一、前言： 自從Microsoft于數(shù)年前推出WinCE操作系統(tǒng)，首先應(yīng)用于PDA設(shè)備上，其功能的表現(xiàn)與現(xiàn)有Windows系統(tǒng)不相上下。此時(shí)已經(jīng)有人提出工控系統(tǒng)應(yīng)用的構(gòu)想，事實(shí)上Microsoft也以WinCE為踏入工控界的一項(xiàng)利器。對(duì)于要求系統(tǒng)穩(wěn)定性大于新功能的工控系統(tǒng)來說，還是有不少人質(zhì)疑WinCE的可靠性。但是經(jīng)過多年的發(fā)展，Microsoft于2003年推出WinCE 4.2版后，已經(jīng)大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且WinCE已經(jīng)具備信息系統(tǒng)許多功能，例如：Ethernet網(wǎng)絡(luò)、SQL數(shù)據(jù)庫、多媒體影像語音處理、Web聯(lián)網(wǎng)等等，這些功能又是原有PLC、DCS等工控設(shè)備所欠缺的，可以預(yù)見一種新的應(yīng)用趨勢(shì)將要出現(xiàn)。近年來有些工控設(shè)備廠商也陸續(xù)推出WinCE＋I(xiàn)/O Module的產(chǎn)品，除了有PC系統(tǒng)的功能外，再加上PLC等級(jí)的處理控制信號(hào)能力，使得一臺(tái)WinCE設(shè)備同時(shí)具備PC＋PLC的功能。目前泓格于2003年8月所推出的WinCon-8000控制器為其中的代表作。筆者從事工控整合應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)十年，由早期的Mini Computer、DOS、Windows等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都使用過，當(dāng)看到此種WinCE工控設(shè)備的出現(xiàn)，而且價(jià)格遠(yuǎn)比以往PLC設(shè)備等更具競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)，可以想見的許多原先無法辦到或者整合的系統(tǒng)將是有解，而且一些新的應(yīng)用將會(huì)被創(chuàng)造出來。 本文將以WinCon-8000為例，說明WinCE系統(tǒng)的新功能，依據(jù)筆者的以往實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)提出一些應(yīng)用構(gòu)想，希望能夠拋磚引玉，觸發(fā)有興趣者一些新的應(yīng)用方式，能夠與工控業(yè)界同好互勉之。 二、WinCon-8000主要特點(diǎn)： 在此不做WinCE基本功能的說明，基本上此與Windows功能是相同的。WinCE加強(qiáng)Real Time功能、較小的操作系統(tǒng)、快速系統(tǒng)啟動(dòng)、中斷處理等方面功能，以因應(yīng)自動(dòng)控制的最重要需求：「時(shí)間掌控、實(shí)時(shí)反應(yīng)」。 我們重點(diǎn)要放在當(dāng)WinCE作為工控系統(tǒng)時(shí)，必須重視的是相關(guān)軟硬件系統(tǒng)搭配，畢竟此與一般的PC系統(tǒng)是不同的。 1.I/O模塊：I/O Module分成三種類：串行式連接、Ethernet網(wǎng)絡(luò)連接、Parallel Bus（Build in I/O）連接等。其中串行式速度最慢，Ethernet網(wǎng)絡(luò)次之，Parallel Bus最快。此三種架構(gòu)的I/O Module都有適用的場(chǎng)合，因應(yīng)所規(guī)劃的信號(hào)響應(yīng)速度，選擇所需的種類。但是在此必須提醒的一點(diǎn)是Parallel Bus I/O，具有非?？焖俚男盘?hào)反應(yīng)，又因?yàn)榕c主機(jī)在同一個(gè)設(shè)備上共享同一電源，所以沒有串行式及Ethernet網(wǎng)絡(luò)等兩種I/O，可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)斷線或電源斷線等故障。也就是Parallel Bus I/O的速度及穩(wěn)定度遠(yuǎn)大于其它兩種I/O，這是在規(guī)劃一個(gè)控制系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，必須考慮的要點(diǎn)。而不要迷信只有Ethernet I/O就可以取代一切信號(hào)點(diǎn)的做法。

另外網(wǎng)絡(luò)I/O尚有CAN(Control Area Network) Bus與泓格自有的FRNet透過Modbus/RTU、CANOpen、DeviceNet等通信規(guī)約, 可以與泓格的I-7000、I-8000及其它廠牌的CAN I/O相連接，而且FRNet則是沿用了PLC架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，采用Token Ring的方式，無須軟件協(xié)議，在固定的時(shí)間內(nèi)可以掃描所有的I/O點(diǎn)，再透過Dual-Port RAM的方式與主控制層做溝通。 2.Soft PLC：提供ISaGRAF、Micro Trace Mode等Soft Logic PLC的軟件包，可以完全執(zhí)行PLC的Ladder Diagram的程序功能。使用方式就是先于PC上編輯設(shè)計(jì)Ladder Diagram應(yīng)用程序，然后下載至WinCon-8000執(zhí)行。也就是可以當(dāng)作一臺(tái)PLC來使用，而且還有以下數(shù)點(diǎn)PLC所不能做到的功能，如此架構(gòu)可以產(chǎn)生PLC Plus的效果。