开 关 量 ] 进 油 泵 出 油 泵 喷 淋 泵 巡 更 柱 等 油 库 没 有 出 口 流 量 计, 它 的 消 耗 量 是 发 放 信 息 处 理 / 监 测 单 元 通 过 网 络 提 供 给 的 库 区 信 息 处 理 单 元 具 备 强 大 的 数 据 / 图 形 处 理 数 据 库 管 理 数 据 通 讯 服 务 Web 服 务 等 功 能 满 足 库 区 的 信 息 采 集 设 备 控 制 ( 油 泵 起 停 ) 数 据 加 工 ( 计 量 计 算 ) 业 务 管 理 等 库 区 信 息 处 理 单 元 的 内 部 结 构 非 常 简 单, 就 是 一 个 泓 格 的 WinPAC-8441 高 性 能 PAC 以 及 I-8K 系 列 模 块 通 过 I/O 模 块 来 连 接 相 关 的 传 感 器 PAC 发 放 信 息 处 理 单 元 & 发 放 信 息 监 测 单 元 PAC 发 放 信 息 监 测 单 元 采 用 泓 格 的 I-8431 PAC, 采 集 燃 油 出 口 的 流 量 和 温 度, 每 个 单 元 可 以 采 集 8 路 出 油 口 该 单 元 直 接 设 置 人 机, 操 作 人 员 通 过 网 络 访 问 CROSS 平 台 提 供 的 虚 拟 机 油 机 管 理 界 面 完 成 发 放 作 业 所 需 的 完 整 信 息 这 但 对 于 那 些 于 不 经 常 使 用 的 发 放 口 已 经 足 够 了 CROSS 系 统 软 件 : 泓 格 WinPAC 系 列 控 制 器 采 用 WINDOWS CE 5.0 操 作 系 统, 支 持 数 据 库 操 作 支 援 Web Server 功 能, 提 供 SDK 开 发 包, 便 于 用 户 使 用 VB.NET C# 等 工 具 来 开 发 自 己 的 应 用 程 序 以 下 几 幅 图 片 分 别 是 CROSS 系 统 中 PAC 控 制 器 上 的 软 件 图 片 PAC 发 放 单 元 分 为 发 放 信 息 处 理 单 元 和 发 放 信 息 监 测 单 元 PAC 发 放 信 息 处 理 单 元 具 有 完 整 的 发 放 计 量 计 算 业 务 管 理 泵 阀 控 制 等 功 能 铁 路 燃 油 发 放 与 普 通 的 汽 车 加 油 站 有 所 不 同, 它 除 了 计 量 外 还 要 记 录 每 笔 发 放 对 象 的 详 细 信 息, 如 : 流 量 计 起 始 数 完 成 数 机 车 号 司 机 姓 名 日 期 发 放 密 度 等 等 这 就 要 求 处 理 单 元 具 有 良 好 的 人 机 界 面 另 外, 由 于 铁 路 加 油 机 的 流 量 非 常 大, 过 冲 量 的 控 制 关 阀 时 防 止 水 锤 现 象 等 都 有 较 高 的 要 求 30

34 现 场 图 片 : 燃 油 发 放 & 库 区 管 理 演 示 以 下 是 燃 油 加 注 系 统 图 片 : 通 过 上 述 图 片 可 以 看 出, 无 论 是 动 态 显 示 界 面 还 是 复 杂 的 运 算 WinPAC 控 制 器 都 可 以 很 高 效 的 完 成 相 关 操 作 再 加 上 泓 格 科 技 提 供 丰 富 的 SDK 以 及 DEMO 程 序 可 以 很 快 速 的 开 发 好 软 件 系 统 31

35 后 记 由 泓 格 科 技 PAC 组 建 的 CROSS 系 统 和 传 统 模 式 相 比, 省 去 IPC 的 成 本 另 外 WinPAC 控 制 器 提 供 VGA 接 口,USB 接 口, 只 需 要 接 一 块 触 摸 屏 就 可 以 实 现 现 场 的 人 机 功 能 WinPAC 控 制 器 无 风 扇, 无 硬 盘, 支 持 SDHC 作 为 存 储 介 质, 可 以 用 来 存 储 现 场 资 料, 另 外 与 操 作 系 统 分 离 的 独 特 的 设 计, 即 使 控 制 器 的 操 作 系 统 崩 溃, 资 料 也 不 会 丢 失 控 制 器 本 身 带 有 两 个 以 太 网 口, 以 及 多 个 串 口 用 户 可 选 择 多 种 接 入 网 络 方 式 扩 充 灵 活, 适 应 性 强 WinPAC 系 列 产 品 提 供 4 或 8 个 插 槽 供 用 户 使 用 不 同 的 I/O 模 块 包 括 : 模 拟 量 I/O 模 块, 开 关 量 I/O 模 块, 计 数 器 模 块, 运 动 控 制 模 块, 多 串 口 模 块, 特 殊 功 能 模 块 等 可 以 直 接 采 集 压 力, 温 度, 液 位 等 状 态. WinPAC 控 制 器 采 用 全 工 业 设 计, 导 轨 安 装 方 式 及 接 线 端 子 10-30V DC 宽 电 压 供 电 方 式, 方 便 工 业 现 场 安 装 使 用 并 保 证 WinPAC 安 全 稳 定 工 作 另 外 其 -25 ~ 75 C 的 宽 温 标 准, 能 够 满 足 不 同 温 度 环 境 的 需 求. 泓 格 科 技 的 PAC 产 品 作 为 现 场 控 制 兼 数 据 采 集 服 务 器, 不 但 使 整 个 系 统 管 理 直 接 网 络 化 而 且 与 原 来 方 案 比 较, 而 且 大 大 节 省 了 成 本, 稳 定 运 行, 降 低 故 障 发 生 几 率 得 到 了 用 户 的 认 可 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 产 品 型 号 规 格 描 述 WP 槽 主 控 制 器 I 槽 主 控 制 器 I 口 RS232 扩 展 模 块 I-87017W 8 通 道 模 拟 量 采 集 模 块 I-87024W 4 通 道 模 拟 量 输 出 模 块 I-8040W 32 通 道 开 关 量 输 入 模 块 I-8041W 32 通 道 开 关 量 输 出 模 块 32

36 高 速 列 车 车 载 设 备 前 言 CANopen 是 一 种 架 构 在 CAN bus 网 络 上 的 通 讯 协 议, 已 广 泛 的 应 用 在 各 种 嵌 入 式 控 制 系 统 例 如, 工 业 机 械 控 制 车 辆 控 制 系 统 工 厂 自 动 化 医 疗 设 备 控 制 大 楼 自 动 化 远 程 数 据 收 集 和 监 控 环 境 监 测 等 等 具 有 8 通 道 隔 离 型 DO 输 出 与 8 通 道 隔 离 型 DI 输 入 的 CAN-2054C 提 供 经 济 的 CANopen 从 站 解 决 方 案, 可 以 被 运 用 在 不 同 架 构 上, 例 如 PNP, NPN,TTL,relay contact 等 等 的 架 构 这 个 模 块 符 合 CiA 的 CANopen 标 准 规 范, 并 遵 循 DS-301 规 范 4.02 版 与 DSP-401 规 范 2.1 版 不 仅 通 过 CiA CANopen Conformance Test 软 件 的 验 证, 让 用 户 能 安 心 的 将 CAN-2054C 安 装 于 任 何 CANopen 网 络 上, 也 提 供 符 合 标 准 的 EDS 档 案, 藉 由 这 个 档 案, 用 户 可 以 非 常 容 易 的 应 用 CAN-2054C 于 任 何 标 准 的 CANopen 主 站 接 口 其 中, 在 泓 格 ipac,winpac,linpac,xpac 上, 透 过 与 泓 格 公 司 I-8120W /I CANopen 主 端 接 口 的 搭 配, 更 可 以 满 足 用 户 不 同 的 需 求 并 快 速 建 立 一 个 CANopen 的 网 络 系 统 更 可 通 过 泓 格 特 有 的 多 种 协 议 转 换 模 块, 将 现 有 设 备 快 速 转 换 为 CANopen 设 备, 实 现 快 速 升 级 关 键 字 CANopen 协 议 车 载 数 据 总 线 协 议 转 换 器 分 布 式 I/O ViewPAC 嵌 入 式 控 制 器 概 要 CAN 总 线 CAN 总 线 是 新 一 代 的 通 讯 网 络, 它 提 供 高 安 全 等 级 和 高 效 的 即 时 控 制 更 具 有 错 误 侦 测 及 优 先 权 判 别 机 制 在 这 样 的 机 制 下, 网 络 通 讯 的 传 输 变 得 更 加 可 靠 和 有 效 除 此 之 外,CAN 亦 提 供 多 主 站 构 架, 特 别 适 合 在 主 系 统 或 者 子 系 统 下 提 供 更 完 整 的 智 慧 型 网 络 设 备, 如 智 能 传 感 器 等 定 制 增 强 的 产 品 规 格 为 了 满 足 铁 路 行 业 和 车 载 设 备 的 特 殊 要 求, 泓 格 对 所 有 供 应 车 载 应 用 的 产 品, 都 进 行 有 针 对 性 的 升 级 和 完 备 的 测 试, 以 确 保 产 品 可 以 在 低 温, 震 动 等 极 端 环 境 下 可 靠 工 作 震 动 测 试 CANopen CANopen 是 一 种 以 CAN 总 线 为 基 础 的 应 用 层 协 议, 广 泛 应 用 于 车 辆 工 程, 机 械 制 造, 楼 宇 自 动 化, 医 疗 设 备, 舰 载 设 备 等 领 域 在 每 一 个 CANopen 节 点 下, 它 不 但 允 许 以 广 播 的 方 式 传 递 讯 息, 更 可 以 以 点 对 点 的 方 式 收 发 资 料 在 CANopen 网 络 管 理 功 能 中 简 化 了 专 案 的 开 发 此 外, 使 用 者 经 由 CANopen 的 几 倍 装 置 结 构 来 执 行 及 诊 断 网 络 的 开 始 与 错 误 管 理 在 相 同 的 网 络 下, 任 何 一 项 CANopen 的 设 备 都 能 有 效 地 沟 通, 取 得 I/O 状 态 及 节 点 状 态 CANopen 主 站 单 元 泓 格 科 技 提 供 多 种 接 口 CANopen 主 站 规 格, 可 33

37 低 温 工 作 测 试 的 通 讯 协 议 在 列 车 一 开 始 组 合 的 同 时, 主 站 就 能 以 搜 寻 的 方 式 确 认 目 前 从 站 的 数 量 与 位 置 此 时 由 列 车 长 透 过 ViewPAC 的 画 面 确 认 目 前 各 车 厢 是 否 有 异 常 状 况 或 报 警 出 现 若 发 现 任 何 的 报 警 讯 息, 立 刻 请 维 修 工 人 直 接 到 该 列 车 进 行 详 细 的 检 测 如 果 所 有 列 车 一 切 工 作 正 常, 再 以 ViewPAC 的 触 控 屏 幕 点 选 需 要 开 启 电 源 的 车 厢, 进 行 各 车 厢 的 电 源 控 制 而 各 个 从 站 一 旦 连 上 CANopen 网 络 后, 立 即 接 受 主 站 的 控 制 指 令, 实 时 进 行 控 制 车 箱 电 源 开 关 监 控 及 故 障 警 报 的 检 测 与 发 布 所 检 测 的 各 种 状 态 直 接 透 过 CANopen 网 络 回 传 至 主 站 并 显 示 于 ViewPAC 的 画 面 上 当 列 车 需 要 维 修 或 测 试 时, 维 修 工 人 可 以 藉 由 2P2T 的 开 关 将 DO 的 回 路 切 换 成 手 动 测 试 回 路, 以 便 于 系 统 测 试 后 记 车 载 电 源 监 控 系 统 架 构 与 需 求 在 本 应 用 架 构 中, 系 统 为 一 长 度 不 超 过 16 节 车 厢 的 列 车 首 先, 客 户 提 出 的 需 求 是 希 望 能 在 列 车 头 驾 驶 室 中 提 供 一 个 带 有 人 机 接 口 的 主 站, 让 列 车 长 能 监 测 到 各 车 厢 的 报 警 并 控 制 各 车 厢 的 电 源 其 次, 当 维 修 工 人 需 要 进 行 维 修 时, 希 望 能 由 自 动 控 制 模 式 切 换 成 手 动 测 试 模 式 最 后, 系 统 的 成 本 必 须 有 所 考 虑, 主 站 的 体 积 也 必 须 有 所 限 制 为 此, 建 议 客 户 主 站 采 用 ViewPAC+I , 放 置 在 列 车 头 驾 驶 舱 的 位 置 由 于 驾 驶 舱 的 空 间 有 线, 以 ViewPAC+I 这 种 轻 巧 型 又 带 有 触 控 屏 幕 人 机 接 口 的 控 制 器 而 言 是 最 适 合 不 过 的 而 每 个 从 站 采 用 单 一 一 个 CAN-2054C, 放 置 在 各 车 厢 中 作 为 控 制 车 厢 电 源 与 接 收 警 报 的 设 备 由 于 CAN-2054C 属 于 独 立 式 CANopen 远 程 DI/DO 模 块 因 此, 每 车 厢 只 需 要 配 置 一 个 即 能 符 合 客 户 需 求, 如 此 一 来 大 幅 降 低 了 整 个 系 统 开 发 的 成 本 由 于 CANopen 总 线 的 安 全 可 靠, 及 开 放 灵 活 的 构 架, 在 新 建 的 高 速 铁 路 机 车 及 地 铁 车 组 上 得 到 了 越 来 越 多 的 应 用 泓 格 科 技 CAN 总 线 产 品 凭 借 其 优 越 性 能 及 产 品 背 后 强 大 的 研 发 能 力, 不 断 地 为 高 性 能 机 车 的 国 产 化 做 出 贡 献 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 规 格 描 述 VP-25W1 ViewPAC 控 制 器 5.6 寸,WinCE5.0 I CANopen 主 站 卡 8 通 道 隔 离 数 字 量 输 出 CAN-2054C 8 通 道 隔 离 数 字 量 输 入 模 块 I-7232D Modbus 到 CANopen 协 议 转 换 器 系 统 运 作 模 式 整 个 架 构 采 CANopen 通 讯 协 议 进 行 通 讯 CANopen 具 备 有 CAN 的 主 动 传 输 高 可 靠 度 与 多 项 错 误 检 测 机 制, 是 一 种 适 合 应 用 在 各 种 车 辆 上 34

38 地 铁 杂 散 电 流 监 测 系 统 前 言 地 铁 杂 散 电 流 主 要 是 对 地 铁 四 周 的 埋 地 金 属 管 道 电 缆 金 属 铠 装 外 皮 以 及 车 站 和 区 间 隧 道 主 体 结 构 中 的 钢 筋 发 生 电 化 学 腐 蚀, 它 不 仅 能 缩 短 金 属 管 线 的 使 用 寿 命, 而 且 还 会 降 低 地 铁 钢 筋 混 凝 土 主 体 结 构 的 强 度 和 耐 久 性, 甚 至 酿 成 灾 难 性 的 事 故 所 以 监 测 地 铁 杂 散 电 流 有 非 常 重 要 的 意 义 关 键 字 PAC I-7000 轨 道 交 通 离 散 电 流 检 测 低 成 本 方 案 概 要 北 京 未 来 10 年 内, 北 京 轨 道 交 通 将 以 每 年 40 公 2005 年 建 成 天 津 业 已 开 工 的 地 铁 一 号 线 是 天 津 市 十 五 期 间 投 资 规 模 最 大 的 一 项 城 市 基 础 设 施 工 程, 全 长 26.2 公 里, 计 划 用 4 年 时 间 建 成 据 悉, 天 津 市 将 在 2010 年 前 修 建 6 条 共 计 153 公 里 的 地 铁 南 京 2002 年 11 月 9 日, 南 京 地 铁 奥 体 中 心 站 正 式 开 工 总 投 资 8000 多 万 元 深 圳 地 铁 一 期 工 程 将 于 2003 年 底 建 成 通 车, 近 中 期 目 标 是 建 设 4 条 地 铁 和 4 条 轻 轨 线, 总 投 资 达 500 多 亿 元 人 民 币 沈 阳 2002 年 9 月, 全 长 21.6 公 里 的 沈 阳 地 铁 一 号 线 工 程 总 体 建 设 方 案 确 定, 目 前, 总 体 招 标 工 作 已 经 展 开 杭 州 该 市 将 于 明 年 兴 建 的 地 铁 一 号 线, 总 长 约 52 公 里 上 海 十 五 期 间, 上 海 将 投 资 千 亿 元 人 民 币, 新 建 轨 道 交 通 200 多 公 里 哈 尔 滨 该 市 轨 道 交 通 一 期 工 程 可 行 性 研 究 报 告 已 经 通 过 中 国 国 际 工 程 咨 询 公 司 专 家 组 的 评 估, 该 项 目 长 14.4 公 里, 总 投 资 45.2 亿 元, 平 均 每 公 里 造 价 2.5 亿 元 里 的 速 度 增 长, 到 2008 年 轨 道 交 通 里 程 将 达 到 300 公 里, 市 区 计 划 铺 设 地 铁 线 20 条 因 此, 在 今 后 的 20 至 30 年 内, 北 京 市 轨 道 交 通 建 设 的 年 投 资 额 约 为 100 亿 元, 到 2020 年, 北 京 轨 道 交 通 的 总 里 程 将 超 过 1000 公 里 目 前, 正 建 设 的 有 八 通 线 城 铁 东 线 五 号 线 四 号 线 十 号 线 奥 运 支 线 和 机 场 客 运 专 线 广 州 经 审 批 同 意 的 三 号 线 总 投 资 约 为 153 亿 元, 平 均 造 价 4.3 亿 元 / 公 里, 预 期 2005 年 建 成 ; 二 号 线 全 长 23 公 里, 预 计 2003 年 年 底 通 车 ; 四 号 线 和 五 号 线 也 在 规 划 中 到 2010 年, 全 长 近 130 公 里 的 5 条 线 将 构 成 广 州 轨 道 交 通 网 络 另 据 悉, 佛 山 南 海 广 州 共 同 投 资 100 亿 元 建 设 广 佛 地 铁, 预 计 青 岛 该 市 地 铁 规 划 总 长 度 114 公 里, 近 期 将 选 建 设 全 长 16 公 里 的 南 北 线, 预 计 总 投 资 5 亿 美 元 灵 活 快 速 的 数 据 采 集 系 统 μpac 是 泓 格 最 早 推 出 的 PAC 产 品 系 列, 自 1998 年 推 出 以 来, 已 被 广 泛 应 用 在 各 种 领 域 上, 它 不 仅 是 独 立 的 控 制 器, 也 可 以 作 为 核 心 计 算 单 元, 通 信 控 制 器, 还 可 以 嵌 入 到 各 式 OEM 产 品 里, 使 用 μpac 来 建 构 系 统 与 产 品, 可 以 显 著 缩 短 开 发 周 期 并 有 效 降 低 成 本 μpac 凭 借 其 将 外 形 小 巧 与 功 能 强 大 完 美 集 成 的 优 秀 品 质, 已 经 成 为 系 统 集 成 与 产 品 开 发 商 的 最 佳 选 择 μpac-7186e 产 品 是 泓 格 科 技 在 其 标 志 性 的 I-7188 系 列 基 础 上 的 升 级 产 品, 不 仅 在 硬 件 规 格 上 有 很 大 提 升, 软 件 支 持 和 易 用 性 方 面 也 做 了 相 当 多 的 改 进 35

