PART A: 新系統的要求:
    對 Stanger Asia 公司已設置的兩個(gè)干、濕測試室(CHAMBER), 系統硬件的操作狀況, 通過(guò)新開(kāi)發(fā)的應用軟件, 進(jìn)行實(shí)時(shí)監察及數據采集。 現場(chǎng)信號包括每個(gè)測試室內的11個(gè)溫度和 11個(gè)濕度檢測信號，分別及連續地被采集到各自以OPTO 22數據采集硬件及 F.F. 輔助組態(tài)軟件平臺的SNAP I/O監測系統, 主機的PC中, 進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)圖形和報警顯示，作實(shí)時(shí)或歷史連續趨勢曲線(xiàn)的圖形顯示和報表打印, 并將有關(guān)數據, 被保存在Microsoft Access數據庫中, 并可對有關(guān)數據進(jìn)行統計分析，打印所需的報表。另外有需要時(shí), 上述數據可被儲存入全公司管理層的ERP 中心數據庫中。

PART B: 新系統的結構:
    根據上述兩個(gè)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(shí)時(shí)監測及數據采集系統的設計要求，采用美國OPTO 22公司, 以PC技術(shù)為基礎, 相當先進(jìn)屬工業(yè)級, 相當可靠的SNAP I/O系統，作為上述自動(dòng)化監測及進(jìn)行數據采集系統的核心 (CORE) 結構，結合OPTO 22極之先進(jìn)易用的配套專(zhuān)用的應用軟件開(kāi)發(fā)FactoryFloor Suit組態(tài)軟件包，在32位的WINDOWS操作系統平臺上，開(kāi)發(fā)出新的, 既能簡(jiǎn)便完成系統各種監測及數據采集功能，又具有操作者使用靈活的人機接口，自動(dòng)化監測及數據采集系統的應用軟件。

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

    在本系統中，將采用OPTO 22的先進(jìn)且相當成熟和可靠的SNAP I/O監控系統，這是一個(gè)應用串行通訊、多次重發(fā)通訊技術(shù)，三層現場(chǎng)分布式, 前端I/O智能化網(wǎng)絡(luò )監控系統， 本系統由兩個(gè)測試室(CHAMBER)的監測主機 (PC) 和一臺OPTO 22, 型號: SNAP-LCSX-PLUS 主控制器, 以及一個(gè)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)行監控的型號: SNAP-B3000智能塊所組成。 每個(gè)系統通過(guò)與型號: SNAP-B3000智能塊, 被安裝在同一型號: SNAP-B16MC底板上的6個(gè) SNAP-AIRTD 模塊連接11個(gè)溫度傳感器。 加上6個(gè)型號: SNAP-AIV模塊作為連接11個(gè)濕度傳感器。 而主機(PC) 通過(guò) 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(guò)配套的SNAP I/O模塊, 進(jìn)行現場(chǎng)監測及數據采集。

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

PART D: 應用軟件說(shuō)明:
    基于已被設置在Stanger Asia公司粉嶺廠(chǎng)房現場(chǎng)的上述兩套系統硬件, 重新開(kāi)發(fā)的配套本監測及數據采集系統的應用軟件, 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(kāi)發(fā)的應用程序, 實(shí)現實(shí)時(shí)采集溫度, 濕度的數據, 并在需要時(shí)作出Calibration的修正和工程單位元的轉換等功能, 有關(guān)監測流程及數據采集的軟件。