此Plus的功能就會(huì)激發(fā)出許多新的應(yīng)用架構(gòu)。 3.SCADA System：提供Indusoft Web Studio、AdAstrA Embedded HMI等套裝監(jiān)控系統(tǒng)。于WinCon-8000上提供的是執(zhí)行版本。先于PC設(shè)計(jì)所要的監(jiān)控畫面，然后Download至WinCon-8000上執(zhí)行。這些監(jiān)控系統(tǒng)也具備各種PLC的通信模塊以及OPC Client的Driver，所以除了與WinCon-8000本身的I/O Module通信外，還很容易地與其它PLC通信。我們可以發(fā)現(xiàn)以前一臺(tái)某廠牌的PLC要與另一廠牌的通信是多么困難的一件事，現(xiàn)在可以藉由PLC與SCADA為一體的架構(gòu)做到。又SCADA具有Web的功能，所以透過Internet做到Remote Control的功能。我們想象單獨(dú)一臺(tái)PLC要上Internet又是何等的困難，但是WinCon-8000可以輕易地辦到，只不過WinCE是先進(jìn)的操作系統(tǒng)，很簡單地就可以融入現(xiàn)有信息系統(tǒng)的大架構(gòu)中，此功能不過舉手之勞，但是在實(shí)務(wù)應(yīng)用上卻是一大突破?？梢韵胍姷卦S多新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)被開發(fā)出來。 4.OPC and Modbus支援：WinCon-8000提供OPC以及Modbus等兩種數(shù)據(jù)通信方式，可以與外部系統(tǒng)做I/O信號(hào)值的數(shù)據(jù)交換。這些通信方式為工控業(yè)界的兩大通信標(biāo)準(zhǔn)，所以系統(tǒng)整合也是標(biāo)準(zhǔn)化。舉例來說：以前任何一個(gè)程序要與PLC相連以讀寫相關(guān)信號(hào)點(diǎn)，必須自行設(shè)計(jì)通信Driver，但是對(duì)于各種PLC不同的通信方式及信號(hào)安排都不熟悉，系統(tǒng)設(shè)計(jì)門坎非常的高。如今只要依據(jù)以上兩種通信標(biāo)準(zhǔn)，市面上有許多組件可以使用。只要使用一臺(tái) WinCon-8000就搞定一切。 5.SQL數(shù)據(jù)庫：此功能是非常重要的一點(diǎn)。此為標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，與Windows SQL Server同一等級(jí)。一般控制系統(tǒng)因?yàn)槭芟抻谟布募軜?gòu)，只能專注于信號(hào)點(diǎn)的處理，而無法做大量數(shù)據(jù)的處理。但是PC軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，使得此方面的基礎(chǔ)系統(tǒng)健全，而且價(jià)格更便宜，因此大量資料的儲(chǔ)存及處理變成可能，可以擴(kuò)展許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。例如：配方表、生產(chǎn)工單、產(chǎn)品品質(zhì)紀(jì)錄、操作紀(jì)錄、警報(bào)紀(jì)錄、作業(yè)程序步驟、影像文件、語音文件、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)紀(jì)錄、大量信號(hào)數(shù)據(jù)記錄、….等等各種形式數(shù)據(jù)的運(yùn)用。當(dāng)數(shù)據(jù)越詳細(xì)，活用數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)越多，就會(huì)創(chuàng)造許多新的功能，信息越透明就會(huì)使得控制更為精確，同時(shí)也降低人為的錯(cuò)誤率，并且延伸出許多新的應(yīng)用手法。 6.網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)iPush：此功能打開一扇網(wǎng)絡(luò)方便門，使得應(yīng)用系統(tǒng)使用者不用知道背后復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理程序。以往如果設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就必須知道TCP/IP、Socket、網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約7層架構(gòu)、….等等技術(shù)知識(shí)，然后設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)通信程序，又要考慮通信量、通信速度、Socket API使用、通信Timing的掌握…等等高級(jí)的程序設(shè)計(jì)技巧。同時(shí)通信的形式又有多種選擇，例如：簡訊、語音通知、影像傳輸、E-mail、Message、主動(dòng)廣播、多數(shù)或單獨(dú)通知、通信頻率、單向或雙向通信、….等等不同方式。最后接收端的選擇也是多樣性，例如：監(jiān)控系統(tǒng)、OPC Server、Excel、PDA、手機(jī)、Internet瀏覽器、….等等。如今以上的一切都交給iPush就可以了。如下圖所示。