39 I-7000 采 用 DCON 协 议, 使 用 RS-485 总 线, 采 用 问 答 式 的 通 讯, 以 简 单 的 ASCII 码 的 格 式, 方 便 进 行 调 试 和 编 程, 也 可 以 很 容 易 的 和 其 他 协 议 进 行 相 互 转 换, 融 入 现 有 自 动 化 系 统 中 监 测 系 统 框 图 M-7000 系 列 产 品 支 持 Modbus 协 议, 可 以 轻 松 与 SACDA 软 体,HMI 设 备 及 各 种 支 持 Modbus 协 议 的 主 站 相 整 合 系 统 要 求 及 硬 件 组 成 作 为 最 常 见 的 防 腐 蚀 检 测 系 统, 本 系 统 配 备 了 现 场 触 摸 屏, 方 便 巡 检, 同 时 触 摸 屏 作 为 数 据 中 心, 将 现 场 数 据 实 时 的 发 送 到 数 据 中 心, 并 作 本 地 的 数 据 存 储 一 旦 数 据 发 生 异 常, 可 以 立 刻 安 排 巡 检 并 及 时 处 理 由 于 杂 散 电 流 的 数 量 级 非 常 小, 需 要 专 业 设 备 进 行 检 测 首 先 将 杂 散 电 流 传 感 器 预 埋 入 铁 轨 沿 线, 然 后 将 杂 散 电 流 传 感 器 信 号 引 入 安 放 于 每 个 车 站 的 监 测 系 统 电 器 柜 中, 每 个 车 站 大 约 处 理 20 个 杂 散 电 流 传 感 器 信 号, 经 过 监 测 系 统 电 器 柜 处 理 统 计 后 的 数 据 通 过 触 摸 屏 显 示 出 来 供 现 场 参 考, 并 定 期 通 过 Ethernet 上 传 计 算 机 中 心 存 储, 供 以 后 参 考 及 分 析 后 记 这 套 基 于 μpac 控 制 器 和 M-7000 分 布 式 数 据 采 集 模 块 的 方 案, 构 架 简 单, 性 能 稳 定, 且 比 较 传 统 构 架, 大 量 降 低 了 成 本 目 前 已 在 上 海 地 铁 多 条 线 路 上 实 施, 取 得 良 好 效 果 在 应 用 中 使 用 的 是 专 业 的 杂 散 电 流 检 测 传 感 器 将 杂 散 电 流 变 送 为 电 压 信 号 使 用 M-7017R 进 行 数 据 采 集, 每 20 个 离 散 电 流 传 感 器 为 一 组 I-7188XB 作 为 嵌 入 式 的 控 制 核 心, 汇 总 并 处 理 传 感 器 数 据, 如 果 数 据 异 常, 则 通 过 M-7060D 的 继 电 器 输 出 报 警 信 号 同 时 与 触 摸 屏 链 接, 实 现 本 地 的 组 态 显 示, 并 通 过 触 摸 屏 将 本 地 信 号 上 传 到 数 据 中 心 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 规 格 描 述 I-7188XB μpac 控 制 器 40MHz,MiniOS7 M-7017R 8 通 道 模 拟 量 采 集 模 块 M-7060D 4 通 道 继 电 器 输 出 4 通 道 隔 离 数 字 量 输 入 模 块 36

40 基 于 ZigBee 产 品 的 车 间 无 线 监 控 系 统 前 言 系 统 架 构 图 如 下 图 所 示 : 随 着 技 术 的 进 步, 现 在 工 业 车 间 里 已 经 有 越 来 越 多 的 现 代 化 设 备, 极 大 的 提 升 了 生 产 效 率 但 是 在 效 率 提 升 的 同 时 也 使 得 现 在 车 间 的 环 境 越 来 越 恶 劣, 各 种 各 样 的 干 扰 源 严 重 影 响 着 我 们 正 常 的 监 控 线 路 在 温 度 压 力 湿 度 震 动 噪 声 和 电 磁 等 因 素 时 刻 都 可 能 发 生 变 化 的 情 况 下, 利 用 一 般 的 网 络 技 术 来 组 建 监 控 系 统, 可 能 会 因 为 实 时 性 不 够 强 灵 敏 度 较 小 延 迟 大 距 离 短 可 靠 性 较 低 受 环 境 限 制 明 显 等 缺 陷, 无 法 全 面 实 时 有 效 地 实 现 安 全 监 控 而 随 着 微 电 子 技 术 数 字 技 术 网 络 和 通 信 技 术 的 飞 速 发 展, 无 线 传 感 器 网 络 以 其 成 本 低 组 网 灵 活 受 地 理 环 境 限 制 少 隐 蔽 性 强 无 人 值 守 等 优 点, 逐 渐 成 为 监 控 系 统 的 首 选 在 无 线 传 感 器 网 络 中, 低 速 率 短 距 离 的 ZigBee 技 术 是 无 线 通 信 的 首 选 技 术 之 一 本 设 计 以 确 保 布 线 简 单, 安 全 实 时 监 控 为 出 发 点, 运 用 ZigBee 技 术, 以 泓 格 无 线 通 信 模 块 ZB-2550 ZB-2551 为 基 础, 配 合 泓 格 μpac 系 列 控 制 器, 以 及 I-7000 系 列 模 块 对 工 厂 车 间 各 工 位 的 工 作 状 态 进 行 监 控 关 键 字 该 方 案 采 用 泓 格 科 技 总 线 型 高 性 能 μpac 系 列 控 制 器 μpac-7186ex 作 为 主 控 器, 现 场 工 位 的 按 钮 信 号 采 集 和 LED 报 警 灯 控 制 采 用 RS-485 分 布 式 控 制 模 块 I-7055D 来 实 现 车 间 现 场 与 管 理 室, 主 任 室, 库 房 的 通 信 采 用 泓 格 ZigBee 系 列 短 距 离 无 线 通 信 模 块 来 实 现 μpac-7186ex 不 仅 能 完 成 工 位 按 钮 输 入 信 号 的 采 集, 控 制 LED 多 层 警 示 灯, 发 送 信 息 给 管 理 室 主 任 室 库 房 的 LED 看 板, 同 时 还 可 以 将 生 产 现 场 的 状 态 进 行 一 定 时 间 的 保 存, 除 现 有 构 架 检 修 工 位 的 输 入 外, 该 处 理 器 已 预 留 用 于 生 产 车 间 全 部 工 位 状 态 输 入 接 口 车 间 主 站 系 统 框 图 如 下 所 示 : ZigBee I-7000 μpac 无 线 车 间 监 控 系 统 架 构 本 系 统 是 某 机 车 厂 转 向 架 车 间 的 整 体 监 控 系 统 整 个 车 间 现 有 8 个 工 作 流 程, 每 个 工 作 流 程 都 是 分 开 工 作 集 中 监 控 的 此 监 控 系 统 要 保 证 每 个 流 程 能 够 正 常 运 行, 同 时 还 要 把 缺 料 报 警 状 态 等 信 息 有 效 传 递 给 管 理 人 员 和 生 产 辅 助 人 员 需 要 监 测 的 状 态 分 为 : 正 常 缺 料 报 警 三 种 情 况 当 现 场 出 现 设 备 异 常 或 缺 料 的 情 况, 生 产 工 人 按 下 相 应 按 钮, 此 时 现 场 的 LED 多 层 警 示 灯 显 示 相 应 颜 色 作 为 警 示, 与 此 同 时, 此 信 息 要 传 递 给 库 房 主 任 室 管 理 室 的 LED 看 板 LED 看 板 将 此 状 态 信 息 以 文 字 的 形 式 显 示 出 来 以 提 示 管 理 室, 库 房 工 作 人 员 对 此 工 位 工 作 状 态 作 出 反 应 由 于 生 产 车 间 的 布 线 条 件 和 强 电 磁 干 扰 等 因 素, 车 间 里 各 工 位 的 状 态 显 示 需 通 过 无 线 方 式 传 递 到 库 房 主 任 室 和 管 理 室, 并 以 有 线 方 式 控 制 各 工 位 的 指 示 灯 从 站 系 统 管 理 室 框 图 如 下 所 示 : 车 间 主 站 由 按 钮 开 关,LED 多 层 报 警 灯,I- 7055D 数 字 量 输 入 输 出 模 块,uPAC-7186EX 控 制 器,ZB-2550 无 线 发 射 模 块 等 几 部 分 组 成 主 要 是 对 现 场 信 号 的 采 集, 通 过 ZB-2550 模 块 把 相 关 的 信 息 传 递 到 从 站 系 统 管 理 室 ZB RS232 Led 显 示 屏 控 制 卡 LED 信 息 显 示 看 板 37

41 从 站 设 备 管 理 室 主 要 是 把 前 端 传 递 过 来 的 信 息 显 示 到 LED 看 板 上 主 要 由 ZigBee 从 设 备 ZB- 2551,LED 显 示 屏 控 制 卡,LED 显 示 屏 组 成 主 任 室 与 库 房 的 系 统 框 图 与 管 理 室 系 统 框 图 一 致, 均 接 收 现 场 主 设 备 ZB-2550 发 送 的 信 息 监 控 系 统 所 使 用 产 品 介 绍 : 主 控 制 器 主 控 器 采 用 μpac-7186ex 控 制 器, 外 形 大 约 仅 有 手 掌 般 大, 对 于 小 型 自 动 控 制 系 统 来 说, 其 控 制 器 件 体 积 小, 为 用 户 集 成 系 统 省 下 更 多 的 空 间 和 资 源 ; 控 制 器 功 耗 低, 通 常 在 2-3W 的 电 源 功 率 消 耗, 控 制 器 以 电 脑 构 架 为 基 础, 功 能 强 大, 计 算 能 力, 数 据 处 理 存 储 能 力 突 出 产 品 带 以 太 网 口, 内 建 多 串 口 设 计, 让 μpac-7186ex 不 仅 可 以 连 接 外 部 设 备 与 仪 表, 也 可 以 轻 易 的 连 接 各 式 总 线 模 块, 可 以 轻 松 的 实 现 模 拟 量 开 关 量 运 动 温 度 压 力 的 控 制 I-7055D 实 时 的 对 工 位 按 钮 信 号 进 行 采 集, 并 通 过 RS-485 发 送 至 μpac-7186ex, 经 过 计 算 处 理 后, 通 过 串 口 发 送 命 令 给 ZB-2550,ZB-2550 以 无 线 方 式 分 别 发 送 信 息 给 管 理 室, 主 任 室 和 库 房 的 ZB 同 时 μpac-7186ex 需 要 发 送 指 令 给 I-7055D, I-7055D 得 到 指 令 后 发 出 DO 信 号 驱 动 LED 警 示 灯 管 理 室, 主 任 室, 库 房 的 ZigBee 从 模 块 ZB 在 接 收 到 ZigBee 主 模 块 ZB-2551 的 信 号 后, 通 过 串 口 将 接 收 到 的 命 令 发 送 给 与 各 自 连 接 的 LED 控 制 卡,LED 控 制 卡 根 据 指 令 控 制 LED 显 示 屏 显 示 相 关 信 息 目 前 该 车 间 只 实 现 了 一 个 工 位 的 监 控, 预 计 不 久 增 加 其 他 7 个 工 位 的 信 息 采 集, 增 加 一 个 工 位 只 需 增 加 一 个 带 DI/O 的 ZigBee 从 模 块 ZB-2060 与 现 场 的 ZigBee 主 设 备 ZB-2550 通 信 增 加 工 位 的 系 统 框 图 如 下 : 现 场 信 号 采 集 与 输 出 模 块 数 字 量 输 入 输 出 模 块 采 用 I-7055D 模 块,I- 7055D 具 有 8 路 输 入,8 路 输 出,8 路 输 入 刚 好 完 成 构 架 检 修 工 位 四 组 按 扭 和 8 个 开 关 量 输 入 的 采 集,8 路 输 出 使 用 其 中 的 3 路 完 成 LED 多 层 警 示 灯 的 控 制 I- 7055D 与 μpac-7186ex 控 制 器 采 用 RS-485 总 线 连 接 短 距 离 无 线 通 信 模 块 无 线 通 信 模 块 采 用 泓 格 ZB-2550 和 ZB-2551,ZB 和 ZB-2551 为 简 单 的 主 从 架 构,ZB-2550 是 主 端 (Host), 而 ZB-2551 是 从 端 (Slave), 以 一 传 一 收 的 方 式, 就 可 完 成 ZigBee 的 通 讯 传 输 另 外 ZigBee 包 含 加 入 (join) 及 离 开 (leave) 网 络 的 机 制, 此 特 性 可 以 让 使 用 者 在 日 后 若 需 要 其 他 ZB-2551 时, 可 轻 易 的 以 无 线 的 方 式 增 加 任 何 一 个 想 要 通 讯 的 设 备 上 述 3 种 泓 格 模 块 构 建 了 整 个 系 统 的 控 制 核 心, 再 搭 配 LED 显 示 板 可 以 做 到 整 个 信 息 的 实 时 显 示 系 统 原 理 : 系 统 软 件 设 计 : 本 系 统 选 用 的 μpac-7186ex 控 制 器, 内 置 泓 格 于 1998 年 自 主 研 发 的 有 知 识 产 权 的 MiniOS7 操 作 系 统, 它 兼 容 DOS 系 统, 但 与 常 规 DOS 系 统 相 比, 具 有 上 电 启 动 时 间 短 ( 小 于 0.1S) 更 低 的 资 源 消 耗, 更 快 的 看 门 狗 响 应 内 置 硬 件 诊 断 功 能 μpac-7186ex 支 持 C 语 言 编 程, 用 户 可 以 选 择 多 种 开 发 平 台 来 进 行 开 发 泓 格 公 司 还 提 供 了 大 量 的 库 函 数 及 范 例 程 序 源 代 码, 能 够 帮 助 客 户 快 速 建 立 一 个 具 有 TCP/IP 和 串 口 通 讯 能 力 的 嵌 入 式 系 统 本 系 统 采 用 BC++4.5 开 发 环 境, 采 用 C 语 言 编 程, 完 成 了 通 过 RS-485 口 进 行 数 据 采 集, 通 过 RS- 232 口 进 行 数 据 传 输 以 及 数 据 运 算 的 功 能 现 场 图 片 : 放 置 在 管 理 室 的 LED 显 示 屏 控 制 卡 与 现 场 的 智 能 型 控 制 器 μpac-7186ex 进 行 数 据 交 换,μPAC- 7186EX 通 过 RS485 通 讯 接 口 与 现 场 数 据 采 集 模 块 (I-7055D 模 块 ) 进 行 通 讯, 实 现 按 钮 信 号 的 采 集 与 LED 警 示 灯 控 制 μpac-7186ex 与 ZigBee 模 块 ZB 通 过 RS232 通 信 接 口 进 行 通 信, 将 采 集 到 的 信 号 通 过 无 线 方 式 发 送 出 去 38

