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PART A: 新系統(tǒng)的要求:
    對 Stanger Asia 公司已設(shè)置的兩個干、濕測試室(CHAMBER), 系統(tǒng)硬件的操作狀況, 通過新開發(fā)的應(yīng)用軟件, 進(jìn)行實時監(jiān)察及數(shù)據(jù)采集。 現(xiàn)場信號包括每個測試室內(nèi)的11個溫度和 11個濕度檢測信號，分別及連續(xù)地被采集到各自以O(shè)PTO 22數(shù)據(jù)采集硬件及 F.F. 輔助組態(tài)軟件平臺的SNAP I/O監(jiān)測系統(tǒng), 主機(jī)的PC中, 進(jìn)行實時的動態(tài)圖形和報警顯示，作實時或歷史連續(xù)趨勢曲線的圖形顯示和報表打印, 并將有關(guān)數(shù)據(jù), 被保存在Microsoft Access數(shù)據(jù)庫中, 并可對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，打印所需的報表。另外有需要時, 上述數(shù)據(jù)可被儲存入全公司管理層的ERP 中心數(shù)據(jù)庫中。

PART B: 新系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):
    根據(jù)上述兩個測試室(Dry Chamber ~ 30±3% R.H./ Wet Chamber ~ 85±3% R.H. and Temperature ~ 23±2oC)溫度及濕度實時監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計要求，采用美國OPTO 22公司, 以PC技術(shù)為基礎(chǔ), 相當(dāng)先進(jìn)屬工業(yè)級, 相當(dāng)可靠的SNAP I/O系統(tǒng)，作為上述自動化監(jiān)測及進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心 (CORE) 結(jié)構(gòu)，結(jié)合OPTO 22極之先進(jìn)易用的配套專用的應(yīng)用軟件開發(fā)FactoryFloor Suit組態(tài)軟件包，在32位的WINDOWS操作系統(tǒng)平臺上，開發(fā)出新的, 既能簡便完成系統(tǒng)各種監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集功能，又具有操作者使用靈活的人機(jī)接口，自動化監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。

    美國OPTO 22公司創(chuàng)立于1974年，以生產(chǎn)非常可靠, 具有4000伏特光隔離特性的固態(tài)繼電器及I/O模塊著稱于世，OPTO 22早在1980年，在世界上首先推出具有現(xiàn)場總線概念的分布式, 前端智能化I/O單元監(jiān)控系統(tǒng)，而符合現(xiàn)場總線概念的系統(tǒng), 正是目前世界上最先進(jìn)及最流行的自動化監(jiān)控技術(shù)。

    在本系統(tǒng)中，將采用OPTO 22的先進(jìn)且相當(dāng)成熟和可靠的SNAP I/O監(jiān)控系統(tǒng)，這是一個應(yīng)用串行通訊、多次重發(fā)通訊技術(shù)，三層現(xiàn)場分布式, 前端I/O智能化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)， 本系統(tǒng)由兩個測試室(CHAMBER)的監(jiān)測主機(jī) (PC) 和一臺OPTO 22, 型號: SNAP-LCSX-PLUS 主控制器, 以及一個可作分布安裝, 被放置于前端作為智能化I/O單元, 進(jìn)行就近對模塊單元上的I/O, 進(jìn)行監(jiān)控的型號: SNAP-B3000智能塊所組成。 每個系統(tǒng)通過與型號: SNAP-B3000智能塊, 被安裝在同一型號: SNAP-B16MC底板上的6個 SNAP-AIRTD 模塊連接11個溫度傳感器。 加上6個型號: SNAP-AIV模塊作為連接11個濕度傳感器。 而主機(jī)(PC) 通過 RS-232串口, 連接OPTO 22 型號: SNAP-LCSX-PLUS主控制器，型號:

    SNAP-LCSX-PLUS主控制器上的RS-485串行通訊口，再與型號: SNAP-B3000智能塊連接, 通過配套的SNAP I/O模塊, 進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集。