WinCon-8000已經(jīng)配置有iPush Server，經(jīng)過設(shè)定后就可以做到以上所有的事情。于接收端(iPush Client)則提供各種組件負(fù)責(zé)接收，例如：Excel或Internet瀏覽器安裝相關(guān)組件，就可以開始與WinCon-8000通信，完全不用設(shè)計(jì)程序。當(dāng)然如果想要自行設(shè)計(jì)程序，然后透過 iPush做網(wǎng)絡(luò)通信也非常簡單，無論于iPush Server端或者iPush Client端，只要運(yùn)用相關(guān)組件API就可以達(dá)到目的，所使用的API也簡化到connect、read、write、disconnect、…等少數(shù)功能即可。 我們要曉得使用WinCon-8000絕大部分為電機(jī)設(shè)計(jì)人員，可以想見當(dāng)要這類使用者去設(shè)計(jì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)程序，如同緣木求漁一般的困難。但是工控設(shè)備要連上網(wǎng)絡(luò)這又是必須經(jīng)過的第一道關(guān)卡，如今見到WinCon-8000對(duì)這方面提出解決方案，這就是完全站在使用者立場(chǎng)所設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品。 7.開發(fā)工具應(yīng)用：如果要自行開發(fā)程序有Visual Basic .NET、Visual C#、Embedded Visual C  等多種工具。同時(shí)也有多種接口API以作為整合設(shè)計(jì)用。例如：控制I/O的DLL、iPush組件、SCADA System API、SQL Server API、Modbus Protocol DLL、OPC接口等。也就是可以由各種功能層面得到所要的連接接口，如此形成一個(gè)完全的整合系統(tǒng)，無論從哪一方面切入都可以得到滿意的整合性。所以使用者可以放心去設(shè)計(jì)特有功能的程序，然后整合至原有套裝系統(tǒng)，變成一個(gè)新的應(yīng)用系統(tǒng)。

三、應(yīng)用趨勢(shì)探討： 以下的應(yīng)用架構(gòu)是依據(jù)我以前的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)所想象出來的，于系統(tǒng)上、技術(shù)上絕對(duì)可行，所缺少的是實(shí)際應(yīng)用例。只要讀者抓住各應(yīng)用例的核心功能，尋找適當(dāng)?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合，就可以發(fā)揮WinCon-8000的最大效能。 1.單一或遠(yuǎn)程控制盤： 1.1應(yīng)用說明： * 一般控制盤都是將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)配線至端子盤后，接至PLC的I/O Module內(nèi)，設(shè)計(jì)Ladder Diagram程序做控制，再通信連接至PC的SCADA系統(tǒng)或者專用的監(jiān)控系統(tǒng)接口設(shè)備，做各種人機(jī)畫面操作。 * 如今可以將Ladder Diagram以及SCADA監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)于同一臺(tái)WinCon-8000內(nèi)。而且還有先進(jìn)的Web Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，再加上iPush主動(dòng)將信號(hào)送至所指定的系統(tǒng)上。 1.2主要功能： * 一臺(tái)設(shè)備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。 * 遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，尤其適合于該控制盤配置于人員無法隨時(shí)管理的地方，透過此功能達(dá)到遙控目的。 * 網(wǎng)絡(luò)配置只要利用現(xiàn)有電訊設(shè)備，例如：ADSL等即可。 1.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、iPush等系統(tǒng)。 2.配方機(jī)器控制： 2.1應(yīng)用說明： * 有許多生產(chǎn)設(shè)備需要配方表的控制，例如：塑料成型設(shè)備、預(yù)拌混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、飼料生產(chǎn)設(shè)備…等等。 * 依據(jù)配方會(huì)連動(dòng)不一樣的I/O控制。而且以網(wǎng)絡(luò)與中控室主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)視需要隨時(shí)更新配方規(guī)格。 * 目前系統(tǒng)大都使用PLC再加PC或者監(jiān)控觸控屏幕，采單機(jī)作業(yè)，無法網(wǎng)絡(luò)整合。 2.2主要功能： * 一臺(tái)設(shè)備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。 * SQL Server儲(chǔ)存配方規(guī)格及操作步驟程序等，提供最人性化的接口操作。 * 與中控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)做數(shù)據(jù)交換及更新。 2.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、SQL Server等系統(tǒng)。 3.居家保全控制主機(jī)： 3.1應(yīng)用說明： * 以往保全系統(tǒng)是一個(gè)專屬的封閉系統(tǒng)，除了居家的門窗、火警、門禁等信號(hào)外，都使用電訊專線以達(dá)到聯(lián)機(jī)通信的功能。所以保全系統(tǒng)較難擴(kuò)展至廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。 * 使用WinCon-8000可以設(shè)計(jì)<< p="">