42 方 便 实 现 系 统 扩 展, 为 系 统 变 更 或 升 级 留 有 空 间 泓 格 μpac 控 制 器 本 身 提 供 有 2 个 串 口, 可 方 便 进 行 组 网, 并 提 供 X 扩 展 板 方 式, 对 于 由 于 新 增 功 能 或 新 增 设 备 而 导 致 监 控 系 统 配 置 变 更, 优 势 巨 大 控 制 器 提 供 加 密 功 能, 保 密 用 户 工 艺 信 息 及 知 识 产 权 μpac 控 制 器 提 供 64 位 唯 一 的 硬 件 序 列 号, 可 以 保 密 客 户 程 序 信 息 如 一 些 特 殊 工 艺 流 程 和 算 法, 用 户 可 以 通 过 硬 件 序 列 号 的 功 能, 加 密 此 程 序, 从 而 有 效 的 保 护 公 司 机 密 本 地 数 据 保 存 掉 电 保 持 实 时 时 钟 防 止 数 据 丢 失 μpac 有 本 地 存 储 的 EEPROM SRAM, 可 以 保 存 本 地 需 要 存 储 的 一 些 数 据, 并 且 具 有 掉 电 保 持 功 能, 即 使 在 停 电 的 情 况 下 也 能 够 将 一 些 重 要 的 数 据 进 行 存 储, 同 时 配 合 实 时 时 钟 功 能, 为 后 期 精 确 分 析 事 故 原 因 和 发 生 时 间, 提 供 了 重 要 的 判 断 依 据 双 看 门 狗 功 能, 增 强 系 统 稳 定 可 靠 性 μpac 控 制 器 和 I/O 均 自 带 的 双 看 门 狗 功 能 ( 硬 件 看 门 狗 和 软 件 看 门 狗 ), 硬 件 看 门 狗 在 IO 模 块 出 现 故 障 时 进 行 复 位 重 启, 软 件 看 门 狗 能 在 系 统 死 机 情 况 下, 快 速 自 启, 提 高 了 系 统 的 可 靠 性 和 稳 定 性 后 记 该 方 案 采 用 了 泓 格 科 技 网 络 型 μpac 智 能 可 编 程 控 制 器 做 为 主 控 器, 将 RS-485 网 络 与 无 线 ZigBee 网 络 完 美 的 结 合 起 来, 并 且 充 分 的 考 虑 到 未 来 工 厂 监 控 点 增 多 和 同 外 部 ( 如 集 团 公 司 联 网 ) 联 网 通 讯 的 要 求 系 统 特 点 : 灵 活 的 组 网 能 力 本 系 统 采 用 开 放 式 的 架 构, 增 加 一 个 工 位 的 控 制 只 需 增 加 一 个 带 DI/O 的 ZigBee 从 模 块 即 可 将 新 的 工 位 并 入 监 控 网 络 该 方 案 还 有 一 个 特 点 就 是 全 部 选 用 了 目 前 主 流 的 LED 显 示 屏 看 板 系 统, 具 有 显 示 直 观, 可 视 范 围 广, 控 制 器 件 少, 维 护 非 常 方 便, 对 恶 劣 现 场 的 抗 干 扰 能 力 强, 使 用 寿 命 长 的 特 点, 美 观 明 亮 的 显 示 效 果, 大 大 的 提 升 了 工 厂 监 控 的 可 视 性 和 前 瞻 性 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 强 大 的 通 讯 及 扩 展 能 力 泓 格 科 技 μpac 属 于 模 块 化 结 构 的 产 品, 它 除 了 本 身 自 带 的 2 串 口, 还 可 以 根 据 用 户 的 需 求, 进 行 多 串 口 的 扩 展, 而 不 必 去 做 硬 件 和 软 件 大 量 的 更 改 工 作, 在 通 讯 上 为 用 户 提 供 了 更 大 的 选 择 和 扩 展 空 间 μpac-7186ex I-7055D ZB-2550 ZB-2551 嵌 入 式 可 编 程 控 制 器 16 路 数 字 量 采 集 模 块 ZigBee 主 站 模 块 ZigBee 从 站 模 块 39

43 基 于 ipac 在 立 体 车 库 上 的 应 用 内 容 提 要 近 几 年, 随 着 人 民 生 活 水 平 的 提 高, 及 汽 车 价 格 的 下 调 汽 车 数 量 不 断 增 长 可 是 如 果 你 住 在 较 老 的 小 区, 会 发 现 买 车 容 易 停 车 难 中 心 城 区 就 更 不 用 说, 停 车 难 已 到 了 刻 不 容 缓 的 地 步 在 寸 土 寸 金 的 市 中 心, 特 别 是 宾 馆 商 场 购 物 中 心 等 车 辆 集 中 的 地 区, 只 有 向 空 中 向 地 下 发 展, 建 造 相 当 数 量 的 立 体 停 车 库 已 是 必 不 可 少 本 案 例 使 用 泓 格 的 ipac 控 制 器 作 为 核 心, 搭 配 相 关 采 集 模 块 来 实 现 对 整 个 立 体 车 库 的 监 控 整 个 项 目 设 计 新 颖, 控 制 系 统 先 进 可 以 真 正 达 到 高 效 安 全 稳 定 的 项 目 要 求 关 键 字 ipac 立 体 车 库 PAC I 立 体 车 库 车 辆 无 处 停 放 的 问 题 是 城 市 的 社 会 经 济 交 通 发 展 到 一 定 程 度 产 生 的 结 果, 立 体 停 车 设 备 的 发 展 在 国 外, 尤 其 在 日 本 已 有 近 30~40 年 的 历 史, 无 论 在 技 术 上 还 是 在 经 验 上 均 已 获 得 了 成 功 我 国 也 于 90 年 代 初 开 始 研 究 开 发 机 械 立 体 停 车 设 备, 距 今 已 有 十 年 的 历 程 由 于 很 多 新 建 小 区 内 住 户 与 车 位 的 配 比 为 1:1, 为 了 解 决 停 车 位 占 地 面 积 与 住 户 商 用 面 积 的 矛 盾, 立 体 机 械 停 车 设 备 以 其 平 均 单 车 占 地 面 积 小 的 独 特 特 性, 已 被 广 大 用 户 接 受 立 体 车 库 与 地 下 车 库 相 比 可 更 加 有 效 地 保 证 人 身 和 车 辆 的 安 全, 人 在 车 库 内 或 车 不 停 准 位 置, 由 电 子 控 制 的 整 个 设 备 便 不 会 运 转 应 该 说, 机 械 车 库 从 管 理 上 可 以 做 到 彻 底 的 人 车 分 流 在 地 下 车 库 中 采 用 机 械 存 车, 还 可 以 免 除 采 暖 通 风 设 施, 因 此, 运 行 中 的 耗 电 量 比 工 人 管 理 的 地 下 车 库 低 得 多 机 械 车 库 一 般 不 做 成 套 系 统, 而 是 以 单 台 集 装 而 成 这 样 可 以 充 分 发 挥 其 用 地 少 可 化 整 为 零 的 优 势, 在 住 宅 区 的 每 个 组 团 中 或 每 栋 楼 下 都 可 以 随 机 设 立 机 械 停 车 楼 这 对 眼 下 车 库 短 缺 的 小 区 解 决 停 车 难 的 问 题 提 供 了 方 便 条 件 立 体 车 库 从 外 形 及 功 能 上 大 体 分 为 以 下 几 类 : 升 降 横 移 类 垂 直 升 降 类 简 易 升 降 类 平 面 移 动 类 垂 直 循 环 类 巷 道 堆 垛 类 水 平 循 环 类 多 层 循 环 类 等 目 前, 应 用 比 较 多 的 是 升 降 横 移 类, 技 术 相 对 简 单 一 个 最 简 单 的 立 体 车 库 系 统, 通 常 由 6 个 车 位 组 成, 分 上 下 两 层,6 个 车 位 只 能 停 5 辆 车, 留 一 个 空 位 作 为 横 移 空 挡 以 7 个 车 位 为 例 说 明 从 上 层 3 号 车 位 存 ( 取 ) 车 工 作 原 理 : 车 主 输 入 正 确 的 存 ( 取 ) 车 密 码 ; 首 先 下 层 4 6 号 车 位 同 时 向 右 横 移,6 号 横 移 至 空 位,4 号 横 移 至 6 号 位, 然 后 3 号 车 位 下 降 至 下 层 4 号 位 ; 车 主 即 可 把 自 己 车 辆 驶 上 ( 驶 出 )3 号 车 位, 存 ( 取 ) 车 完 成 后, 延 时 60s,3 号 车 位 板 自 动 上 升 至 原 来 的 位 置, 然 后 4 6 号 车 位 板 复 位 每 个 横 移 车 位 对 应 一 个 行 程 开 关, 开 关 状 态 为 1 时 表 示 此 时 车 位 到 位, 为 0 时 表 示 车 位 没 有 到 位, 根 据 行 程 开 关 的 状 态 可 判 别 出 横 移 车 位 是 否 到 位 每 个 升 降 车 位 对 应 一 个 上 定 位 行 程 开 关 和 一 个 下 定 位 行 程 开 关, 根 据 行 程 开 关 的 状 态 可 判 别 升 降 车 位 板 的 位 置 自 动 运 行 过 程 中, 根 据 行 程 开 关 的 状 态 控 制 接 触 器 触 点 的 通 断, 进 而 控 制 电 机 的 运 行 和 停 止 泊 位 开 关 用 来 检 测 车 位 板 上 是 否 停 有 车 辆, 其 实 质 是 一 个 镜 面 反 射 的 光 电 开 关, 工 作 原 理 是 : 该 车 位 板 上 停 有 车 辆 时, 泊 位 开 关 处 于 1 状 态 ; 车 位 板 上 无 车 辆 时, 泊 位 开 关 处 于 0 状 态, 根 据 泊 位 开 关 的 状 态 可 知 ipac 对 应 输 入 点 的 状 态, 远 程 监 控 中 心 上 位 计 算 机 根 据 Modbus/TCP 通 讯 协 议 可 读 出 ipac 寄 存 器 状 态, 从 而 监 控 立 体 停 车 库 的 泊 位 状 态 停 车 状 况 等 系 统 架 构 本 系 统 主 要 是 采 用 由 远 程 控 制 中 心 和 本 地 控 制 台 两 部 分 组 成 远 程 监 控 中 心 具 有 系 统 管 理 员 功 能, 可 查 看 车 库 泊 位 状 态 ( 即 车 位 上 是 否 停 有 车 辆 ), 修 改 存 取 车 辆 的 密 码, 并 实 时 监 控 下 位 控 制 器 的 运 行 状 态 本 地 控 制 台 放 置 一 台 HMI 触 摸 屏, 下 位 为 泓 格 ipac, 大 部 分 通 过 DI/O 信 号 来 判 断 存 储 车 辆 和 车 位 是 否 到 位 或 故 障 等, 并 控 制 电 机 运 转 完 成 车 辆 的 存 取 工 作 行 程 开 关 判 别 横 移 车 位 板 或 升 降 车 位 板 是 否 到 位, 泊 位 开 关 判 别 车 位 板 上 是 否 停 有 车 辆, 光 电 开 关 判 别 存 入 的 车 辆 是 否 超 高 超 长, 并 有 安 全 保 护 作 用, 接 触 器 用 来 直 接 控 制 电 机 的 运 动, 指 示 灯 可 方 便 车 主 根 据 指 示 灯 状 态 ( 前 进 后 退 运 行 故 障 等 ), 方 便 存 取 车 辆 40

44 来 读 取 控 制 器 中 的 接 点 信 息 和 其 数 据 寄 存 器 中 的 内 容, 实 现 数 据 采 集, 监 视 运 行 状 态 的 功 能 ; 同 时 RS -232 可 直 接 与 HMI 触 摸 屏 进 行 通 讯 I/O 扩 展 方 便 灵 活, 可 根 据 输 入 输 出 的 点 数 的 多 少 选 择 控 制 器 I/O 扩 展 单 元 根 据 I/O 点 数 输 入 输 出 信 号 特 点 输 出 驱 动 能 力 等 要 求, 选 择 泓 格 的 I 和 I 配 上 方 便 的 接 线 端 子 板 即 可 满 足 设 计 要 求 I 控 制 器 编 程 方 式 多 样, 可 以 用 C 语 言 以 及 ISaGRAF 来 进 行 程 序 的 开 发 本 系 统 I 控 制 器 的 程 序 是 使 用 ISaGRAF 开 发 的 I 控 制 器 编 程 方 式 多 样, 可 以 用 C 语 言 以 及 ISaGRAF 来 进 行 程 序 的 开 发 本 系 统 I 控 制 器 本 系 统 I 控 制 器 的 程 序 是 使 用 ISaGRAF 开 发 的 ISaGRAF 支 持 IEC 五 种 PLC 语 言 的 软 件, 包 含 顺 序 式 功 能 图 (SFC) 阶 梯 图 (LD) 功 能 方 块 图 (FBD) 结 构 化 文 字 (ST) 及 指 令 集 (IL) 等 五 种 语 法, 另 外 它 也 支 持 第 六 种 PLC 语 法 - 流 程 图 语 言 (FC) 搭 配 泓 格 提 供 的 DEMO 程 序, 客 户 很 快 就 开 发 好 了 控 制 系 统 后 记 本 系 统 控 制 核 心 选 取 的 是 泓 格 I 控 制 器, 泓 格 科 技 I 的 控 制 器 因 其 较 高 的 性 价 比 受 到 用 户 的 青 睐 在 本 地 用 户 通 过 控 制 器 可 以 使 用 HMI 对 车 位 进 行 实 际 操 作, 同 时 在 远 程 监 控 中 心 可 以 对 立 体 车 库 进 行 观 察 和 管 理 泓 格 I 控 制 器 的 强 大 功 能 使 的 制 造 商 在 系 统 组 建, 程 序 开 发 等 上 更 为 轻 松 用 户 在 管 理 和 维 护 上 更 加 简 单, 业 主 停 车 更 为 方 便 有 效 我 们 相 信 随 着 社 会 的 进 步 以 及 技 术 的 不 断 发 展, 立 体 车 库 的 推 广 力 度 也 将 越 来 越 大, 泓 格 PAC 产 品 的 应 用 也 将 越 来 越 多! 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 产 品 型 号 规 格 描 述 I 槽 主 控 制 器 I-8040W 32 通 道 开 关 量 输 入 模 块 I 控 制 器 具 有 一 个 以 太 网 口 多 个 串 口, 可 由 上 位 计 算 机 根 据 Modbus/TCP 通 讯 协 议, I-8041W 32 通 道 开 关 量 输 出 模 块 41

45 Motion 应 用 案 例 PCB 水 平 式 湿 膜 涂 布 机 前 言 完 整 PCB 制 程 大 概 分 为 16 个 项, 每 一 个 制 程 都 有 其 特 殊 的 特 性 要 求 及 做 法, 除 了 整 个 生 产 制 程 中 有 各 种 不 同 的 环 境 要 求 ( 温 度 / 湿 度 / 粉 尘 / 耐 酸 碱.. 等 ), 而 且 好 坏 环 境 差 异 很 大, 所 以 一 个 完 整 的 PCB 制 程 是 需 要 考 虑 多 种 因 素, 然 而 相 关 制 程 资 料 的 收 集 更 是 PCB 制 程 中 很 重 要 的 信 息 关 键 字 Motion PCB 涂 布 机 PAC W-8831 系 统 说 明 本 次 PAC 机 台 控 制 主 要 是 应 用 于 PCB 湿 制 程 设 备 中 防 焊 处 理 的 水 平 式 湿 膜 涂 布 机, 此 机 台 为 前 段 续 推 出 以 PAC(Programmable Automation Controller) 为 控 制 核 心 架 构 的 控 制 器 后, 机 台 设 备 商 开 始 思 考 如 何 将 原 来 传 统 PLC 机 台 设 备 引 入 到 PAC 控 制 核 心, 将 PAC 所 特 有 PC-Based 特 性 ( 高 速 核 心 运 算 网 络 通 讯 及 VGA 显 示 等 整 合 功 能 ) 以 及 具 备 PLC 高 可 靠 度 及 稳 定 度 的 特 性 带 入 机 台 设 备 由 于 有 了 高 整 合 度 的 PAC 控 制 核 心 加 上 原 有 PLC 的 机 台 设 备 商 所 拥 有 的 专 业 知 识, 再 加 上 产 品 生 产 成 本 的 考 虑 等 因 素, 促 使 这 些 生 产 设 备 的 厂 商 有 了 显 著 不 同 的 机 台 变 化 创 新 开 发 复 合 机 台, 在 传 统 的 PLC 和 CNC 机 台 设 备 上 实 现 了 整 合 性 功 能 及 人 机 接 口 的 美 化 而 且 能 降 低 机 台 设 备 的 开 发 成 本, 因 此 制 造 设 计 的 设 备 商, 开 始 往 PLC 的 另 一 个 新 纪 元 PAC 控 制 核 心 方 向 来 思 考 未 来 的 机 台 PCB 制 程 的 一 个 关 键, 因 此 很 多 前 制 程 的 制 程 数 据 将 会 于 此 站 统 整 而 原 先 此 部 份 机 台 设 备 多 数 是 以 PLC 为 主 要 的 控 制 核 心, 所 以 在 集 中 制 程 相 关 资 料 并 不 是 一 个 容 易 的 事 件 而 PLC 主 要 是 以 可 靠 度 及 稳 定 度 为 主 要 诉 求, 而 这 也 是 此 类 机 台 一 直 维 持 没 被 PC-Based 化 的 主 因, 不 过 近 年 来 各 PLC 大 厂 陆 PCB 水 平 式 湿 膜 涂 布 机 特 性 须 求 由 于 PCB 板 的 制 程 现 在 皆 是 流 程 化 的 规 格, 所 以 此 机 台 的 进 料 口 会 结 合 前 制 程 的 出 料 口, 且 由 于 PCB 板 有 各 种 不 同 的 尺 寸, 所 以 当 机 台 进 料 后 到 进 入 下 一 制 程, 整 个 过 程 中 都 必 须 要 有 手 动 及 全 自 动 的 转 换 操 作 功 能, 更 新 制 程 温 度 入 送 料 速 度 及 任 42