PART C: 配套組態(tài)軟件:
    在本項目的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，將采用32位, 通用的微軟WINDOW 2000的操作系統(tǒng)平臺， OPTO 22公司為其SNAP I/O監(jiān)控系統(tǒng)， 提供了一套與之緊密配合的應(yīng)用開發(fā)組態(tài)軟件包FactoryFloor Suit， 該軟件包是基于PC的WINDOWS平臺。 用戶可在一臺PC上, 用流程圖設(shè)定監(jiān)控系統(tǒng)中各種設(shè)備的相關(guān)監(jiān)控流程，以及數(shù)據(jù)及字符的運算及處理；用圖形組態(tài)方式，很方便地編制系統(tǒng)的人機(jī)接口，設(shè)定需要保存的系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)，如有需要，還可以SQL或ACCESS的通用數(shù)據(jù)庫格式，保存相關(guān)的數(shù)據(jù)。

PART D: 應(yīng)用軟件說明:
    基于已被設(shè)置在Stanger Asia公司粉嶺廠房現(xiàn)場的上述兩套系統(tǒng)硬件, 重新開發(fā)的配套本監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件, 將具有以下功能: 

1. 在型號: SNAP-LCSX-PLUS主控制器中, 使用OptoControl的Flowchart所開發(fā)的應(yīng)用程序, 實現(xiàn)實時采集溫度, 濕度的數(shù)據(jù), 并在需要時作出Calibration的修正和工程單位元的轉(zhuǎn)換等功能, 有關(guān)監(jiān)測流程及數(shù)據(jù)采集的軟件。

2. 在 PC上使用OptoDisplay的組態(tài)功能, 開發(fā)人機(jī)操作接口。 結(jié)合使用VB語言開發(fā)的輔助軟件, 可實現(xiàn):

a. 應(yīng)用軟件的用戶級別及密碼設(shè)置。

b. Calibration數(shù)據(jù)的輸入及設(shè)定所監(jiān)測的溫度、濕度是否需要修正。

c. 所監(jiān)測的溫度、濕度點的動態(tài)圖形顯示。

d. 設(shè)定所監(jiān)測的溫度、濕度的Alarm上、下限,作實時Alarm訊息打印。

e. 所監(jiān)測的溫度、濕度點的實時及歷史趨勢圖的顯示、保存及打印。

f. 所監(jiān)測的溫度、濕度點數(shù)據(jù)定時被存入Database。

g. 對Database中保存的數(shù)據(jù), 進(jìn)行統(tǒng)計分析, 并打印相關(guān)報表。

3. 通過Local Area Network, 可作遠(yuǎn)距離對監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 作失效的診斷,進(jìn)行遠(yuǎn)程(Remote)監(jiān)視及在線對應(yīng)用軟件的修改。

PART E: 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖:

系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)簡圖, 請參閱示意圖 "圖一"和"圖二"。

                  Structure of Existing System Hardware

                                   (圖一)

                Structure of System New Application Software

                                (圖二)

PART F: SNAP I/O監(jiān)控系統(tǒng)介紹:
    美國OPTO 22公司的SNAP I/O監(jiān)控系統(tǒng)是基于開放式的PC技術(shù)、最先進(jìn)"工業(yè)現(xiàn)場總線"的自動化監(jiān)控概念, 由可多達(dá)64個 "前端智能化(帶有功能龐大的CPU) I/O單元, 所組成的現(xiàn)場分布式監(jiān)控系統(tǒng)"。 在以太網(wǎng)絡(luò)(LAN)上, 任何一個分站的PC, 可以通過一條雙絞線, 用串行通訊RS-485方式連接多個OPTO22 SNAP主控制器 (L.C.) （連接的方式還可以采用ETHERNET 、 ARCNET網(wǎng)絡(luò)通訊方式）；SNAP主控制器再通過一條雙絞線, 串口RS-485與分布在現(xiàn)場的多達(dá)64個前端分布式智能化I/O單元相連（連接的方式同樣可以采用ETHERNET或ARCNET網(wǎng)絡(luò)通訊方式）；前端分布式智能I/O單元（以下簡稱 "前端I/O單元"）是由一個帶處理器的I/O智能塊 (B.B.) 加一個I/O模塊安裝底板所構(gòu)成。 而前端I/O單元的底板上, 可根據(jù)需要插上各式各樣數(shù)字量或仿真量的I/O模塊。

