一、 概述
在血液病房中，對(duì)溫度，濕度以及光照的要求相當(dāng)高，為了提高自動(dòng)化程度，在北京同仁醫(yī)院血液病房的空調(diào)系統(tǒng)中加入了溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。采用AI-2000型觸摸屏PC做上位機(jī)，AI系列儀表做采集數(shù)據(jù)和控制輸出。實(shí)現(xiàn)了對(duì)空調(diào)機(jī)組、冷水機(jī)組、輔助房間以及各個(gè)病房的溫度、濕度和各個(gè)開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)采集和顯示。
二、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)硬件的組成如下圖所示
| 圖一：系統(tǒng)框圖 |
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三、系統(tǒng)功能
1． 溫度濕度控制自動(dòng)/手動(dòng)切換功能；
2． 風(fēng)機(jī)運(yùn)行/備用切換控制；
3． 病人入住消毒相互連鎖控制：停止、準(zhǔn)備、自凈、入住；
4． 病房燈光遠(yuǎn)程調(diào)整;
5． 病房漏電報(bào)警功能；
6． AI-2000型觸摸屏PC負(fù)責(zé)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)連接的所有儀表進(jìn)行全方位的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和各項(xiàng)事務(wù)的處理；
7． 控制畫面如圖（二）所示
| 圖二：觸摸屏控制畫面 |
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實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中管理和分散控制，方便領(lǐng)導(dǎo)層的管理工作。AI-2000型觸摸屏PC和AI儀表之間采用RS-485通訊，具有信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高等特
四、設(shè)備選型
1、觸摸屏
AI-2000型觸摸屏PC具備高精度、高可靠性、顯示形象直觀、界面友好、使用操作方便、易于功能擴(kuò)充等突出特點(diǎn)；不僅可運(yùn)行WINDOWSCE 、LINUX等各種嵌入式操作系統(tǒng)及軟件，也可運(yùn)行WINDOWS 98等PC操作系統(tǒng)及軟件，應(yīng)用豐富靈活，能全面取代無(wú)紙記錄儀、人機(jī)界面等產(chǎn)品。顯示屏采用10.4英寸TFT真彩色液晶屏幕，配合觸摸式屏幕操作，顯示畫面直觀清晰，操作簡(jiǎn)便。
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同時(shí)采用CF電子盤，解決了普通硬盤不耐震動(dòng)的問(wèn)題，可應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。具有一個(gè)RS232通訊接口、1個(gè)RS485通訊接口，1個(gè)并行打印口、1個(gè)USB接口、1個(gè)PS/2鼠標(biāo)接口，1個(gè)鍵盤接口、1個(gè)RJ45以太網(wǎng)口。
操作系統(tǒng)采用WIN CE作為操作系統(tǒng)，WIN CE操作系統(tǒng)具備高穩(wěn)定性、操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)資源消耗少等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制嵌入系統(tǒng)中；系統(tǒng)軟件是由MCGS嵌入組態(tài)軟件經(jīng)過(guò)二次開(kāi)發(fā)而成的軟件產(chǎn)品，用戶無(wú)需系統(tǒng)組態(tài)、安裝；通電即可直接使用。與宇光儀表配套使用共同構(gòu)成儀表總線系統(tǒng)。
2、AI系列儀表
AI-301M用于在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中作為開(kāi)關(guān)量輸入輸出（I/O）接口，它采用RS485通迅接口與計(jì)算機(jī)通訊，可為計(jì)算機(jī)提供廉價(jià)而高可靠性的開(kāi)關(guān)量輸入與輸出；AI-301M采用平臺(tái)化概念，將系統(tǒng)硬件與軟件分離，可進(jìn)行模塊式組合，在該系統(tǒng)中采用AI-301M儀表來(lái)對(duì)風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組、空調(diào)風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)以及各類指示燈等現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行采集和控制。輸出模塊選擇L4和L5模塊，輸入模塊選擇I5模塊，型號(hào)為：AI- 301ME5L4L4L4I5I5S，具體功能如下：
L4 大容量長(zhǎng)壽命繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出模塊；