46 何 异 常 履 历 纪 录 等 等 功 能 都 是 此 设 备 的 主 要 核 心, 而 以 往 设 备 制 造 商 的 开 发 人 员 皆 是 使 用 PLC 核 心 的 设 计 开 发 机 台, 所 以 事 前 的 规 划 设 计 及 配 电 人 员 的 沟 通 以 及 设 备 出 场 后 的 维 护 都 是 整 合 上 的 一 大 挑 战, 此 外, 就 成 本 上 来 推 测 若 加 上 人 机 接 口 的 费 用 那 么 此 机 台 的 造 价 都 不 低 且 将 来 要 再 修 改 人 机 接 口 时 也 不 是 件 容 易 之 事, 更 别 想 说 要 做 到 制 程 数 据 的 整 合 功 能 ; 于 是 PAC 的 这 些 核 心 功 能 促 使 设 备 商 对 PAC 有 了 很 高 的 期 待, 再 加 上 每 个 设 备 制 造 商 都 不 愿 于 主 机 技 术 上 落 后 于 别 人, 因 此 PAC 潮 流 即 将 在 机 台 设 备 开 发 业 中 成 为 主 流! 解 决 方 案 由 于 希 望 能 将 前 后 制 程 的 相 关 数 据 可 以 统 一 整 合, 并 且 达 成 数 据 的 建 立 及 储 存, 所 以 相 关 的 通 讯 整 合 是 很 重 要 的, 而 这 一 部 份 正 是 PLC 最 不 容 易 解 决 的 问 题, 由 泓 格 科 技 所 提 供 的 PAC 其 在 定 位 上 是 属 于 PLC+PC-Based 的 结 合, 因 此 对 于 此 一 整 合 上 的 需 求 更 是 可 以 轻 而 易 举 的 达 成 ; 不 仅 如 此 我 们 更 再 此 特 定 的 PAC 控 制 器 内 植 入 了 EzProg-I 的 各 项 软 体 工 具, 提 供 客 户 在 机 台 设 计 上 有 更 方 便 更 快 速 的 机 台 软 件 建 制 设 计 开 发 工 具, 在 EzConfig I/O 规 划 后, 即 可 从 主 控 制 程 序 设 计 与 配 线 测 试 同 步 进 行 到 最 后 验 证 测 试 ; 泓 格 科 技 更 提 供 了 一 个 相 关 的 人 机 接 口 开 发 软 体 EzHMI, 其 支 持 机 台 设 备 设 计 者 可 以 很 简 单 且 有 弹 性 的 方 式 设 计 出 属 于 自 己 的 人 机 接 口, 而 人 机 接 口 的 扩 充 也 可 以 很 快 速 的 完 成 泓 格 科 技 产 品 介 绍 泓 格 科 技 (ICP DAS) 的 MachineAutomation WinCon (W-8331-GM1 /W-8731-GM1) 为 WinCE 嵌 入 式 系 统 上 的 一 种 高 性 能 智 能 型 PAC ( 可 程 序 自 动 化 控 制 器 ) 内 建 Windows CE 实 时 作 业 系 统, 并 支 持 泓 格 自 行 研 发 的 EzProg-I 的 整 合 性 高 及 完 备 的 强 大 功 能 软 件 套 件 可 灵 活 易 用 的 结 合 Microsoft evc++ 软 件 设 计 工 具 :EzProg-I 含 有 三 个 使 用 于 WinCon 的 工 具 及 4 个 使 用 于 PC 开 发 端 的 开 发 API 界 面, 可 与 Microsoft EVC++ 完 全 整 合 使 用 Machine Automation WinCon(W-8331-GM1/W-8731-GM1) 持 EzProg-I, 拥 有 超 强 的 3 个 等 级 各 8 个 的 Multitasking 功 能 及 独 步 的 EzConfig 的 前 置 规 划 机 台 I/O 配 置 点 的 特 色, 能 快 速 设 计 出 完 备 且 大 型 的 实 时 多 任 务 PAC 工 控 系 统 Machine Automation WinCon 支 持 EzHMI 的 8 个 activex 组 件 ( 可 作 多 层 多 页 的 人 机 界 面 ), 经 由 EzCore 整 合 EzHMI 及 EzConfig 的 功 能, 对 于 HMI 设 计 者 程 式 设 计 者 及 现 场 I/O 配 线 人 员 提 供 了 一 个 共 同 语 言 平 台 及 软 硬 件 结 合 的 强 大 整 合 性 功 能, 为 低 成 本 高 效 能 的 选 择, 拥 有 元 件 继 承 功 能, 导 入 容 易, 并 同 时 可 支 持 8 种 Unicode 的 多 国 语 言 呈 现 人 机 界 面 再 搭 配 触 控 屏 幕 (GA-700YY-UOM/USB) 更 是 最 佳 工 业 级 HMI 自 动 化 系 统, 此 外 由 于 WinCon 使 用 的 是 与 PC 一 般 的 标 准 VGA 界 面, 因 此 对 于 将 来 的 人 机 扩 充 增 添 了 更 高 的 自 由 性 功 能 : 支 持 EzProg-I 完 整 开 发 软 件 套 件 : EzConfig: 直 接 于 WinCon 系 统 上 规 划 系 统 上 之 I/O 工 具 EzHMI:PC 端 开 发 人 机 界 面 之 ActiveX 组 件 EzCore: 整 合 EzConfig/EzHMI 的 核 心 引 擎 EzLib: 整 合 MFC 下 的 相 关 绘 图 的 界 面 各 型 数 据 转 换 及 参 数 ( 配 方 ) 档 案 存 取 EzVCE: 远 程 连 结 程 序 标 准 AES 锁 码 功 能 : 整 WinCon 硬 件 编 号 + 软 件 开 发 者 的 编 码 =AES key CFG Tool: 可 设 定 TCP/IP & Telnet 密 码 及 可 调 整 内 存 的 分 配 内 键 EzProg-I 的 3 等 级, 每 等 级 各 有 8 个 线 程, 快 速 达 成 Multitasking 多 任 务 处 理 具 备 EzConfig 的 系 统 I/O 事 前 规 划 功 能 内 建 支 持 EzHMI 人 机 显 示 器 可 视 化 功 能 多 种 I/O 选 择 内 建 多 界 面 连 接 端 口 内 键 FRAM(128K) 可 支 持 断 电 保 存 变 量 与 内 存 内 建 1 个 COM2:RS 个 COM3:RS-485 支 持 单 以 太 网 連 接 端 口 系 统 架 构 比 较 传 统 架 构 ( 人 机 接 口 +PLC 核 心 ) vs 泓 格 科 技 (ICP DAS) PAC 架 构 (WinCon+TouchPanel+I- 8094F+ FRnet DI/O): 泓 格 科 技 架 构 图 特 点 说 明 泓 格 科 技 利 用 通 讯 整 合 能 力 将 变 频 马 达 控 43

47 制 由 AI/AO 控 制 转 为 通 讯 控 制, 改 善 了 设 备 设 计 者 因 为 配 电 及 电 力 环 境 造 成 的 模 拟 干 扰 问 题 泓 格 科 技 的 PAC 具 备 了 标 准 PC 的 VGA 能 力, 并 且 提 供 了 EzHMI ActiveX 组 件 开 发 工 具 包, 除 了 简 化 机 台 设 计 者 开 发 人 机 接 口 的 难 度, 同 时 省 下 了 人 机 接 口 开 发 的 高 成 本, 使 原 来 的 人 机 接 口 不 但 变 大 且 更 美 观, 并 将 原 本 使 用 PLC 系 统 所 开 发 将 近 100 页 复 杂 的 人 机 接 口 操 作 程 序 简 化 为 约 30 页 泓 格 科 技 于 PAC 控 制 器 植 入 的 EzConfig 软 件 工 具, 让 机 台 设 计 者 无 需 开 发 任 何 软 件, 即 可 以 利 用 EzConfig 做 到 事 前 各 种 I/O 点 的 规 划, 并 可 产 生 I/O 点 规 划 表 以 方 便 配 电 人 员 完 成 配 电, 并 可 立 即 做 实 体 测 试 ; 而 软 件 设 计 人 员 即 可 以 依 此 I/O 点 规 划 表 开 始 机 台 的 设 计 开 发, 当 两 者 皆 完 成 时 即 可 直 接 进 行 机 台 实 机 测 试, 减 少 了 软 硬 件 人 员 在 沟 通 上 的 问 题 泓 格 科 技 PAC 提 供 了 轴 控 模 块 一 般 I/O 模 块 及 FRnet 分 布 式 I/O 模 块 等, 可 满 足 客 户 在 设 计 机 台 设 备 时 的 需 求, 而 FRnet 分 布 式 I/O 模 块 更 可 以 减 化 配 电 成 本, 降 低 维 修 成 本 泓 格 科 技 的 PAC 具 有 通 讯 及 内 建 网 路 功 能, 可 以 实 现 建 立 数 据 库 管 理 的 上 下 位 结 合, 比 传 统 的 PLC 有 更 简 易 的 规 划 图 2: 泓 格 科 技 PAC 架 构 后 记 PCB 工 业 是 一 项 结 合 传 统 及 现 代 化 科 技 的 制 造 工 业, 他 是 所 有 科 技 研 发 的 基 石, 但 是 因 为 巿 场 的 转 变, 也 使 其 有 了 不 同 的 需 求, 这 也 是 近 年 来 很 多 传 统 产 业 的 变 革, 为 了 这 样 的 变 革, 其 引 发 了 生 产 工 厂 有 了 不 同 的 需 求, 相 对 的 也 让 机 台 设 备 商 有 了 不 同 的 体 认, 而 有 了 不 同 的 想 法, 再 加 上 目 前 的 一 些 PLC 大 厂 也 不 断 的 往 PAC 控 制 器 来 发 展, 因 此 可 见 PAC 将 是 继 PLC 之 后 的 另 一 个 控 制 器 潮 流, 而 此 潮 流 将 会 是 又 大 又 快, 在 此 巨 大 的 潮 流 中, 您 将 会 需 要 一 个 贴 近 您 的 控 制 器 供 货 商, 让 您 的 新 机 台 有 不 同 的 生 命, 而 泓 格 科 技 正 是 台 湾 厂 商 中 最 早 致 力 于 PAC 技 术 研 发 的 PAC 控 制 器 开 发 供 货 商, 我 们 的 努 力 及 成 果 是 有 目 共 睹 的, 也 期 望 在 PAC 潮 流 中 可 以 跟 各 位 业 界 先 进 一 同 合 作 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 规 格 描 述 W-8381-GM1 I-8172W I-8094/S I-8092F/S 运 动 控 制 专 用 WinCE 控 制 器 FRnet 总 线 1 口 可 编 程 通 讯 模 块 高 速 4 轴 运 动 控 制 模 块 高 速 2 轴 运 动 控 制 模 块 图 1: 传 统 PLC 架 构 44

48 GT-530 在 CNC 车 床 上 的 应 用 前 言 近 几 年 技 术 的 发 展 可 谓 突 飞 猛 进,CPU 的 运 算 速 度 也 不 断 的 提 升, 计 算 机 数 字 控 制 车 床 (CNC 车 床 ) 相 较 于 传 统 的 车 床 来 说, 有 着 高 加 工 效 率 高 加 工 精 确 度 可 加 工 复 杂 度 较 高 的 工 件 高 可 靠 度 与 自 动 化 等 等 的 特 点, 因 此 已 被 广 泛 应 用 在 各 种 零 件 模 具 的 加 工 与 制 造 人 力 去 人 工 监 督 也 会 增 加 生 产 的 成 本 系 统 整 体 架 构 与 运 行 方 式 : 系 统 原 来 的 架 构 如 图 所 示 另 一 方 面 传 统 的 有 线 传 输 在 复 杂 的 工 作 现 场 受 影 响 的 情 况 越 来 越 多, 不 利 于 工 业 控 制 而 采 用 无 线 传 输 的 形 式 进 行 数 据 的 交 互, 可 以 减 少 环 境 对 传 输 设 计 的 影 响 台 湾 台 中 某 CNC 车 床 制 造 商, 旗 下 产 品 主 要 外 销 至 欧 美 等 地, 由 于 当 地 人 力 工 资 相 当 昂 贵, 因 此 常 常 发 生 CNC 机 床 故 障 时, 现 场 没 有 人 员 能 够 立 即 处 置 造 成 产 线 闲 置 产 能 下 降 的 问 题 客 户 选 择 了 泓 格 公 司 的 ET-7051 以 太 网 I/O 模 块 导 入 警 报 监 控 系 统, 搭 配 泓 格 公 司 M2M 产 品 GT- 530, 在 警 报 发 生 的 同 时, 透 过 短 消 息 的 方 式, 联 络 相 关 人 员 进 行 处 理, 如 此 不 但 可 以 大 幅 提 升 CNC 机 床 的 利 用 率 并 增 加 产 能 降 低 人 事 成 本 从 而 实 现 了 经 济 高 效 率 的 CNC 车 床 系 统 关 键 字 M2M GT-530 CNC 车 床 ET-7051 系 统 介 绍 CNC( 数 控 机 床 ) 是 计 算 机 数 字 控 制 机 床 (Computer numerical control) 的 简 称, 是 一 种 由 程 序 控 制 的 自 动 化 机 床 该 控 制 系 统 能 够 逻 辑 地 处 理 具 有 控 制 编 码 或 其 他 符 号 指 令 规 定 的 程 序, 通 过 计 算 机 将 其 译 码, 从 而 使 机 床 执 行 规 定 好 了 的 动 作, 通 过 刀 具 切 削 将 毛 坯 料 加 工 成 半 成 品 成 品 零 件 使 用 者 往 往 将 规 划 好 的 工 件 样 式 透 过 CNC 软 件 产 生 G-code, 之 后 交 由 CNC 控 制 器 进 行 处 理 然 后 对 于 各 轴 与 平 台 下 达 相 对 应 的 命 令 以 进 行 高 速 切 削 的 动 作, 直 到 工 件 成 形 为 止 从 开 始 切 削 到 工 件 完 成, 通 常 需 要 花 费 数 小 时 的 时 间 如 果 CNC 机 床 在 工 作 过 程 中 发 生 故 障 或 因 某 些 原 因 导 致 停 机 而 此 时 没 有 工 作 人 员 在 旁 实 时 发 现 实 时 处 置, 会 导 致 加 工 不 能 正 常 进 行, 从 而 使 CNC 机 床 工 作 闲 置, 增 加 成 本 而 在 连 续 工 作 的 几 个 小 时 的 过 程 中, 如 果 增 加 原 系 统 架 构 由 PLC 控 制 器 组 成 CNC 控 制 系 统 PLC 控 制 器 来 检 测 设 备 运 行 的 状 况,PLC 控 制 器 可 以 触 发 DO 信 号 当 警 报 或 错 误 发 生 的 同 时, 会 由 PLC 触 发 一 个 DO 信 号, 从 而 点 亮 机 床 的 警 示 灯, 由 操 作 人 员 立 即 进 行 处 理 CNC 机 台 原 系 统 发 生 警 报 时 流 程 图 : PLC 控 制 器 上 述 监 控 方 式 有 2 个 问 题 : 报 警 灯 工 作 人 员 第 一 该 系 统 无 法 进 行 警 报 的 纪 录 与 管 理, 这 样 会 对 管 理 造 成 一 些 影 响, 管 理 人 员 没 有 办 法 看 到 整 个 机 床 整 体 的 运 行 状 况 第 二 这 种 方 式 对 于 CNC 设 备 来 说 可 靠 性 比 较 低, 他 无 法 及 时 的 通 知 操 作 工 人 如 果 发 生 故 障 的 时 候 操 作 人 员 没 有 看 到 警 报 灯 就 无 法 及 时 修 复 CNC 机 床, 从 而 降 低 系 统 的 运 行 效 率 考 虑 到 上 述 两 种 原 因, 客 户 需 要 对 原 系 统 进 行 改 造 考 虑 到 成 本 问 题, 改 造 不 能 对 原 系 统 做 太 大 的 变 动, 一 个 厂 区 往 往 有 多 台 CNC 机 床, 如 何 能 够 做 到 有 效 的 管 理 和 及 时 的 报 警 成 了 客 户 端 最 急 需 解 45