    OPTO 22解決監(jiān)控方案的主要特點, 是前端分布式智能化I/O單元。 將前端I/O單元被分散到工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備或儀表內(nèi)或附近，不但大大地削減了現(xiàn)場到I/O之間相對應(yīng)的連接導(dǎo)線，還節(jié)約了自控系統(tǒng)的安裝費用，并將信號受干擾的可能性降至最低。 同時還使用戶在以后的維護(hù)、擴(kuò)展都帶來十分方便：增加I/O單元只要連接到標(biāo)準(zhǔn)的RS-485雙絞線上就完成了擴(kuò)展；前端I/O單元的任一個I/O模塊的失效，都不影響系統(tǒng)及其它I/O模塊，而且只需要把失效的模塊更換就可了事； 況且I/O模塊可進(jìn)行帶電熱拔插。 因此在更換它們時無需斷電停機(jī)。 因此表明, 其中一個任何前端I/O單元上的智能塊失效, 亦不會影響系統(tǒng)中, 其它前端I/O單元的正常操作。 所以就更進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性；在前端I/O單元的模塊安裝底板上，開關(guān)量（DI、DO）和仿真量（AI、AO）模塊可以混裝。 可根據(jù)不同現(xiàn)場的不同信號需求, 可以進(jìn)行靈活而完全切合用戶所需的配置，這樣就可進(jìn)一步降低成本。
型號:　SNAP-LCSX-PLUS主控制器的CPU為32位的Motorola 68EC020芯片，CPU的時鐘頻率為16.67MHz。

    前端I/O單元的處理器(型號: SNAP-B3000智能塊), 負(fù)責(zé)對I/O進(jìn)行以微秒為時間單位的掃描和檢測，能進(jìn)行高達(dá)20kHz的高速計數(shù)、最小分辯率達(dá)到100微秒寬的脈沖寬度；執(zhí)行仿真量輸入輸出、工程單位元的轉(zhuǎn)換，PID控制，測量數(shù)據(jù)的累計、平均、檢測最大和最小值等功能（例如熱電偶的輸入，首先自動進(jìn)行線性化，再轉(zhuǎn)換成攝氏度或華氏度，再提供給上位SNAP主控制器）；對偶發(fā)事件有對上位主控制器, 進(jìn)行中斷的功能。 前端I/O單元執(zhí)行I/O掃描和其它功能時， 并不消耗SNAP主控制器的操作時間， 使上位主控制器, 能更有效及快速地完成監(jiān)控程序的運行、可以實時地響應(yīng)來自下位前端I/O單元的智能塊中斷等任務(wù)。

    OPTO 22的I/O模塊, 有多種量程范圍、 多種類型， 從2.5VDC到280VAC/VDC的開關(guān)量輸入/輸出，有標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的電流環(huán)輸入/輸出，也有10VDC輸入/輸出。 各種熱電阻、熱電偶輸入等，可以根據(jù)現(xiàn)場信號的類型選取。 大大地減少了變送器或繼電器等中間環(huán)節(jié)，既可節(jié)省大筆費用，還增加了系統(tǒng)的精度和可靠性。OPTO 22的I/O模塊采用自動化工控, 最先進(jìn), 完全獨立全密封封裝, 單點單路的固態(tài)模塊方式所組合，帶有4000VDC的光電隔離，可把現(xiàn)場的任何干擾都隔離掉；可抵御很強的震動和沖擊；可工作在0℃到70℃的溫度范圍內(nèi)，因此可以在全密封、無通風(fēng)或風(fēng)扇散熱的環(huán)境中, 長期不間斷地正常操作。 前端I/O單元和上一級主控制器的連接, 采用了RS-485現(xiàn)場總線串行, 多次重發(fā)通訊標(biāo)準(zhǔn)，對仿真量的傳輸由于經(jīng)過了D/A、A/D的轉(zhuǎn)換，通信線路上被傳輸?shù)? 全部是數(shù)字信號，不但能提高測量和控制的精度，還增加了抗干擾能力。 OPTO 22的各種產(chǎn)品的MTTF（平均無故障操作時間）都相當(dāng)高, 達(dá)到軍用標(biāo)準(zhǔn)(MIL STD)：主控制器的MTTF是37萬小時；前端I/O單元的智能塊, 是140萬小時；仿真輸入、輸出模塊是296萬小時；開關(guān)量輸入模塊是378萬小時；開關(guān)量輸出模塊是592萬小時。 OPTO 22的所有這些工業(yè)級產(chǎn)品, 都保證了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定、可靠地運行。

