Opto22控制系統(tǒng)應用廣泛，目前已經在石油、化工、智能樓宇、礦山、系統(tǒng)配套生產線等領域獲得了廣泛的好評。本文將介紹一個Opto22串行通訊控制系統(tǒng)在中央電視臺的應用的開發(fā)設計過程。
一、項目背景
1998年，中央電視臺決定上一套自動控制系統(tǒng)實現對主樓（在臺內稱為方樓）、圓樓（即大家熟悉的中央電視臺一號演播大廳所在的樓）外圍的燈光進行控制。所選用的是Opto22當時的G4LC32ISA-LT控制器及G4 Digital Mutifunction模塊（數字量輸出），由于在今年運行程序的計算機損壞，導致控制器板卡上的時鐘出現了問題，中央電視臺決定更換硬件，同時升級軟件。在這一技術改造項目中，控制器改為SNAP-LCSX-PLUS控制器，它是一款專門用于串行通訊的控制器，通過其上的Rs232或Rs485通訊口實現對IO的讀取和控制，而系統(tǒng)的IO模塊仍然利用原來的模塊而不用更換。軟件采用最新的Factory Floor 4.1代替原來運行在Dos下的軟件Cyrano。
二、系統(tǒng)功能及硬件構成
整個系統(tǒng)的功能主要是：所有的燈光按照所在位置分成八個區(qū)域，所有燈光按照平時、周末、節(jié)日分為三種不同狀態(tài)根據工作人員設定的時間開關部分或全部的燈光，即節(jié)日亮全部的燈光，周末亮大部分的燈光，平時亮小部分的燈光。
系統(tǒng)硬件組成：計算機一臺；SNAP-LSCX-PLUS控制器一臺，SNAP-PS5C10電源一塊為控制器提供電源；八個區(qū)域有八塊G4D16R遠程485IO模塊，為開關量輸出模塊。
SNAP-LSCX-PLUS控制器：它的CPU是32位的處理器，時鐘頻率是16.67，1M的RAM，256K的Flash。專門用于與Opto22的遠程IO通訊，通訊方式為Rs485。需要5V電源供電。SNAP-LSCX-PLUS控制器的軟件編程環(huán)境為Opto22的Factory Floor，其包括OptoControl、OptoDisplay等組件。SNAP-LSCX-PLUS控制器一款靈巧、小型、功能強大的實時控制器。對那些節(jié)約成本又需要穩(wěn)定高效的控制方案的應用是個不錯的選擇。
G4 Digital Mutifunction模塊：在這個項目中采用的是G4D16R遠程485IO模塊，它是Opto22公司較早一塊產品，但其性能穩(wěn)定，中央電視臺在十年前用的產品，在這次改造中仍然利舊，不用更換新的IO模塊。其采用16位，時鐘頻率為12M的處理器作為CPU，能提供計時、計數、鎖存、輸出脈沖等功能。它能提供智能靈活的單點到16點的輸出控制。
系統(tǒng)的硬件架構可以用下面的圖表示：
計算機通過RS232通訊線與SNAP-LSCX-PLUS控制器上的Remote0端口連接通訊，實現對控制器控制，包括下載程序、升級內核等；用SNAP-LSCX-PLUS控制器的Remote1端口與八個區(qū)域中的四個遠程IO相連通訊，Remote2與另四個遠程IO模塊相連通訊。遠程IO模塊需要通過撥碼開關設定地址，然后在OptoControl中將模塊配置好，關鍵是選擇好配置對話框中的連接端口，設置好模塊地址。
三、軟件設計
軟件設計分為兩部分：控制程序部分和組態(tài)界面設計部分。這里分別予以簡單介紹。
控制程序部分。整個的系統(tǒng)控制程序設計部分的難點在于開關燈時間的判斷上。系統(tǒng)要求根據設定的開關燈時間來控制燈的亮滅，那么開燈和關燈就有兩種情況，一種是開燈時間大于關燈時間，一種是開燈時間小于關燈時間，即前一種情況是隔夜的情況，后一種是當天的情況。無論現在是處于平時、周末、節(jié)日那種狀態(tài)，都要根據開關燈的時間來設定開關燈標志去控制燈光的亮滅。利用開關燈的時間來設定開關燈標志的程序可以用如下的流程表示。
組態(tài)界面設計部分。界面部分主要包括一主界面、八個分區(qū)域對應的界面、各狀態(tài)的開關燈時間設定界面。
主界面主要顯示當前的運行狀態(tài)和狀態(tài)選擇，以及哪個區(qū)域有燈在亮，跳轉到各個界面的按鈕和系統(tǒng)退出按鈕，并且有手動自動按鈕，當選擇自動按鈕時，系統(tǒng)投入自動，可以根據當天是星期幾來控制燈光在周末和平時兩種狀態(tài)間裝換兒不需要人工干預，而選擇手動時就可以認為選擇三種狀態(tài)。主界面如圖所示。
八個區(qū)域顯示各個對應區(qū)域的每盞燈的亮滅情況，并且可以對每盞燈進行開關操作。時間設定界面主要用于設定每一種狀態(tài)的開關燈時間，工作人員可以根據每天天亮和天黑以及周末或是否節(jié)日狀態(tài)設定對應狀態(tài)的開關燈時間。
四、結束語
整個系統(tǒng)的改造工期短，改造后的界面顯示更加人性化，界面直觀使工作人員操作更加方便。Opto22的SNAP-IO控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，性能優(yōu)良和使用壽命長，從現場不需要更換IO模塊就可以看得出來。系統(tǒng)從一投入即運行穩(wěn)定，受到用戶的好評。對于系統(tǒng)的點全是數字量控制的系統(tǒng)，比如樓宇內的燈光控制系統(tǒng)，由Opto22的SNAP-LSCX-PLUS控制器為主構成的控制系統(tǒng)是一個性價比很高的解決方案。
|