49 决 的 问 题 经 过 客 户 综 合 考 虑 最 终 选 择 了 泓 格 公 司 的 整 套 解 决 方 案 采 用 该 方 案 不 仅 能 整 合 记 录 整 个 厂 区 CNC 机 床 的 警 报 信 息, 也 能 做 到 及 时 的 报 警 另 一 方 面, 该 方 案 成 本 比 较 适 中, 性 价 比 高, 非 常 符 合 客 户 的 预 期 改 进 后 的 系 统 架 构 如 图 所 示 : 库 功 能, 方 便 数 据 的 存 储 机 床 监 控 端 由 泓 格 公 司 的 ET-7051 以 太 网 I/O 模 块 实 现,ET-7051 是 泓 格 公 司 推 出 的 基 于 以 太 网 的 数 字 量 采 集 模 块, 使 用 简 单 方 便 在 现 场 通 过 以 太 网 直 接 和 上 位 机 进 行 通 讯 机 床 的 报 警 功 能 采 用 泓 格 M2M 无 线 系 列 产 品 GT -530 来 实 现 GT-530 是 泓 格 公 司 推 出 的 一 款 经 济 型 本 系 统 由 3 部 分 组 成,PC 端 采 用 泓 格 公 司 提 供 的 简 易 图 控 软 件 EZ Data Logger 软 件 进 行 警 报 的 纪 录 与 管 理 该 软 件 是 泓 格 公 司 自 主 开 发 的, 不 需 要 编 程 能 力, 使 用 方 便 容 易 上 手 通 过 简 单 的 操 作 就 可 以 实 现 弹 性 化 的 画 面 与 模 块 规 划 实 时 数 据 趋 势 图 高 低 限 的 音 效 报 警 等 功 能 另 外 还 提 供 了 数 据 智 能 无 线 设 备, 他 支 持 GPRS/GSM 900/1800/1900 MHz 3 频, 除 了 本 身 具 备 DI 与 DO 外, 也 能 够 以 事 件 触 发 短 信 发 送 的 动 作 更 重 要 的 是, 其 操 作 方 便 的 特 性, 让 使 用 者 仅 需 要 透 过 Utlity 工 具 几 个 简 单 的 设 置 步 骤, 就 能 够 达 到 想 要 的 功 能 Utility 也 提 供 了 多 国 语 言, 方 便 使 用 者 使 用 46

50 通 过 以 上 3 部 分 的 改 造 使 得 系 统 更 加 健 全, 在 整 个 监 测 流 程 中 可 以 实 现 数 据 的 有 效 存 储 和 管 理 故 障 的 及 时 报 警 等 系 统 要 求 另 外 整 套 系 统 的 造 价 也 得 到 了 用 户 的 肯 定, 有 很 高 的 性 价 比 尤 其 对 故 障 报 警 部 分 的 改 造, 更 是 得 到 了 用 户 的 好 评 下 面 我 们 看 一 下 改 造 后 系 统 对 于 报 警 部 分 的 处 理 当 警 报 发 生 的 同 时,PLC 会 得 到 一 个 信 号 然 后 其 立 刻 将 信 号 传 递 给 GT-530, 之 后 GT-530 经 由 I/ O 映 射 的 方 式, 将 PLC 的 警 报 信 息 利 用 短 信 发 送 给 预 先 规 划 好 的 操 作 人 员 如 此 一 来, 当 CNC 机 床 警 报 发 生 时, 透 过 短 信 的 通 知, 操 作 人 员 一 样 能 够 立 即 赶 往 发 生 问 题 的 机 床 实 时 处 置 这 样 就 避 免 了 之 前 系 统 所 遇 到 的 问 题 改 造 后 系 统 发 生 警 报 时 流 程 图 : PLC 控 制 器 改 良 系 统 提 供 的 优 势 : PLC 控 制 器 GT-530 报 警 灯 工 作 人 员 通 过 整 套 泓 格 科 技 的 产 品 对 系 统 进 行 的 改 进, 可 以 提 高 系 统 的 稳 定 性 以 及 可 靠 性 通 过 ET-7051 以 I/O 映 射 的 方 式 整 合 警 报 信 息, 对 于 原 系 统 的 改 动 不 大 以 Modbus/TCP 的 方 式 收 集 所 有 警 报 信 息, 易 于 将 警 报 信 息 整 合 在 其 它 第 三 方 的 软 件 包 上, 而 且 整 个 采 集 过 程 不 需 要 做 太 多 的 开 发,ET-7051 直 接 支 持 Modbus/TCP 协 议 采 用 泓 格 EZ Data Logger 的 HMI 软 件 而 不 使 用 SCADA 软 件 包 EZ Data Logger 让 使 用 者 能 迅 速 建 立 警 报 信 息 管 理 系 统, 操 作 过 程 非 常 简 单, 不 需 要 太 多 的 编 程, 只 需 要 通 过 简 单 的 设 置 就 可 以 除 了 简 单 易 用 的 特 性 之 外, 又 能 降 低 系 统 建 置 成 本 透 过 信 息 管 理 系 统 的 建 置 使 得 多 个 CNC 机 床 仅 需 配 置 一 名 操 作 人 员, 除 了 降 低 人 事 成 本 之 外, 更 能 立 即 对 发 生 警 报 的 机 床 进 行 处 置, 增 加 CNC 机 床 的 使 用 率 对 于 仅 购 买 少 量 CNC 机 床 的 客 户 来 说, 建 置 控 制 中 心 并 不 符 合 经 济 效 益 利 用 泓 格 M2M 系 列 产 品 GT-530 的 短 信 发 报 功 能, 当 警 报 发 生 的 同 时, 再 以 短 信 的 方 式 通 知 操 作 人 员 即 刻 处 理, 可 以 做 到 真 正 的 实 时 报 警 对 于 传 统 的 看 灯 听 声 的 方 式 起 到 很 好 的 扩 展 作 用 除 了 及 时 报 警 之 外, 还 可 以 节 省 大 量 的 人 力 成 本, 无 须 为 每 个 机 床 皆 配 置 一 名 操 作 人 员 还 可 以 实 时 对 有 问 题 的 机 床 进 行 处 置, 让 加 工 的 程 序 能 继 续 进 行, 增 加 CNC 机 床 的 产 量 后 记 基 于 GPRS/GSM 网 络 的 监 控 系 统, 已 经 越 来 越 多 的 出 现 在 我 们 的 视 野 里 GPRS/GSM 无 线 传 输 方 式 覆 盖 面 广, 实 时 性 好, 传 输 速 率 高, 运 营 费 用 低, 支 持 IP 协 议 具 有 永 远 在 线 快 速 登 陆 按 量 计 费 高 速 传 送 安 全 可 靠 等 优 点, 无 论 是 在 高 山 无 人 值 守 站 还 是 在 油 田 油 井 监 测 塔 还 有 本 文 所 讲 述 的 CNC 监 控 机 房, GPRS/GSM 都 可 以 做 到 可 以 充 分 的 发 挥 其 优 势 泓 格 公 司 作 为 专 业 的 工 业 设 备 供 应 商, 在 这 个 领 域 耕 耘 了 多 年 提 供 多 种 GPRS/GSM 解 决 方 案, 方 便 您 在 不 同 场 合 进 行 使 用 不 论 是 小 型 的 单 一 的 监 控 系 统, 还 是 大 型 的 综 合 的 监 控 系 统 都 可 以 找 到 合 适 的 解 决 方 案 我 们 相 信 随 着 技 术 的 进 步 和 社 会 的 发 展, 在 未 来 会 有 更 多 的 基 于 GPRS/GSM 的 产 品 和 应 用, 方 便 人 们 的 生 活 本 案 例 所 使 用 的 泓 格 产 品 : 产 品 型 号 规 格 描 述 GT-530 智 能 型 短 信 报 警 控 制 器 ET-7017 基 于 以 太 网 的 16 路 DI 模 块 EZ Data Logger 简 易 图 控 软 件 47

51 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 前 言 随 着 高 科 技 的 进 步, 压 铸 产 品 对 质 量 的 要 求 也 愈 来 愈 高, 因 此 压 铸 机 性 能 要 求 也 必 须 跟 着 提 升, 才 能 生 产 出 品 质 较 佳 的 压 铸 产 品 而 在 压 铸 过 程 中, 射 料 速 度 压 力 以 及 射 料 的 温 度 等 因 素, 对 于 压 铸 产 品 的 质 量 有 很 大 的 影 响 在 过 去, 调 整 这 些 制 程 时 的 参 数 时, 必 须 靠 经 验 值 或 是 试 误 法 来 调 整 这 些 制 程 参 数 至 合 适 的 组 合, 以 达 到 压 铸 产 品 的 最 佳 质 量, 但 这 种 方 式 不 但 是 耗 费 时 间 且 耗 费 物 料 成 本 的 为 了 减 少 制 程 参 数 的 调 整 时 间 与 降 低 尝 试 时 的 物 料 成 本, 必 须 有 一 套 制 程 参 数 控 调 系 统 来 协 助 操 作 人 员 在 面 临 不 良 品 时, 能 迅 速 调 控 制 程 参 数, 以 提 高 压 铸 产 品 的 质 量 及 精 度 这 个 系 统 就 是 压 铸 机 的 射 料 检 测 系 统 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 压 铸 成 品 缺 陷 的 原 因 有 很 多, 较 常 见 的 有 : 铸 物 的 设 计 不 良 : 脱 模 料 度 肉 厚 形 状 顶 出 销 的 位 置 及 数 目 等 不 适 当 压 铸 机 及 其 机 械 条 件 不 适 当 : 射 出 力 不 足 柱 塞 速 度 直 径 及 铸 造 压 力 等 不 适 当 模 具 设 计 不 良 : 铸 模 对 合 研 磨 脱 模 斜 度 及 冷 却 水 路 的 设 计 不 良 铸 造 作 业 不 适 当 : 离 模 济 涂 布 量 铸 模 温 度 熔 汤 铸 入 温 度 等 不 适 当 冶 金 技 术 不 良 : 熔 解 保 热 不 适 当 关 键 字 PAC I-8000 W-8781 压 铸 机 射 料 检 测 压 铸 机 介 绍 压 铸 机 是 利 用 高 压 ( 油 压 ) 将 低 熔 点 之 熔 融 金 属 溶 液 以 高 速 压 入 金 属 模 穴 中 而 制 出 铸 件 产 品 的 一 种 机 械 压 铸 制 造 方 法 有 几 项 特 点 : 使 用 低 熔 点 合 金 金 属, 减 少 热 能 所 需, 降 低 工 作 时 间 及 成 本 使 用 金 属 模 具, 寿 命 长 且 成 品 尺 寸 误 差 小 射 出 速 度 高 且 时 间 短, 因 此 可 以 制 作 薄 壁 之 铸 件, 且 工 时 短, 适 合 大 量 制 造 生 产 合 金 熔 液 以 高 压 高 速 压 入 模 具 中, 因 此 铸 件 组 织 均 匀, 尺 寸 精 度 良 好 综 合 以 上 原 因, 排 除 铸 物 模 具 本 身 的 设 计 不 良 外, 大 部 分 铸 件 的 缺 陷 都 与 压 铸 时 的 温 度 压 力 及 速 度 等 因 素 有 着 相 当 大 的 关 系 所 以 必 须 有 一 套 系 统 来 协 助 操 作 人 员 控 调 这 些 制 程 参 数, 以 降 低 压 铸 成 品 的 缺 陷, 而 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 就 是 为 此 目 的 所 开 发 的 压 铸 机 射 料 检 测 系 统, 它 可 检 测 压 铸 机 射 料 速 度 与 作 用 压 力 大 小, 即 时 手 动 微 调 射 料 流 量 阀 相 互 作 动 关 联, 确 保 射 料 速 度 搭 配 液 压 油 压 力 来 产 生 高 质 量 压 铸 成 型 品 之 性 能 此 系 统 除 可 提 供 压 力 时 间 速 度 及 温 度 等 相 关 数 据 以 外, 另 外 提 供 最 佳 压 铸 条 件 的 配 方, 让 操 作 者 只 要 输 入 几 个 参 数, 系 统 会 自 动 演 算 并 提 供 最 佳 压 铸 条 件, 操 作 者 只 须 依 据 系 统 提 供 的 数 据, 就 能 轻 易 的 完 成 产 品 的 生 产 所 使 用 压 铸 机, 设 有 冷 却 系 统 使 熔 融 液 体 迅 速 冷 却, 遂 使 铸 件 结 晶 细 致 化, 使 其 具 有 良 好 之 机 械 性 质 射 料 检 测 系 统 技 术 组 合 图 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 的 硬 件 架 构 压 铸 机 WinCon: 主 要 为 处 理 从 I-8000 接 收 到 的 温 48

52 度 压 力 位 置 及 速 度 等 数 据, 经 过 计 算 处 理 后 各 曲 线 显 示 于 触 控 屏 幕 上 测 试 结 束 后 使 用 者 可 选 择 是 否 将 测 试 所 得 及 合 金 及 模 具 的 基 本 数 据 储 存 于 档 案 中 I-8000: 主 要 是 从 温 度 传 感 器 压 力 传 感 器 及 磁 器 传 感 器 收 集 数 据, 然 后 透 过 网 络 (TCP/IP) 的 功 能, 将 数 据 上 传 到 WinCon 做 数 据 的 处 理 触 控 屏 幕 : 主 要 为 显 示 WinCon 处 理 过 的 各 曲 线 信 息, 并 可 让 使 用 者 输 入 各 种 参 数, 作 为 使 用 者 与 WinCon 的 沟 通 接 口 温 度 传 感 器 :I-8017 可 透 过 温 度 传 感 器 来 收 集 压 铸 机 射 料 时 的 温 度 信 息 压 力 传 感 器 :I-8017 可 透 过 压 力 传 感 器 来 收 集 压 铸 机 射 料 时 的 压 力 信 息 磁 气 传 感 器 :I-8093W OEM1 透 过 厂 商 自 制 的 磁 气 感 应 棒, 利 用 磁 气 传 感 器 来 收 集 压 铸 机 射 料 时 的 位 置 信 息, 再 透 过 软 硬 件 来 估 算 出 速 度 EzProg-I 软 件 套 件 压 铸 机 射 料 系 统 的 软 件 是 应 用 了 泓 格 公 司 所 提 供 的 EzProg-I 软 件 套 件 来 开 发 的, 透 过 这 个 软 件 套 件, 用 户 简 化 了 许 多 在 evc++ 底 下 开 发 的 程 式 码, 相 对 了 节 省 了 许 多 开 发 的 时 程, 同 时 也 降 低 了 系 统 开 发 的 难 度 EzProg-I 是 泓 格 公 司 提 供 在 WinCon 上 开 发 应 用 程 序 的 一 个 软 件 套 件, 可 分 为 二 部 份, 一 为 PC 端 evc++ 开 发 套 件 (EzHMI/EzCore/ EzLIB), 另 一 为 MA Wincon 端 的 软 件 工 具 (EzConfig/CFG Tool/EzGo/EzMake): EzConfig: 直 接 于 WinCon 系 统 上 规 划 系 统 上 之 I/O 工 具 EzHMI:PC 端 开 发 人 机 界 面 之 ActiveX 组 件 EzCore: 整 合 EzConfig/EzHMI 的 核 心 引 擎 压 铸 机 射 料 系 统 的 软 件 流 程 使 用 者 输 入 合 金 及 模 具 的 基 本 资 料 系 统 根 据 用 户 输 入 的 数 据 计 算 出 最 佳 的 建 议 压 铸 配 方 当 使 用 者 开 始 测 试,WinCon 会 下 命 令 给 I- 8000, 请 I-8000 开 始 接 收 压 铸 机 射 料 时 的 温 度 压 力 及 位 置 WinCon 下 命 令 给 I-8000 的 同 时 也 开 始 等 待 I-8000 回 传 温 度 压 力 及 位 置 等 数 据 值 当 等 待 一 段 时 间 后 I-8000 无 响 应 时 则 显 示 联 机 逾 时 的 警 告, 同 时 结 束 等 待 接 收 数 据 的 状 态 如 果 WinCon 顺 利 从 I-8000 取 得 数 据, 则 开 始 处 理 数 据 并 将 温 度 压 力 及 速 度 的 曲 线 图 显 示 于 触 控 屏 幕 上 EzLib: 整 合 MFC 下 的 相 关 绘 图 的 界 面 各 型 数 据 转 换 及 参 数 ( 配 方 ) 档 案 存 取 EzGo: 设 定 Motion 组 态 的 公 共 工 具 EzMake:I-8094H 专 用 的 软 件 工 具, 主 要 为 程 序 编 辑 与 运 动 控 制 命 令 模 拟 EzProg-I 也 可 与 标 准 evc++ 之 套 件 混 用, 增 加 使 用 者 应 用 时 的 弹 性 关 于 由 位 置 来 估 算 速 度 的 原 理 由 数 字 位 置 来 估 测 系 统 速 度 的 方 法 有 许 多 : LPP:the Lines-Per-Period velocity estimator 是 最 简 单 的 固 定 时 间 速 度 估 测 器 The Reciprocal of themeasured Time (RT) velocityestimator 是 最 简 单 的 固 定 位 置 速 度 估 测 器 其 它 方 式, 例 如 TSE (TaylorSeries Expansion),BDE(Backward Difference Expan- 49