L5 2路繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)模塊；
I5 二路外部開(kāi)關(guān)量輸入模塊。
S 光電隔離RS485通訊借口模塊
AI-301M只需進(jìn)行波特率和通訊地址兩項(xiàng)設(shè)置。在該項(xiàng)目中選用E5型，采用導(dǎo)軌安裝方式。波特率和通訊地址的設(shè)置是采用撥碼開(kāi)關(guān)方式，共10 位，1-7位定義儀表通訊地址，二進(jìn)制算法，當(dāng)?shù)刂烦^(guò)100，儀表默認(rèn)其為199。第8位定義通訊波特率BAUD，當(dāng)其設(shè)置為“0”時(shí)通訊波特率為 9600；當(dāng)其設(shè)置為“1”時(shí)通訊波特率為4800。
AI-708型調(diào)節(jié)器是國(guó)產(chǎn)先進(jìn)的儀表，內(nèi)部采用了高性能的ASIC芯片和模塊化硬件設(shè)計(jì)，在輸入、輸出信號(hào)上均采用了數(shù)字校正技術(shù)，以消除穩(wěn)定性較差的可調(diào)電阻所帶來(lái)的誤差；通過(guò)自動(dòng)調(diào)零技術(shù)的應(yīng)用可長(zhǎng)期使用而不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，測(cè)量數(shù)字精確穩(wěn)定；具有多種輸入、輸出規(guī)格和報(bào)警方式設(shè)置。電源可在 85-264VAC（50-60HZ）寬范圍內(nèi)波動(dòng)，在強(qiáng)干擾的環(huán)境下也能保證測(cè)量的精度和工作的穩(wěn)定性。在該系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)需要用來(lái)對(duì)3個(gè)病房的溫度檢測(cè)和控制、冷水機(jī)組的濕度檢測(cè)和控制、以及3個(gè)病房中調(diào)光的控制輸出，調(diào)光輸出為4-20mA信號(hào)來(lái)控制移相可控硅輸出，從而達(dá)到調(diào)光效果。具體儀表型號(hào)分別為：AI-708AXS4、AI-708AL4S、AI-708E5K5S。具體模塊功能如下：
X 光電隔離的線性電流輸出模塊；
S4 帶隔離電源的RS485通訊模塊；
L4 大容量長(zhǎng)壽命繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出模塊；
K5 單路可控硅移相觸發(fā)輸出模塊；
主要需要設(shè)置的參數(shù)有：
CTRL 控制方式，選擇儀表的控制方式；
SN 輸入規(guī)格，選擇儀表的輸入規(guī)格，
OP1 輸出方式，選擇儀表主輸出信號(hào)的形式，主輸出上安裝的模塊類型相一致。（參數(shù)設(shè)置詳見(jiàn)使用說(shuō)明書）
AI-808型調(diào)節(jié)器在AI-708型調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上還具備手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換操作功能，具備手動(dòng)自整定和顯示輸出值等，以及用作伺服放大器直接控制閥門位置的比例輸出。在該系統(tǒng)中使用AI-808儀表進(jìn)行空調(diào)機(jī)組的溫度檢測(cè)以及伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。具體型號(hào)為AI-808AL4L4S。主要參數(shù)設(shè)置：CTRL=1采用AI人工智能調(diào)節(jié)；OP1=7，用于有閥門反饋信號(hào)，自動(dòng)對(duì)閥門位置進(jìn)行定位測(cè)量。SN=1，S型熱電偶輸入。
五、軟件系統(tǒng)
AI-2000型觸摸屏系統(tǒng)軟件采用MCGS嵌入組態(tài)軟件，根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，軟件嵌入到觸摸屏內(nèi)，用戶無(wú)需進(jìn)行再進(jìn)行組態(tài)和軟件安裝，觸摸屏啟動(dòng)后軟件自行運(yùn)行。
主要功能：溫度、濕度的實(shí)時(shí)顯示；在自動(dòng)控制情況下用戶可設(shè)定溫濕度的給定值；在觸摸屏上用戶可以做以下操作：溫濕度控制方式的切換；空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換；冷水機(jī)組、排風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)的啟停；調(diào)光亮度控制；病房指示燈的開(kāi)關(guān)。可以觀察到各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)。
六、結(jié)語(yǔ)
采用AI系列儀表與AI-2000型觸摸屏PC組成的北京同仁醫(yī)院血液病房監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)故障運(yùn)行近一年，運(yùn)行狀況良好。采用AI系列產(chǎn)品系統(tǒng)組態(tài)簡(jiǎn)單、方便；功能可靠、穩(wěn)定。AI-2000型觸摸屏PC帶有1個(gè)RJ45以太網(wǎng)口，可以組建網(wǎng)絡(luò)，方便系統(tǒng)的擴(kuò)展。