選擇OPTO 22公司
SNAP PAC系統(tǒng)的
六大理由
|
1 簡單易操作
SNAP PAC系統(tǒng)由四個部分統(tǒng)一整合而成：軟件、控制器、智能處理器和I/O。系統(tǒng)建立、調試程序，以及故障維護都更簡便，大大減少了系統(tǒng)開發(fā)及投入運行的時間。
2 更低的長期成本
SNAP PAC系統(tǒng)的成本低于許多PLC系統(tǒng)，并且由于軟件是免費的，您不需要投入高昂的費用，便可投入使用該系統(tǒng)。我們?yōu)槟峁┟赓M的培訓以及技術支持，因此對于設備的整個使用期來測試，系統(tǒng)成本會大幅降低。
3 適用于多類自動應用的SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)功能強大。一套系統(tǒng)，便可用于多個自動化項目中，幫助您完成過程控制、離散自動化、能耗管理、數據采集，甚至遠程集中監(jiān)控。
分布式智能，幫助您隨時隨地方便地添加I/O。擁有了有線/無線控制器及I/O，您就可根據實際所需，將有線網絡轉換到無線網絡，或者立即實現兩個網絡的通訊。
靈活的硬件讓您無需浪費更多的投資，節(jié)省了金錢及時間。
4 高級編程工具
SNAP PAC系統(tǒng)的編程方式采用直觀的流程圖，也可運用更高級的腳本語言，或者結合兩者一起使用。這兩種方法所包括的指令，用于標準的過程控制以及離散自動化的功能塊、浮點型數字、串行處理、排列、子程序、指針變量等，其他的高級工具用于復雜的應用。
5 連接到第三方軟件及設備
SNAP PAC控制器及智能處理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP。可簡易地將數據導入到SQL數據庫系統(tǒng)，并直接從硬件發(fā)送郵件。該系統(tǒng)也可以簡單地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的設備、儀器，進行通訊。
6 業(yè)界最好的I/O
憑借著業(yè)內最佳的保障：多數SNAP I/O模塊終身保用。每個模塊出廠前都經過獨立測試，而不是抽樣測試。SNAP PAC系統(tǒng)可以配置從幾個I/O點到數千個I/O點。您可按需，根據信號類型，選擇高可靠性的模擬量、數字量、串口模塊。電壓、電流、交流、直流、熱電偶、RTD、電源檢測器、RS-232、RS-485、Profibus、運動控制、應變測試等等，都可與SNAP PAC系統(tǒng)一同連接。
關于SNAP PAC系統(tǒng)
SNAP PAC系統(tǒng)是Opto 22公司出品，軟硬件集成的系統(tǒng)，用于工業(yè)控制、遠程監(jiān)控、數據采集等應用。簡化了對自動化系統(tǒng)了解、選擇和采購的復雜過程，SNAP PAC系統(tǒng)由以下四部分組成：
PAC Project 軟件套件－－－－簡單易用的基于流程圖的編程方式、HMI（人機界面）、可選的OPC客戶端以及數據庫連接軟件。
SNAP PAC控制器－－－－獨立式和基于機架式的工業(yè)控制器；有線/無線模塊可選。
SNAP PAC智能處理器－－－－智能I/O處理器，用于分布式控制。也可選擇有線/無線模塊。
SNAP I/O－－－－模擬量、數字量、串口量、特殊功能I/O模塊，可與現場設備、儀器、傳感器相連接。所有I/O模塊可交替與標準的以及有線/無線智能處理器一同工作。
這四個簡單，又具有很大靈活性的系統(tǒng)組成部件，可處理任何情況，從最基本的設備監(jiān)控到完整的工廠自動化。
通訊網絡及協(xié)議
SNAP PAC系統(tǒng)自帶Ethernet網絡協(xié)議，因此您無需擔心成本，以及額外添加網絡通訊卡的麻煩。系統(tǒng)中的分布式I/O可運行在以太網或串行網絡，也可同時運行于兩個網絡。另外，您可以與大量的串行設備通訊，例如條形碼閱讀器、RFID閱讀器、串口顯示器、modem等。
由于SNAP PAC系統(tǒng)運行于標準的Ethernet網絡，可直接與計算機、基于Ethernet的設備相互通訊，使用標準的協(xié)議包括TCP/IP、UDP/IP、郵件傳輸協(xié)議SMTP、網絡管理協(xié)議SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系統(tǒng)的EtherNet/IP等。
關于OPTO 22
Opto 22公司研發(fā)并制造應用于工業(yè)自動化、能耗管理、遠程監(jiān)控、數據采集的軟硬件設備。Opto 22的產品是標準化的，用于商業(yè)網絡及計算機技術中，以簡單易用、創(chuàng)新、高品質、高可靠性而聞名世界。Opto 22的輸入/輸出以及控制系統(tǒng)，允許客戶從所有的設備、電子儀器儀表監(jiān)測、控制、采集數據，這些都是項目運行的關鍵。Opto 22產品適用于自動化終端用戶、OEM，信息技術及操作人員已經為全球10,000套設備安裝了該產品。公司始建與1974年，總部位于美國加州的Temecula。Opto 22的產品通過全球網絡的分銷商及系統(tǒng)集成商出售。預知更多信息，請聯(lián)系Opto 22上海代表處，電話：021-58358249，郵箱：optochina@opto22.com。網址：www.opto22.com.cn。