53 sion),lsf(least-squares Fit) 等 等 经 常 应 用 的 是 LPP 方 法 LPP 与 RT 估 测 器 在 数 学 上 是 等 效 的, 其 数 学 式 如 下 : 参 考 下 图, 图 (a) 表 示 LPP 估 测 法, 当 取 样 时 间 固 定 时, 比 如 说 1ms, 则 这 段 时 间 内 代 表 位 置 变 化 的 pulse 数 越 多, 则 受 到 数 字 化 后 的 位 置 舍 去 误 差 会 比 较 小 所 以 当 户 采 用 这 种 方 式 时, 必 须 选 定 高 析 度 的 传 感 器 来 使 用 才 不 致 于 产 生 太 大 的 噪 声 图 (b) 则 表 示 RT 估 测 法, 当 取 样 距 离 固 定 时, 比 如 说 1 mm, 则 这 段 时 间 内 代 表 时 间 变 化 的 tick 数 越 多, 则 受 到 数 字 化 后 的 时 间 舍 去 误 差 会 比 较 小 所 以 采 这 种 方 式 的 估 测 器 其 能 提 供 的 震 荡 频 率 越 高 越 好 块 具 有 100 MHz 的 震 荡 频 率 与 32bits 的 计 时 计 数 器, 可 以 应 用 在 宽 广 的 速 度 变 化 范 围 内 再 配 合 客 户 自 制 的 磁 气 感 应 棒, 透 过 磁 气 传 感 器 接 收 位 置 数 据, 利 用 RT 方 式 来 估 测 速 度, 来 达 到 取 得 压 铸 机 射 料 时 的 速 度 举 例 来 说, 磁 气 感 应 棒 的 刻 度 分 割 为 2mm, 假 设 机 器 高 速 运 行 时 可 达 5000 mm/s, 这 时 每 一 刻 度 都 可 读 到 的 ticks 数 为 40000, 误 差 才 为 2 ticks 以 下, 这 比 起 15-bit 分 辨 率 毫 不 逊 色, 比 较 低 速 时 的 估 测 准 确 度 更 不 用 说 了, 可 以 更 加 提 高 与 其 他 系 统 之 比 较 目 前 市 售 的 检 测 系 统 架 构 大 部 份 为 一 般 PC 与 厂 商 自 制 的 收 集 温 度 压 力 及 速 度 等 资 料 的 硬 体, 体 积 较 大 且 售 价 昂 贵, 欲 增 加 功 能 也 受 到 供 应 厂 商 的 限 制 利 用 泓 格 公 司 的 PAC 来 开 发 系 统, 体 积 小 稳 定 性 高 且 支 持 的 模 块 多, 系 统 增 加 功 能 非 常 容 易 以 下 是 某 一 厂 商 使 用 泓 格 公 司 的 PAC 来 开 发 系 统 ( 这 里 称 为 本 系 统 ) 与 其 原 来 外 购 的 系 统 ( 这 里 称 为 市 售 的 检 测 系 统 ) 的 功 能 比 较 表 : 系 统 项 目 本 系 统 市 售 系 统 压 力 速 度 时 间 曲 线 功 能 有 有 最 佳 压 铸 条 件 配 方 有 无 温 度 检 测 功 能 有 无 后 记 由 于 估 测 速 度 的 方 式 不 同, 以 一 个 设 计 已 经 固 定 的 系 统 来 看 ( 例 如 所 采 用 光 学 尺 的 encoder 分 辨 率 已 经 固 定 ),LPP 方 法 适 合 中 高 速 应 用 相 反 的, RT 则 比 较 适 合 中 低 速 应 用 采 用 LPP 方 法 的 系 统 如 果 想 要 在 低 速 的 应 用 范 围 使 用, 则 增 加 分 辨 率 是 唯 一 的 方 法 ( 例 如 采 用 雷 射 光 学 尺 ), 但 这 种 方 法 会 增 加 很 大 的 系 统 成 本 这 时 加 入 RT 法 可 以 不 用 改 系 统 下 依 然 可 以 准 确 的 估 到 速 度, 节 省 许 多 硬 件 改 装 的 花 费 而 RT 法 要 应 用 于 高 速 系 统 也 是 可 行 的, 方 法 一 是 增 加 震 荡 频 率 ; 如 果 震 荡 频 率 已 经 固 定 不 变 了, 那 就 用 方 法 二, 稍 微 把 触 发 的 距 离 拉 长 即 可 在 许 多 的 应 用 场 合, 系 统 工 作 环 境 粉 尘 油 污 多, 或 是 反 复 高 低 速 变 化 的 动 作 多, 一 般 的 光 学 尺 或 电 阻 尺 均 不 能 胜 任 时, 这 时 用 户 必 须 自 行 设 计 与 制 作 比 较 强 健 的 传 感 器 来 使 用 然 而, 如 果 要 自 制 传 感 器 提 供 非 常 高 的 分 辨 率, 因 为 成 本 会 太 高 几 乎 是 不 可 能, 这 时 采 RT 方 式 来 估 测 速 度 变 成 唯 一 方 法 以 压 铸 机 的 性 能 量 测 系 统 来 说, 速 度 压 力 与 温 度 等 的 量 测 是 非 常 重 要 的 ICP DAS 提 供 的 I-8093W 模 在 大 部 压 铸 机 的 机 电 控 制 上, 大 部 份 还 是 使 用 传 统 的 PLC 当 控 制 器, 但 当 遇 上 较 多 数 据 要 处 理 的 状 况 或 是 需 要 系 统 整 合 做 远 程 监 控 时,PLC 难 以 满 足 这 样 的 需 求 而 PAC 的 数 据 处 理 能 力 不 但 优 于 PLC, 在 网 络 联 机 与 功 能 扩 充 上 也 占 优 势, 这 也 是 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 采 用 PAC 来 与 PLC 共 同 工 作 的 原 因 至 于 为 何 不 选 择 用 PC 呢? 在 压 铸 机 的 生 产 环 境 是 多 油 多 尘 与 高 温 等 的 恶 劣 环 境,PC 较 不 适 合 在 这 类 环 境 工 作, 而 PAC 能 在 这 样 的 恶 劣 环 境 下 工 作, 所 以 PAC 是 压 铸 机 射 料 检 测 系 统 首 选 的 开 发 平 台 由 于 PAC 上 的 软 逻 辑 也 能 执 行 PLC 控 制 器 的 工 作, 压 铸 机 完 全 由 PAC 来 执 行 控 制 数 据 搜 集 与 远 程 管 理 是 指 日 可 见 的 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 规 格 描 述 W-8781-GM1 运 动 控 制 专 用 WinCE 控 制 器 I 槽 MiniOS7 嵌 入 式 控 制 器 I-8017H 8/16 路 模 拟 量 输 入 模 块 I-8093W 编 码 器 输 入 模 块 I 路 隔 离 数 字 量 输 入 模 块 50

54 XPAC-8000 控 制 器 和 idcs-8000 硬 冗 余 I/O 实 现 的 冗 余 控 制 系 统 前 言 XP-8X41 系 列 产 品 是 泓 格 科 技 PAC 产 品 家 族 中 功 能 最 强 大 的 PAC 控 制 器, 它 在 保 证 稳 定 性 和 可 靠 性 的 同 时, 也 提 供 了 等 同 于 PC 的 运 算 能 力 和 灵 活 性 idcs-8000 是 一 款 使 用 Ethernet 通 讯 协 议 内 建 的 远 程 处 理 I/O 单 元, 可 以 搭 配 由 ICP DAS 所 提 供 多 种 的 I/O 模 块 使 用, 像 是 模 拟 输 入 模 拟 输 出 数 字 量 输 入 数 字 量 输 出 及 计 数 等 模 块, 透 过 Ethernet 传 输 方 式 可 以 被 使 用 在 远 程 资 料 的 撷 取 及 控 制 环 境 监 视 电 源 管 理 工 厂 自 动 化 等 各 种 工 业 控 制 领 域 关 键 字 XPAC idcs-8000 冗 余 控 制 系 统 二 重 化 概 要 冗 余 技 术 就 是 增 加 多 余 的 设 备, 以 保 证 系 统 更 加 可 靠 安 全 地 工 作 冗 余 的 分 类 方 法 多 种 多 样, 按 照 在 系 统 中 所 处 的 位 置, 冗 余 可 分 为 元 件 级 部 件 级 和 系 统 级 ; 按 照 冗 余 的 程 度 可 分 为 1:1 冗 余 1:2 冗 余 1:n 冗 余 等 多 种 在 当 前 元 器 件 可 靠 性 不 断 提 高 的 情 况 下, 和 其 它 形 式 的 冗 余 方 式 相 比,1:1 的 部 件 级 热 冗 余 是 一 种 有 效 而 又 相 对 简 单 配 置 灵 活 的 冗 余 技 术 实 现 方 式, 如 I/O 卡 件 冗 余 电 源 冗 余 主 控 制 器 冗 余 等 因 此, 目 前 国 内 外 主 流 的 过 程 控 制 系 统 中 大 多 采 用 了 这 种 方 式 当 然, 在 某 些 局 部 设 计 中 也 有 采 用 元 件 级 或 多 种 冗 余 方 式 组 合 的 成 功 范 例 二 个 部 件 组 成 的 并 联 系 统 ( 互 为 冗 余 ) 与 单 部 件 相 比, 平 均 无 故 障 时 间 是 原 来 的 1.5 倍 但 它 并 不 是 两 个 部 件 简 单 的 并 联 运 行, 而 是 需 要 硬 件 软 件 通 讯 等 协 同 工 作 来 实 现 将 互 为 冗 余 的 两 个 部 件 构 成 一 个 有 机 的 整 体, 通 常 包 括 以 下 多 个 技 术 要 点 : 1 信 息 同 步 技 术 它 是 工 作 备 用 部 件 之 间 实 现 无 扰 动 切 换 技 术 的 前 提, 只 有 按 控 制 实 时 性 要 求 进 行 高 速 有 效 的 信 息 同 步, 保 证 工 作 备 用 部 件 步 调 一 致 地 工 作, 才 能 实 现 冗 余 部 件 之 间 的 无 扰 动 切 换 在 热 备 用 工 作 方 式 下, 其 中 一 块 处 于 工 作 状 态 ( 工 作 卡 ), 实 现 系 统 的 数 据 采 集 运 算 控 制 输 出 网 络 通 讯 等 功 能 ; 而 另 一 块 处 于 备 用 状 态 ( 备 用 卡 ), 它 实 时 跟 踪 工 作 卡 的 内 部 控 制 状 态 ( 即 状 态 同 步 ) 工 作 / 备 用 卡 件 之 间 的 正 / 负 逻 辑 是 互 斥 的, 即 一 个 为 工 作 卡, 另 一 个 必 定 是 备 用 卡 ; 而 且 它 们 之 间 有 冗 余 控 制 电 路 ( 又 称 工 作 / 备 用 控 制 电 路 ) 和 信 息 通 讯 电 路, 以 协 调 两 块 卡 件 同 时 而 且 有 序 地 运 行, 保 证 对 外 输 入 输 出 特 性 的 同 一 性, 即 对 于 用 户 使 用 而 言, 可 以 认 为 只 有 一 个 部 件 一 般 在 设 计 中, 工 作 备 用 部 件 之 间 通 过 高 速 的 冗 余 通 讯 通 道 实 现 运 行 状 态 互 检 和 控 制 状 态 的 同 步 2 故 障 检 测 技 术 为 了 保 证 系 统 在 出 现 故 障 时 及 时 将 冗 余 部 分 投 入 工 作, 必 须 有 高 精 确 的 在 线 故 障 检 测 技 术, 实 现 故 障 发 现 故 障 定 位 故 障 隔 离 和 故 障 报 警 故 障 检 测 包 括 电 源 微 处 理 器 数 据 通 讯 链 路 数 据 总 线 及 I/O 状 态 等 其 中 故 障 诊 断 包 括 故 障 自 诊 断 和 故 障 互 检 3 故 障 仲 裁 技 术 和 切 换 技 术 精 确 及 时 地 发 现 故 障 后, 还 需 要 及 时 确 定 故 障 的 部 位 分 析 故 障 的 严 重 性, 依 赖 前 文 提 到 的 冗 余 控 制 电 路, 对 工 作 备 用 故 障 状 态 进 行 分 析 比 较 和 仲 裁, 以 判 定 是 否 需 要 进 行 工 作 / 备 用 之 间 的 状 态 切 换 控 制 权 切 换 到 冗 余 备 用 部 件 还 必 须 保 证 快 速 安 全 无 扰 动 当 处 于 工 作 状 态 的 部 件 出 现 故 障 ( 断 电 复 位 软 件 故 障 硬 件 故 障 等 ) 或 者 工 作 部 件 的 故 障 较 备 用 部 件 严 重 时, 备 用 部 件 必 须 快 速 地 无 扰 动 地 接 替 工 作 部 件 的 所 有 控 制 任 务, 对 现 场 控 制 不 造 成 任 何 影 响 同 时 要 求 切 换 时 间 应 为 毫 秒 级, 甚 至 是 微 秒 级, 这 样 就 不 会 因 为 该 部 件 的 故 障 而 造 成 外 部 控 制 对 象 的 失 控 或 检 测 信 息 失 效 等 等 另 外, 还 需 要 尽 快 通 过 网 络 通 讯 或 就 地 LED 显 示 进 行 报 警, 通 知 用 户 出 现 故 障 的 部 件 和 故 障 情 况, 以 便 进 行 及 时 维 护 4 热 插 拔 技 术 为 了 保 证 容 错 系 统 具 有 高 可 靠 性, 必 须 尽 量 减 少 系 统 的 平 均 修 复 时 间 MTBR 要 做 到 这 一 点, 在 设 计 上 应 努 力 提 高 单 元 的 独 立 性 可 修 复 性 故 障 可 维 护 性 实 现 故 障 部 件 的 在 线 维 护 和 更 换 也 是 冗 余 技 术 的 重 要 组 成 部 分, 它 是 实 现 控 制 系 统 故 障 部 件 快 速 修 复 技 术 的 关 键 部 件 的 热 插 拔 功 能 可 以 在 不 中 断 系 统 正 常 控 制 功 能 的 情 况 下 增 加 或 更 换 组 件, 使 系 统 平 稳 地 运 行 51

55 5 故 障 隔 离 技 术 冗 余 设 计 时, 必 须 考 虑 工 作 备 用 部 件 之 间 的 故 障 应 该 做 到 尽 可 能 互 不 影 响 或 影 响 的 概 率 相 当 小 (0.01%), 即 可 认 为 故 障 是 隔 离 的 这 样 可 以 保 证 : 处 于 备 用 状 态 的 部 件 发 生 故 障 时, 不 会 影 响 冗 余 工 作 部 件 或 其 他 关 联 部 件 的 正 常 运 行, 保 证 冗 余 的 有 效 性 1) 主 控 制 卡 / 器, 即 CPU 的 冗 余 2) 电 源 系 统 冗 余 3) 网 络 系 统 冗 余 采 用 冗 余 网 卡 和 冗 余 网 络 接 口 正 常 工 作 时, 冗 余 的 两 条 数 据 高 速 通 路 同 时 并 行 运 行, 自 动 分 摊 网 络 流 量, 并 考 虑 了 负 载 均 衡 的 冗 余 设 计, 使 系 统 网 络 通 信 带 宽 提 高 当 其 中 一 路 故 障 ( 网 卡 损 坏 或 出 现 线 路 故 障 ) 时, 另 一 路 自 动 地 承 担 全 部 通 信 负 载, 保 证 通 信 的 正 常 进 行 4) 冷 却 系 统 冗 余 利 用 控 制 柜 内 可 自 动 切 换 的 冗 余 风 扇, 对 风 扇 和 机 柜 内 温 度 进 行 实 时 监 测, 发 现 工 作 风 扇 故 障 或 柜 内 温 度 过 高 时 都 会 自 动 报 警, 并 自 动 启 动 备 用 风 扇 5) 信 息 冗 余 在 一 些 重 要 的 控 制 场 合, 往 往 有 更 高 的 系 统 稳 定 性 和 可 靠 性 的 要 求, 例 如 核 电 控 制 中 就 需 要 至 少 3 重 硬 件 冗 余 的 设 计 硬 件 组 成 XPAC 控 制 器 使 用 X86 核 心 的 高 性 能 CPU : AMD LX800@500MHz 她 可 以 选 配 两 款 操 作 系 统, 当 作 为 一 体 化 数 据 中 心 使 用 时,Windows Embedded Standard 2009 可 以 提 供 大 量 的 Windows 兼 容 API, 配 合 嵌 入 式 组 态 软 件, 可 以 快 速 实 现 数 据 的 采 集 分 析 和 传 输 存 储 等 功 能 当 作 为 冗 余 控 制 器 使 用 时, 装 载 Windows Embedded CE 6.0, 使 用 ISaGRAF 软 体, 可 以 非 常 简 易 的 设 计 一 款 高 性 能 的 冗 余 控 制 系 统, 并 快 速 部 署 idcs-8000 支 持 二 重 化 MCU 模 块 与 二 重 化 的 电 源 模 块 最 多 可 支 持 8 个 I/O 模 块, 而 每 个 idcs-8000 最 多 支 持 4 组 二 重 化 I/O 模 块 可 提 供 用 户 规 划 于 二 重 化 系 统 上 主 控 制 器 可 透 过 以 太 网 路 的 通 讯 标 准 Modbus/ TCP 通 讯 格 式 与 idcs-8000 连 接 通 讯, 可 十 分 方 便 提 供 控 制 器 扩 展 远 程 I/O 功 能 idcs-8000 具 有 以 下 特 点 : 紧 凑 型 的 设 计 idcs-8000 是 小 型 高 密 度 安 装 型 的 远 程 I/O 单 元, 不 仅 提 高 安 装 效 率, 同 时 也 节 省 安 装 空 间 Ethernet I/O 单 元 idcs-8000 是 Ethernet 型 的 远 程 I/O 单 元, 提 供 专 用 通 讯 格 式, 它 的 特 性 为 应 用 各 种 工 业 中, 进 行 存 取 及 控 制 远 程 的 I/O 可 依 需 求 扩 展 至 多 个 远 程 I/O 单 元 内 含 Real time OS-MiniOS7 (DOS like OS) idcs-8000 内 含 Real time OS: MiniOS7, 提 供 系 统 稳 定 的 系 统 OS, 系 统 开 机 时 间 小 于 1 秒 可 靠 牢 固 且 安 装 快 速 的 灵 活 性 I/O 装 置 idcs-8000 远 程 I/O 单 元 提 供 8 个 I/O 插 槽, 透 过 此 装 置,I/O 模 块 之 间 的 連 接, 则 不 再 需 要 额 外 复 杂 的 布 线 此 外, 各 种 I/O 模 块 可 同 时 被 插 入 插 槽, 像 是 DI DO AI AO Counter 模 块, 每 种 I/O 模 块 皆 会 有 信 道 数 其 插 槽 设 有 卡 锁 装 置, 模 块 可 容 易 插 入 且 不 易 松 脱, 便 可 使 用 铝 轨 夹 安 装 于 控 制 盒 看 门 狗 机 制 内 建 看 门 狗 机 制, 当 硬 件 或 软 件 发 生 错 误, 应 用 程 序 在 0.8 秒 内 未 更 新 看 门 狗 定 时 器 时, 将 重 置 CPU, 以 防 止 系 统 因 环 境 不 良 造 成 停 止 运 作 的 机 制 三 端 隔 离 保 护 硬 件 电 路 为 了 保 护 硬 件 电 路, 避 免 受 到 像 是 噪 声 突 波 等 外 部 干 扰,iDCS-8000 针 对 I/O 电 源 及 网 路 都 加 上 了 隔 離 的 电 路 设 计 來 加 强 保 护 通 风 散 热 口 设 计 可 运 作 于 -25 ~ 75 的 环 境 idcs-8000 设 置 于 四 周 皆 有 直 列 式 通 风 散 热 口 设 计 的 塑 料 装 置 内, 可 帮 助 idcs-8000 在 运 作 时 排 热 通 风 降 低 工 作 温 度 可 运 作 在 -25 ~ 75 之 间 的 工 作 环 境 I/O 更 新 时 间 idcs-8000 与 I/O 模 块 资 料 交 换 时 间 可 达 3 ms (256 channel DO/DI),I/O 更 新 时 间 得 依 照 不 同 I/O 模 块 提 供 的 取 样 频 率 而 有 所 不 同 52