2. 在 PC上使用OptoDisplay的組態(tài)功能, 開(kāi)發(fā)人機操作接口。 結合使用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的輔助軟件, 可實(shí)現:

a. 應用軟件的用戶(hù)級別及密碼設置。

b. Calibration數據的輸入及設定所監測的溫度、濕度是否需要修正。

c. 所監測的溫度、濕度點(diǎn)的動(dòng)態(tài)圖形顯示。

d. 設定所監測的溫度、濕度的Alarm上、下限,作實(shí)時(shí)Alarm訊息打印。

e. 所監測的溫度、濕度點(diǎn)的實(shí)時(shí)及歷史趨勢圖的顯示、保存及打印。

f. 所監測的溫度、濕度點(diǎn)數據定時(shí)被存入Database。

g. 對Database中保存的數據, 進(jìn)行統計分析, 并打印相關(guān)報表。

3. 通過(guò)Local Area Network, 可作遠距離對監測及數據采集系統, 作失效的診斷,進(jìn)行遠程(Remote)監視及在線(xiàn)對應用軟件的修改。

PART E: 系統結構簡(jiǎn)圖:

系統的硬件和軟件結構簡(jiǎn)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監控系統介紹:
    美國OPTO 22公司的SNAP I/O監控系統是基于開(kāi)放式的PC技術(shù)、最先進(jìn)"工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)"的自動(dòng)化監控概念, 由可多達64個(gè) "前端智能化(帶有功能龐大的CPU) I/O單元, 所組成的現場(chǎng)分布式監控系統"。 在以太網(wǎng)絡(luò )(LAN)上, 任何一個(gè)分站的PC, 可以通過(guò)一條雙絞線(xiàn), 用串行通訊RS-485方式連接多個(gè)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(guò)一條雙絞線(xiàn), 串口RS-485與分布在現場(chǎng)的多達64個(gè)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(jiǎn)稱(chēng) "前端I/O單元"）是由一個(gè)帶處理器的I/O智能塊 (B.B.) 加一個(gè)I/O模塊安裝底板所構成。 而前端I/O單元的底板上, 可根據需要插上各式各樣數字量或仿真量的I/O模塊。

    OPTO 22解決監控方案的主要特點(diǎn), 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)現場(chǎng)的設備或儀表內或附近，不但大大地削減了現場(chǎng)到I/O之間相對應的連接導線(xiàn)，還節約了自控系統的安裝費用，并將信號受干擾的可能性降至最低。 同時(shí)還使用戶(hù)在以后的維護、擴展都帶來(lái)十分方便：增加I/O單元只要連接到標準的RS-485雙絞線(xiàn)上就完成了擴展；前端I/O單元的任一個(gè)I/O模塊的失效，都不影響系統及其它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(shí)無(wú)需斷電停機。 因此表明, 其中一個(gè)任何前端I/O單元上的智能塊失效, 亦不會(huì )影響系統中, 其它前端I/O單元的正常操作。 所以就更進(jìn)一步提高了系統的可靠性和可維護性；在前端I/O單元的模塊安裝底板上，開(kāi)關(guān)量（DI、DO）和仿真量（AI、AO）模塊可以混裝。 可根據不同現場(chǎng)的不同信號需求, 可以進(jìn)行靈活而完全切合用戶(hù)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(shí)鐘頻率為16.67MHz。