    OPTO 22的現(xiàn)場分布式, 前端智能化I/O監(jiān)控技術(shù), 采用了兩級處理器：SNAP主控制器執(zhí)行監(jiān)控程序運行、響應(yīng)中斷等任務(wù)；前端I/O單元的智能塊上的處理器, 執(zhí)行I/O掃描和其它功能，實現(xiàn)了兩級, 真正分布式并行處理模式、極之先進(jìn)的操作方式 （而在PLC中, 采用的只是單一的一級處理器, PLC的CPU單元，首先必須順序掃描所有輸入點，運行監(jiān)控程序，還要再進(jìn)行輸出，而且PLC只是一個順序式操作的控制器, 智能化程度不高）。
PID控制是工業(yè)控制中最基礎(chǔ)、也是用的最廣泛的一種控制方法，它具有較復(fù)雜的模型、要求快速的運算。在OPTO 22系統(tǒng)中， PID控制是被放在前端I/O單元上，由單元上的智能塊處理器執(zhí)行，無須上位的SNAP主控制器參與。假如PID控制數(shù)量增加，只需增加與之相對應(yīng)的前端I/O單元（一個前端I/O單元, 能單獨控制16個PID回路）。 OPTO 22系統(tǒng)的先進(jìn)和可靠性, 由此也可見一斑了!

    OPTO 22系統(tǒng)開放性相當(dāng)強，它支持諸如Fix、Paragon、Intouch等流行的通用監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)平臺， 同時也有自己的、功能相當(dāng)強的監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)平臺即FactoryFloor Suit (專用的"工業(yè)現(xiàn)場"套裝組態(tài)軟件)。在OPTO 22較低級的主控制器上, 就可以相當(dāng)容易, 開發(fā)出所需的應(yīng)用軟件，能夠直接裝載到高級的主控制器上運行，因此系統(tǒng)擴(kuò)充與升級非常容易。

    OPTO 22公司在SNAP I/O監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上, 采用IT的技術(shù), 又推出了（在世界范圍內(nèi)的工業(yè)控制領(lǐng)域中還是第一次）使用以太網(wǎng)和 "TCP/IP", 包括IEEE 1394協(xié)議方式通訊的I/O系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)通訊，甚至可以通過Internet也可以對最前端的I/O, 進(jìn)行現(xiàn)場的監(jiān)控。 亦可以把現(xiàn)場I/O所監(jiān)控及所采集到的數(shù)據(jù), 不需經(jīng)過中間的任何媒介作中轉(zhuǎn), 可以無縫地被直接傳轉(zhuǎn)到企業(yè)最高管理層的數(shù)據(jù)庫或ERP中。

    詳細(xì)的OPTO 22 的"SNAP 以太網(wǎng)I/O監(jiān)控系統(tǒng)"和"SNAP-IT終極I/O監(jiān)控系統(tǒng)"的介紹，請參閱B.S.所備的兩本, 編號: TM-1045/B.S.及TM-1047/B.S.中文參考資料："奧圖22產(chǎn)品的發(fā)展歷程和它各種獨特I/O系統(tǒng)技術(shù)介紹"和"奧圖22與IT技術(shù)有關(guān)的夾裝式以太網(wǎng)I/O及終極I/O監(jiān)控技術(shù)介紹"。

一、現(xiàn)場主控制器(L.C.)-產(chǎn)品, 型號：SNAP-LCSX-PLUS:
1. CPU：32位Motorola 68EC020 處理器。

2. 內(nèi)存：1MB帶電池后備，256KB快閃可擦寫內(nèi)存。

3. 具有電池后備的實時時鐘與萬年歷。

4. 具有看門狗時鐘。

5. 四個串行接口，一個固定的RS-485，三個可分別獨立設(shè)定為RS-232/485。

6. 具有分時多任務(wù)的系統(tǒng)固件，可同時處理30個不同的控制程序。

7. 工作電壓：+5VDC±0.1VDC

8. 工作溫度：0℃-70℃

9. 相對濕度：5%-95%

二、遠(yuǎn)程I/O單元上智能塊(B.B.):
A. 遠(yuǎn)程處理器智能塊-產(chǎn)品型號：SNAP-B3000

1. CPU：16位微處理器。

2. 通信接口：RS-485/232，可選擇二或四線方式。

3. 通訊速率：300至115，200bps，可選擇設(shè)定。

4. 通訊距離：3，000 英