56 idcs-8000 硬 件 单 元 : 系 统 构 架 图 : 53

57 后 记 由 于 优 越 的 性 能 和 合 理 的 价 格, 这 套 系 统 已 在 台 湾 某 大 型 石 油 化 工 企 业 推 广 应 用, 并 结 合 地 震 开 关, 作 为 公 共 设 施 防 灾 设 备, 有 巨 大 的 前 景 本 案 例 泓 格 产 品 规 格 简 要 说 明 : 产 品 型 号 I-7188XB M-7017R M-7060D 规 格 描 述 μpac 控 制 器 40MHz,MiniOS7 8 通 道 模 拟 量 采 集 模 块 4 通 道 继 电 器 输 出 4 通 道 隔 离 数 字 量 输 入 模 块 54

58 M2M 趋 势 下 的 主 动 讯 息 传 递 工 控 软 件 SmartQ M2M 与 主 动 讯 息 传 递 审 视 过 去 全 球 信 息 化 的 过 程, 其 间 信 息 科 技 历 经 了 多 次 的 变 革, 第 一 波 的 信 息 革 命 指 的 是 在 企 业 端 提 供 多 人 分 享 的 大 型 主 机 (mainframe) 概 念 而 随 着 个 人 计 算 机 (Personal Computer) 及 网 络 通 讯 技 术 的 快 速 发 展, 我 们 现 正 置 身 于 人 与 人 间 讯 息 快 速 交 换 的 环 境 中, 这 即 是 第 二 波 信 息 革 命 的 主 轴 - 连 接 人 与 人 间 信 息 的 沟 通 与 分 享 但 下 一 波 的 信 息 革 命 重 点 为 何? 全 录 帕 拉 奥 图 研 究 中 心 (Xerox PARC; Palo Alto Research Center) 首 席 科 学 家 马 克 魏 瑟 (Mark Weiser ) 博 士 提 出 的 无 所 不 在 的 计 算 机 运 算 (Ubiquitous Computing) 已 经 给 了 我 们 一 个 完 美 的 答 案 藉 由 计 算 机 网 络 通 讯 及 智 能 型 设 备 技 术 的 快 速 发 展, 环 境 中 各 式 各 样 设 备 已 可 逐 渐 进 行 快 速 且 有 效 率 的 信 息 交 换,Ubiquitous Computing 信 息 革 命 正 在 无 声 无 息 的 进 行 中 若 第 一 波 信 息 革 命 所 影 响 的 是 以 百 万 (Million) 为 单 位 的 计 算 机 主 机, 那 第 二 波 信 息 革 命 所 影 响 的 是 以 十 亿 (Billion) 为 单 位 生 活 在 信 息 社 会 里 的 人 们, 而 在 以 设 备 沟 通 为 重 点 的 下 一 波 信 息 革 命 中, 其 所 影 响 的 将 是 全 球 以 兆 (Trillion) 计 存 在 于 人 类 生 活 环 境 中 各 式 各 样 的 设 备 而 这 样 的 一 项 变 革 是 所 有 信 息 技 术 开 发 者 所 需 关 注 的 焦 点 在 此 设 备 整 合 的 大 趋 势 下, 大 量 的 嵌 入 式 设 备 (Embedded device) 将 出 现 于 各 行 各 业 中, 而 以 工 业 控 制 为 主 轴 的 相 关 行 业 更 是 此 波 趋 势 的 重 点 传 统 工 控 系 统 一 般 均 为 中 央 集 权 (Central Control) 的 控 制 型 态, 但 在 现 今 嵌 入 式 系 统 软 件 及 网 络 通 讯 技 术 的 快 速 变 革 下, 一 个 简 单 主 动 讯 息 传 递 及 有 效 率 的 设 备 间 M2M(Machine to Machine) 甚 至 于 MxM (Machine by Machine ) 的 讯 息 沟 通 网 络 (Device Network) 已 形 成, 其 将 可 大 幅 降 低 原 本 系 统 内 中 控 端 计 算 机 ( 上 位 机 ) 及 网 络 的 负 荷, 且 让 系 统 的 架 设 更 有 弹 性, 系 统 中 的 各 个 现 场 端 设 备 ( 下 位 机 ) 可 以 直 接 且 主 动 的 发 布 本 身 讯 息 ( 或 资 讯 ) 与 其 他 设 备, 当 然 亦 可 透 过 讯 息 订 阅 的 机 制 随 时 取 得 其 他 设 备 所 发 布 的 讯 息, 设 备 间 信 息 的 直 接 沟 通 将 是 极 为 自 然 的 事 情, 不 再 像 传 统 工 控 系 统 中 的 设 备, 只 能 被 动 的 接 收 中 控 端 计 算 机 所 下 达 的 命 令 并 作 响 应, 而 是 可 以 根 据 自 身 的 需 求 主 动 发 布 讯 息 于 网 络 环 境 中 并 实 时 通 知 需 要 此 讯 息 的 所 有 设 备 一 个 真 正 属 于 设 备 的 MxM 时 代 正 在 来 临 SmartQ 系 统 概 述 针 对 此 波 Ubiquitous Computing 的 变 革 及 设 备 端 MxM 沟 通 的 需 求 大 趋 势, 泓 格 科 技 为 使 用 者 开 发 了 一 套 功 能 完 整 且 简 单 易 用 的 工 具 软 件 - SmartQ, 此 工 具 的 主 轴 即 为 协 助 系 统 开 发 者 快 速 的 开 发 出 拥 有 MxM 特 性 的 控 制 或 数 据 撷 取 系 统, 系 统 开 发 者 毋 需 担 忧 如 何 撰 写 设 备 底 层 的 网 络 程 序, 也 不 必 烦 恼 如 何 将 设 备 讯 息 透 过 网 络 通 知 他 人, 只 需 透 过 此 软 件 的 简 单 操 作, 即 可 快 速 完 成 原 本 繁 杂 冗 长 的 开 发 工 作, 其 可 大 幅 降 低 开 发 者 在 时 间 及 资 源 上 的 投 入 SmartQ 是 一 套 以 主 动 讯 息 传 递 (Pervasive MessageTransfer) 为 核 心 的 分 布 式 控 制 (DCS, Distributed Control System) 软 件, 其 结 合 了 如 下 4 项 关 键 技 术 : A. 使 命 必 达 的 主 动 讯 息 传 递 机 制 (Pervasive Message Transfer Network ) 以 IBM 讯 息 传 递 技 术 为 基 础, 我 们 将 网 络 中 所 有 泓 格 科 技 WinPAC /μpac 控 制 器 内 IO 模 块 的 状 态 与 人 机 接 口 上 的 各 项 监 控 信 息 都 加 以 包 装 成 为 各 个 独 立 讯 息 (Message), 透 过 讯 息 订 阅 (Subscribe) 与 发 布 (Publish) 机 制,SmartQ 网 络 中 所 有 设 备 ( 控 制 器 与 人 机 接 口 ) 都 可 主 动 发 布 本 身 的 讯 息 与 其 他 设 备, 亦 可 订 阅 其 他 设 备 所 主 动 发 布 的 讯 息, 在 讯 息 传 递 QoS 机 制 (Quality of Service) 的 保 证 下, 每 笔 讯 息 均 可 确 实 的 被 传 递 与 需 求 者, 也 藉 此 确 保 达 到 设 备 间 讯 息 相 互 分 享 与 互 动 控 制 的 功 能 需 求 在 此 用 户 仅 需 透 过 Script 语 言 中 的 一 行 变 量 描 述 指 令, 便 可 取 得 其 他 设 备 ( 或 人 机 接 口 ) 的 资 讯, 不 需 撰 写 任 何 网 络 程 序 控 制 器 间 或 控 制 器 与 人 机 接 口 间 讯 息 的 沟 通 与 分 享 将 是 一 件 简 单 容 易 的 事 B. Adobe Flash 人 机 接 口 整 合 Adobe Flash 在 多 媒 体 网 页 数 据 展 示 向 量 图 形 绘 制 动 画 拨 放 及 人 机 接 口 互 动 上 的 技 术 独 步 全 球 且 为 众 人 所 称 许, 而 也 大 量 的 运 用 在 计 算 机 游 戏 中 呈 现 美 丽 且 真 实 的 影 像 效 果 为 有 别 于 传 统 HMI 画 面 的 单 调 ; 使 系 统 开 发 者 在 设 计 HMI 时 有 更 多 样 丰 富 且 真 实 的 系 统 可 使 用, 泓 格 科 技 开 发 了 以 AdobeFlash 图 形 绘 制 技 术 为 核 心 的 控 制 系 统 人 机 接 口 编 辑 软 件 SmartQ, 希 望 透 过 SmartQ 所 提 供 的 人 机 介 面 编 辑 多 项 Flash HMI 控 制 组 件 提 供 及 与 控 制 器 IO 模 块 连 接 管 理 等 功 能, 让 用 户 可 以 快 速 的 设 计 出 系 统 所 需 要 的 人 机 操 作 接 口 C. 简 单 易 学 的 Script 控 制 语 言 55

59 由 于 传 统 计 算 机 语 言 的 复 杂 性, 使 用 其 架 构 工 控 系 统 内 的 工 作 逻 辑 通 常 难 度 较 高, 其 主 要 原 因 在 于 使 用 者 对 计 算 机 语 言 及 开 发 工 具 的 熟 悉 度 不 足, 需 要 相 当 多 的 时 间 进 行 了 解 相 较 于 此,Script 语 言 简 单 易 学 的 特 性, 可 让 使 用 者 在 短 时 间 内 即 可 自 行 撰 写 系 统 的 工 作 逻 辑 而 在 众 多 Script 语 言 中, JavaScript 除 了 承 袭 Script 语 言 简 单 易 学 的 特 性 外, 其 更 是 目 前 最 为 普 遍 使 用 的 网 页 开 发 语 言 工 具, 在 此 SmartQ 系 统 整 合 了 JavaScript 语 言 ; 使 用 者 可 以 透 过 Script 语 言 轻 松 架 构 各 控 制 器 内 部 及 控 制 器 间 的 工 作 逻 辑 ; 不 论 是 应 用 于 单 机 的 控 制 器 工 作 逻 辑 开 发, 或 是 针 对 多 个 控 制 器 进 行 分 布 式 控 制 系 统 的 工 作 逻 辑 开 发, 皆 可 轻 易 完 成 D. 控 制 器 间 资 源 共 享 SmartQ 提 出 了 一 套 全 新 的 控 制 器 资 源 描 述 框 架, 使 设 备 间 MxM 沟 通 机 制 更 加 容 易 且 有 效 率, 透 过 此 架 构 Script 语 言 及 主 动 讯 息 传 递 机 制 的 搭 配,SmartQ 环 境 中 的 控 制 器 或 人 机 接 口 皆 可 直 观 的 透 过 一 个 变 量 描 述 指 令 来 存 取 其 它 控 制 器 ( 或 人 机 介 面 ) 内 的 资 源 举 例 而 言, 若 在 一 个 SmartQ 环 境 中 有 3 台 WinPAC 控 制 器 单 元 ( 分 别 命 名 为 WinPAC1 WinPAC2 WinPAC3) 及 一 个 讯 息 传 递 单 元, 当 系 统 开 发 者 在 WinPAC1 上 撰 写 Script 工 作 逻 辑 时, 可 透 过 Script 档 案 内 的 变 量 描 述 直 接 进 行 本 机 端 ( WinPAC1 ) 或 远 程 ( WinPAC2 WinPAC3) 控 制 器 上 IO 模 块 状 态 的 设 定 或 撷 取 ( 参 考 下 表 及 下 图 ) 透 过 此 运 作,SmartQ 环 境 中 的 任 何 控 制 器 或 人 机 接 口 上 的 资 源 都 可 相 互 分 享, 其 相 较 于 传 统 系 统 将 控 制 逻 辑 置 放 于 中 控 端 计 算 机 ( 上 位 机 ) 的 作 法,SmartQ 显 然 更 具 弹 性 与 便 利 性 WinPAC1 上 的 Script 档 案 函 数 名 称 功 能 描 述 对 本 机 端 WinPAC1 的 第 1 槽 I/O 模 块 的 DO WinPAC1.slot1.DO.ch0 信 道 0 进 行 数 据 设 定 或 撷 取 对 本 机 端 WinPAC1 的 第 2 槽 I/O 模 块 的 DI WinPAC1.slot2.DI.ch0 信 道 0 进 行 数 据 撷 取 对 远 程 WinPAC2 的 第 1 槽 I/O 模 块 的 DO 信 WinPAC2.slot1.DO.ch0 道 0 进 行 数 据 设 定 或 撷 取 对 远 程 WinPAC3 的 第 2 槽 I/O 模 块 的 DI 信 WinPAC3.slot2.DI.ch0 道 0 进 行 数 据 撷 取 SmartQ 系 统 内 含 软 件 工 具 SmartQ 是 一 套 控 制 或 数 据 撷 取 系 统 的 开 发 软 件, 内 含 如 下 软 件 工 具 : A. Script Editor 提 供 开 发 者 撰 写 控 制 器 的 工 作 逻 辑, 所 支 持 的 语 言 为 JavaScript Script Editor 上 的 项 目 可 以 单 纯 如 单 机 控 制 器 上 的 工 作 逻 辑 开 发, 也 可 复 杂 如 多 控 制 器 间 DCS 的 互 动 控 制, 其 提 供 下 述 功 能.. 项 目 开 发 及 控 制 器 I/O 模 块 管 理 规 划 使 用 Script 语 法 撰 写 控 制 器 程 序 逻 辑 并 支 持 语 法 (Syntax) 检 查 Script 档 案 远 程 下 载 支 持 断 点 (Breakpoint) 设 定, 以 进 行 远 程 在 线 侦 错 (On-line debug) 及 远 程 在 线 参 数 调 整 (On-line force) 等 功 能 B. Script runtime Script runtime 的 工 作 平 台 为 泓 格 科 技 的 WinPAC /μpac 控 制 器, 用 以 执 行 开 发 者 所 撰 写 的 控 制 器 端 工 作 逻 辑, 主 要 功 能 如 下 : 1) WinPAC 端 Script runtime 功 能 : 支 持 泓 格 科 技 I-8K I-87K I-7K 及 FRnet 等 I/O 模 块 提 供 系 统 启 动 设 定 On_Start.js 及 系 统 结 束 动 作 回 复 On_Stop.js 等 两 支 Script 档 案 的 编 辑 功 能 同 时 允 许 十 支 Script 一 起 运 作,Script 的 运 作 模 式 可 为 以 下 几 种 : * 时 间 触 发 (Timer Trigger) 模 式 * 事 件 触 发 (Event Trigger) 模 式 其 包 括 Raising Edge Trigger Falling EdgeTrigger 及 Label Trigger 三 种 支 持 Script 档 案 远 程 下 载 / 在 线 侦 错 / 在 线 参 数 调 整 功 能 56