    前端I/O單元的處理器(型號: SNAP-B3000智能塊), 負責對I/O進(jìn)行以微秒為時(shí)間單位的掃描和檢測，能進(jìn)行高達20kHz的高速計數、最小分辯率達到100微秒寬的脈沖寬度；執行仿真量輸入輸出、工程單位元的轉換，PID控制，測量數據的累計、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(dòng)進(jìn)行線(xiàn)性化，再轉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單元執行I/O掃描和其它功能時(shí)， 并不消耗SNAP主控制器的操作時(shí)間， 使上位主控制器, 能更有效及快速地完成監控程序的運行、可以實(shí)時(shí)地響應來(lái)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(lèi)型， 從2.5VDC到280VAC/VDC的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，有標準的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，可以根據現場(chǎng)信號的類(lèi)型選取。 大大地減少了變送器或繼電器等中間環(huán)節，既可節省大筆費用，還增加了系統的精度和可靠性。OPTO 22的I/O模塊采用自動(dòng)化工控, 最先進(jìn), 完全獨立全密封封裝, 單點(diǎn)單路的固態(tài)模塊方式所組合，帶有4000VDC的光電隔離，可把現場(chǎng)的任何干擾都隔離掉；可抵御很強的震動(dòng)和沖擊；可工作在0℃到70℃的溫度范圍內，因此可以在全密封、無(wú)通風(fēng)或風(fēng)扇散熱的環(huán)境中, 長(cháng)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現場(chǎng)總線(xiàn)串行, 多次重發(fā)通訊標準，對仿真量的傳輸由于經(jīng)過(guò)了D/A、A/D的轉換，通信線(xiàn)路上被傳輸的, 全部是數字信號，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(wú)故障操作時(shí)間）都相當高, 達到軍用標準(MIL STD)：主控制器的MTTF是37萬(wàn)小時(shí)；前端I/O單元的智能塊, 是140萬(wàn)小時(shí)；仿真輸入、輸出模塊是296萬(wàn)小時(shí)；開(kāi)關(guān)量輸入模塊是378萬(wàn)小時(shí)；開(kāi)關(guān)量輸出模塊是592萬(wàn)小時(shí)。 OPTO 22的所有這些工業(yè)級產(chǎn)品, 都保證了系統的長(cháng)期穩定、可靠地運行。

    OPTO 22的現場(chǎng)分布式, 前端智能化I/O監控技術(shù), 采用了兩級處理器：SNAP主控制器執行監控程序運行、響應中斷等任務(wù)；前端I/O單元的智能塊上的處理器, 執行I/O掃描和其它功能，實(shí)現了兩級, 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(diǎn)，運行監控程序，還要再進(jìn)行輸出，而且PLC只是一個(gè)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、也是用的最廣泛的一種控制方法，它具有較復雜的模型、要求快速的運算。在OPTO 22系統中， 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行，無(wú)須上位的SNAP主控制器參與。假如PID控制數量增加，只需增加與之相對應的前端I/O單元（一個(gè)前端I/O單元, 能單獨控制16個(gè)PID回路）。 OPTO 22系統的先進(jìn)和可靠性, 由此也可見(jiàn)一斑了!

    OPTO 22系統開(kāi)放性相當強，它支持諸如Fix、Paragon、Intouch等流行的通用監控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)平臺， 同時(shí)也有自己的、功能相當強的監控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)平臺即FactoryFloor Suit (專(zhuān)用的"工業(yè)現場(chǎng)"套裝組態(tài)軟件)。在OPTO 22較低級的主控制器上, 就可以相當容易, 開(kāi)發(fā)出所需的應用軟件，能夠直接裝載到高級的主控制器上運行，因此系統擴充與升級非常容易。

    OPTO 22公司在SNAP I/O監控系統的基礎上, 采用IT的技術(shù), 又推出了（在世界范圍內的工業(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，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與上位機進(jìn)行高速的數據通訊，甚至可以通過(guò)Internet也可以對最前端的I/O, 進(jìn)行現場(chǎng)的監控。 亦可以把現場(chǎng)I/O所監控及所采集到的數據, 不需經(jīng)過(guò)中間的任何媒介作中轉, 可以無(wú)縫地被直接傳轉到企業(yè)最高管理層的數據庫或ERP中。

    詳細的OPTO 22 的"SNAP 以太網(wǎng)I/O監控系統"和"SNAP-IT終極I/O監控系統"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監控技術(shù)介紹"。

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

2. 內存：1MB帶電池后備，256KB快閃可擦寫(xiě)內存。

3. 具有電池后備的實(shí)時(shí)時(shí)鐘與萬(wàn)年歷。

4. 具有看門(mén)狗時(shí)鐘。

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

6. 具有分時(shí)多任務(wù)的系統固件，可同時(shí)處理30個(gè)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、遠程I/O單元上智能塊(B.B.):
A. 遠程處理器智能塊-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(xiàn)方式。

3. 通訊速率：300至115，200bps，可選擇設定。

4. 通訊距離：3，000 英