60 透 过 主 动 讯 息 传 递 技 术 可 与 环 境 中 的 HMI 设 备 或 控 制 器 互 动 拨 放 内 容 及 动 态 调 整 动 画 拨 放 速 度 等, 以 让 人 机 介 面 的 显 示 更 真 实 且 丰 富 2) μpac 端 Script runtime 功 能 : 支 持 泓 格 科 技 X-Board 及 FRnet 系 列 I/O 模 组 不 具 Script 执 行 功 能 但 提 供 即 时 消 息 发 送 与 讯 息 订 阅 功 能 透 过 主 动 讯 息 传 递 技 术 可 与 环 境 中 的 HMI 设 备 或 控 制 器 互 动 C. Flash HMI Editor 提 供 用 户 建 立 控 制 或 数 据 撷 取 系 统 的 人 机 接 口, 系 统 开 发 者 只 需 透 过 人 机 接 口 组 件 点 选 位 置 安 排 及 属 性 设 定 等 简 单 操 作, 即 可 快 速 完 成 一 个 华 丽 且 真 实 的 人 机 接 口 其 提 供 下 述 功 能 支 持 项 目 管 理 与 HMI 页 面 编 辑 众 多 Flash 人 机 接 口 组 件 支 持 并 提 供 组 件 属 性 设 定 与 管 理 依 据 SOP 文 件 及 Adobe Flash CS3 工 具, 开 发 者 可 修 改 人 机 接 口 组 件 外 观 F. Data base & Data log utility 提 供 SmartQ 系 统 运 行 时 控 制 器 或 HMI 设 备 讯 息 ( 数 据 ) 的 储 存 功 能, 其 可 与 数 据 库 (SQL or MS Office Access) 连 接 并 可 调 阅 储 存 的 数 据 提 供 历 史 趋 势 图 (History Trend) 的 显 示 功 能 SmartQ 系 统 架 构 与 硬 件 搭 配 下 图 为 SmartQ 系 统 架 构 及 与 硬 件 的 搭 配, 其 由 4 个 部 份 所 构 成, 相 关 说 明 如 下 : D. Flash HMI Player 当 开 发 者 完 成 人 机 接 口 项 目 的 设 计 后, 即 可 透 过 如 下 两 种 方 式 来 启 动 人 机 接 口 项 目.. 独 立 拨 放 器 : 透 过 独 立 拨 放 器 启 动 HMI 专 案, 并 与 SmartQ 系 统 中 的 设 备 互 动 网 页 浏 览 器 : 将 HMI 项 目 上 传 至 系 统 中 的 Web Server 后, 即 可 透 过 IE 或 FireFox 等 支 持 Adobe Flash Player 的 浏 览 器 启 动 人 机 接 口 专 案, 并 与 SmartQ 系 统 中 的 设 备 互 动 E. Flash HMI Animation ComponentCreator 提 供 人 机 接 口 开 发 者 一 个 可 自 行 设 计 动 画 组 件 的 工 具 透 过 此 工 具, 组 件 可 依 据 系 统 运 作 时 所 接 受 的 数 值 动 态 变 更 所 欲 显 示 的 图 片 动 态 变 更 动 画 A. 项 目 开 发 单 元 : 项 目 开 发 单 元 的 硬 件 需 求 为 一 般 的 桌 上 型 ( 笔 记 型 ) 计 算 机, 系 统 所 使 用 的 作 业 系 统 需 为 Windows XP 或 Vista, 此 单 元 主 要 为 提 供 系 统 开 发 者 开 发 工 控 或 数 据 撷 取 系 统 时 各 控 制 器 工 作 逻 辑 及 人 机 接 口 设 计 的 环 境, 需 安 装 SmartQ 中 Script Editor 及 Flash HMI Editor 两 项 工 具 软 件 B. 讯 息 传 递 单 元 : 讯 息 传 递 单 元 主 要 用 以 管 理 SmartQ 网 络 中 讯 息 订 阅 与 发 布 的 机 制, 负 责 SmartQ 网 络 内 各 PAC ( 控 制 器 ) 单 元 及 人 机 接 口 单 元 间 的 讯 息 传 递 工 作, 使 单 元 间 的 所 有 讯 息 可 相 互 分 享 互 动 控 制, 57

61 简 而 言 之, 此 单 元 为 主 动 讯 息 传 递 机 制 的 负 责 人 目 前 搭 配 的 硬 设 备 为 QB-5041 针 对 其 角 色 的 重 要 性, 其 可 同 时 支 援 多 颗 讯 息 传 递 单 元 的 备 援 机 制, 以 符 合 特 殊 应 用 系 统 的 需 求 并 增 加 系 统 数 据 传 输 时 的 稳 定 度 C. PAC( 控 制 器 ) 单 元.. SmartQ 架 构 中 的 PAC( 控 制 器 ) 单 元 主 要 是 以 泓 格 科 技 的 WinPAC /μpac 控 制 器 为 核 心, 其 内 已 预 安 装 Script runtime 及 主 动 讯 息 传 递 技 术,PAC ( 控 制 器 ) 单 元 为 工 控 或 数 据 撷 取 系 统 现 场 端 的 运 作 平 台, 负 责 IO 模 块 控 制 与 现 场 端 设 备 互 动 数 据 采 集 Script 逻 辑 执 行 及 讯 息 传 递 等 工 作 目 前 搭 配 的 硬 件 设 备 为 QP-8x41 D. 人 机 接 口 单 元.. 人 机 接 口 单 元 的 硬 件 环 境 为 一 般 的 桌 上 型 ( 笔 记 型 ) 计 算 机 或 嵌 入 式 系 统, 作 业 系 统 可 为 Windows XP Vista Linux 等 支 援 AdobeFlash Player 9.0( 或 以 上 的 版 本 ) 的 系 统, 用 户 在 人 机 接 口 单 元 中, 可 透 过 独 立 拨 放 器 或 网 页 浏 览 器 方 式 启 动 人 机 接 口 项 目, 并 与 SmartQ 系 统 互 动 SmartQ 的 应 用 系 统 类 型 传 统 系 统 SmartQ 系 统 讯 息 传 递 机 主 动 讯 息 发 布 与 命 令 / 回 应 轮 询 机 制 制 讯 息 订 阅 机 制 透 过 讯 息 发 布 / 订 一 站 一 站 轮 询 现 场 端 设 阅 机 制, 随 时 接 备 信 息, 信 息 完 全 更 新 中 控 端 软 件 受 现 场 端 设 备 主 需 费 时 较 长 ( 更 新 频 率 ( 上 位 机 ) 的 动 发 慢 ), 站 数 越 多, 所 需 时 角 色 布 的 讯 息, 信 息 间 越 长, 系 统 负 荷 也 越 更 新 频 率 快, 系 重 统 负 荷 轻 搭 配 中 控 端 软 件 的 轮 询 主 动 发 布 即 时 消 现 场 端 设 备 机 制, 接 收 中 控 端 软 件 息 至 中 控 端 软 的 角 色 命 令 被 动 回 复 讯 息 件 整 体 网 络 流 量 负 荷 重 轻 不 易 不 管 是 新 设 备 或 容 易 不 管 是 新 设 备 或 后 台 软 件 后 台 软 件 进 入 此 系 统, 进 入 此 系 统, 仅 系 统 扩 充 性 均 需 与 原 有 系 统 中 各 单 需 与 讯 息 传 递 单 ( 动 态 加 入 元 建 立 联 机 后, 才 能 开 元 进 行 注 册, 即 设 备 或 后 台 始 传 输 数 据, 而 此 过 程 可 马 上 取 得 现 场 软 体 ) 可 能 需 要 将 系 统 暂 停 运 端 设 备 的 实 时 信 作 息, 原 有 系 统 不 需 暂 停 备 援 机 制 复 杂 且 不 易 建 立 可 快 速 的 提 供 控 制 器 端, 套 接 字 及 后 台 端 的 备 援 机 制 SmartQ 系 统 具 备 四 项 关 键 技 术 : 主 动 讯 息 传 递 Adobe Flash 人 机 接 口 整 合 Script 控 制 语 言 及 控 制 器 间 资 源 共 享, 泓 格 科 技 认 为 其 在 设 施 管 理 系 统 ( Facility Management ) 环 境 监 控 系 统 ( Environment Monitoring ) 楼 宇 自 动 化 系 统 (Building Automation) 及 一 般 工 控 系 统 上 都 有 极 大 的 发 挥 空 间, 并 可 大 幅 提 升 许 多 现 有 系 统 的 运 作 效 率, 使 现 场 端 控 制 器 的 资 源 使 用 更 加 合 理 化, 下 述 为 SmartQ 的 应 用 说 明, 提 供 系 统 开 发 者 参 考 A. 主 动 讯 息 传 递 机 制 的 应 用 传 统 工 控 系 统 在 设 施 管 理 或 环 境 监 控 等 应 用 上, 由 于 受 限 于 现 有 传 输 规 格 的 定 义, 一 般 采 轮 询 (Polling) 的 方 式 ; 由 控 制 端 软 件 与 现 场 端 设 备 透 过 命 令 / 响 应 (Command / Response) 的 方 式 来 进 行 沟 通, 此 工 作 模 式 经 常 会 造 成 系 统 运 行 时 即 时 性 较 差 及 系 统 负 荷 较 重 等 困 扰 而 透 过 SmartQ 主 动 讯 息 传 递 机 制, 系 统 不 再 受 限 于 轮 询 机 制 的 僵 硬, 各 个 现 场 端 设 备 都 可 主 动 进 行 讯 息 回 报, 控 制 端 软 件 也 不 再 需 要 一 站 一 站 的 轮 询 所 有 现 场 端 设 备, 此 时 控 制 端 软 件 数 据 的 更 新 频 率 及 数 据 实 时 性 将 大 幅 提 高 而 系 统 负 荷 却 可 以 获 得 降 低 两 种 模 式 的 比 较 请 参 照 下 表 传 统 系 统 轮 询 机 制 主 动 信 息 传 递 系 统 58

62 B. 控 制 器 间 资 源 共 享 应 用 传 统 工 控 系 统 一 般 均 采 用 中 央 集 权 式 的 控 制 方 式, 现 场 端 控 制 器 通 常 负 责 数 据 采 集 处 理 后 即 传 送 与 后 端 的 中 控 软 件, 再 由 中 控 软 件 统 筹 发 布 命 令 于 现 场 端 各 控 制 器 处 理 此 时 若 系 统 内 各 控 制 器 间 有 彼 此 互 动 或 连 动 应 用 需 求 时, 常 需 由 后 端 的 中 控 软 件 进 行 指 挥 或 建 立 复 杂 的 控 制 器 网 络 连 接 拓 朴 来 达 成 互 动 因 此 往 往 造 成 讯 息 无 法 实 时 传 递, 或 系 统 太 过 复 杂 不 易 建 立 架 构 的 窘 境 然 而 在 SmartQ 的 系 统 架 构 下, 系 统 内 各 控 制 器 间 彼 此 互 动 或 连 动 的 应 用 需 求 可 轻 易 达 成, 透 过 讯 息 传 递 单 元 的 统 一 指 挥, 系 统 的 网 络 连 接 拓 朴 相 对 单 纯 许 多, 而 透 过 Script 语 言 的 安 排, 各 控 制 器 间 资 源 的 相 互 使 用 也 只 需 一 个 变 量 描 述 指 令 即 可 达 成 相 较 于 传 统 系 统, 系 统 的 建 构 将 更 单 纯 与 容 易 网 页 版 HMI C. Adobe Flash 的 人 机 界 面 应 用 透 过 Adobe Flash 技 术 的 整 合,SmartQ 可 建 立 更 华 丽 且 更 具 视 觉 效 果 的 HMI 人 机 接 口, 这 在 如 家 庭 自 动 化 或 楼 宇 自 动 化 等 与 一 般 民 众 有 深 切 互 动 需 求 的 应 用 系 统 中, 绝 对 是 一 项 重 要 且 可 创 造 价 值 的 系 统 下 图 即 为 SmartQ 在 家 庭 自 动 化 中 对 灯 光 空 调 及 瓦 斯 监 控 等 系 统 的 人 机 操 作 接 口 家 庭 自 动 化 中 的 操 作 界 面 后 记 随 着 网 络 通 讯 技 术 及 嵌 入 式 系 统 技 术 的 快 速 发 展, 各 式 智 能 型 设 备 及 设 备 连 接 网 络 ( Device Network) 正 在 逐 渐 形 成 中, 其 也 加 速 了 Ubiquitous Computing 及 M2M 时 代 的 来 临, 而 工 控 系 统 当 然 也 不 能 自 限 于 潮 流 之 外 相 较 于 传 统 工 控 系 统 开 发 工 具,SmartQ 结 合 了 多 项 崭 新 技 术 : 整 合 Adobe Flash 使 人 机 接 口 视 觉 及 互 动 效 果 更 真 实, 整 合 Script 使 开 发 控 制 器 工 作 逻 辑 更 容 易, 结 合 IBM 主 动 讯 息 传 递 技 术 更 使 控 制 器 资 源 的 分 享 及 互 动 不 论 在 单 机 版 控 制 系 统 或 多 机 分 布 式 控 制 系 统 时 都 同 样 简 易 泓 格 科 技 希 望 透 过 此 套 工 具 提 供 工 控 系 统 开 发 者 一 个 新 的 系 统 开 发 思 维 方 式, 帮 助 开 发 者 在 开 发 控 制 或 数 据 撷 取 系 统 时, 可 以 更 方 便 且 快 速 的 完 成 开 发 工 作, 并 节 省 大 量 的 开 发 资 源, 透 过 SmartQ 即 可 轻 易 的 开 发 出 属 于 M2M 时 代 的 工 控 系 统 59

63 权 利 声 明 和 友 善 提 示 权 利 声 明 泓 格 公 司 拥 有 本 手 册 的 所 有 权 利, 包 括 泓 格 公 司 的 专 利 著 作 权 等 产 权 利 益 任 何 团 体 或 个 人, 未 经 泓 格 公 司 明 确 的 授 权, 不 得 复 制 传 播 或 使 用 本 手 册 全 部 或 其 中 的 内 容 进 行 商 业 活 动, 违 者 将 要 对 造 成 的 任 何 损 失 承 担 责 任 免 责 声 明 我 们 已 核 对 了 本 手 册 的 内 容, 所 叙 述 的 内 容 与 相 关 的 硬 件 软 件 相 符 由 于 差 错 难 以 完 全 避 免, 因 而 泓 格 公 司 不 承 担 对 本 手 册 信 息 正 确 性 的 保 证 和 责 任 然 而 我 们 会 定 期 复 查 本 手 册 中 的 数 据, 并 在 下 一 版 中 作 必 要 的 修 改, 泓 格 公 司 热 诚 欢 迎 您 提 出 改 进 意 见 风 险 提 示 为 了 您 本 人 和 您 同 伴 的 生 命 安 全 和 避 免 财 产 损 失, 您 必 须 严 格 遵 守 通 用 工 程 的 技 术 标 准 和 安 全 条 例 基 本 措 施 在 任 何 由 于 发 生 故 障 而 可 能 导 致 人 身 伤 害 或 设 备 损 坏 的 场 合, 您 必 须 遵 守 针 对 这 些 特 定 场 合 而 专 门 制 定 的 规 章 条 例, 采 取 妥 当 有 效 的 措 施 以 加 强 设 备 和 环 境 的 安 全 性 安 全 认 证 对 于 某 些 具 有 一 定 等 级 的 危 险 场 合, 上 述 的 基 本 措 施 不 再 是 充 分 的, 因 而 必 须 实 施 附 加 的 并 已 获 相 关 权 威 机 构 认 证 符 合 这 种 危 险 等 级 标 准 的 技 术 措 施 安 全 导 则 在 系 统 最 终 调 试 之 前, 您 应 该 对 控 制 设 备 进 行 完 整 的 控 制 功 能 测 试 和 必 要 的 安 全 性 能 测 试 您 在 安 装 调 试 试 运 行 控 制 设 备 的 过 程 中, 应 保 证 系 统 涉 及 或 可 能 涉 及 设 备 的 安 全 运 行 由 于 不 可 预 见 的 设 备 错 误 或 操 作 错 误 随 时 可 能 发 生, 您 在 操 作 中 应 提 高 警 觉, 避 免 造 成 此 类 危 及 人 身 安 全 或 设 备 损 害 的 事 件 注 意 事 项 请 您 仔 细 阅 读 本 手 册 中 的 技 术 规 范, 准 确 理 解 手 册 中 的 各 项 技 术 数 据 和 使 用 环 境 指 示, 正 确 合 理 安 全 地 使 用 本 公 司 产 品 系 统 设 计 和 布 线 配 置 时, 请 您 认 真 地 进 行 系 统 的 电 磁 兼 容 性 设 计 和 结 构 配 置 设 计, 采 取 必 要 和 适 用 的 技 术 方 法 应 该 由 经 过 培 训 的 或 持 有 相 关 部 门 颁 发 并 有 效 证 书 的 技 术 人 员 进 行 安 装 和 调 试, 他 们 应 了 解 和 遵 守 通 用 工 程 和 特 殊 工 程 的 标 准 规 则 60

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