一、 概述

    在血液病房中，對溫度，濕度以及光照的要求相當高，為了提高自動化程度，在北京同仁醫院血液病房的空調系統中加入了溫濕度監控系統。采用AI-2000型觸摸屏PC做上位機，AI系列儀表做采集數據和控制輸出。實現了對空調機組、冷水機組、輔助房間以及各個病房的溫度、濕度和各個開關量的實時采集和顯示。

二、系統組成

    系統硬件的組成如下圖所示

圖一：系統框圖

三、系統功能     

    1． 溫度濕度控制自動/手動切換功能；

    2． 風機運行/備用切換控制；

    3． 病人入住消毒相互連鎖控制：停止、準備、自凈、入住；

    4． 病房燈光遠程調整;

    5． 病房漏電報警功能；

    6． AI-3190S觸摸屏PC負責工業現場連接的所有儀表進行全方位的監控、數據采集和各項事務的處理；

    7． 控制畫面如圖（二）所示

圖二：觸摸屏控制畫面

    實現整個系統的集中管理和分散控制，方便領導層的管理工作。AI-3190S觸摸屏PC和AI儀表之間采用RS-485通訊，具有信號傳輸距離遠，抗干擾能力強，穩定性高等特

四、設備選型

1、觸摸屏

    AI-3190S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、易于功能擴充等突出特點；不僅可運行WINDOWSCE 、LINUX等各種嵌入式操作系統及軟件，也可運行WINDOWS 98等PC操作系統及軟件，應用豐富靈活，能全面取代無紙記錄儀、人機界面等產品。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，操作簡便。

    同時采用CF電子盤，解決了普通硬盤不耐震動的問題，可應用于工業現場。具有一個RS232通訊接口、1個RS485通訊接口，1個并行打印口、1個USB接口、1個PS/2鼠標接口，1個鍵盤接口、1個RJ45以太網口。

    操作系統采用WIN CE作為操作系統，WIN CE操作系統具備高穩定性、操作簡單、系統資源消耗少等特點，被廣泛應用于工業控制嵌入系統中；系統軟件是由MCGS嵌入組態軟件經過二次開發而成的軟件產品，用戶無需系統組態、安裝；通電即可直接使用。與宇光儀表配套使用共同構成儀表總線系統。

2、AI系列儀表

    AI-301M用于在計算機控制系統中作為開關量輸入輸出（I/O）接口，它采用RS485通迅接口與計算機通訊，可為計算機提供廉價而高可靠性的開關量輸入與輸出；AI-301M采用平臺化概念，將系統硬件與軟件分離，可進行模塊式組合，在該系統中采用AI-301M儀表來對風機、冷水機組、空調風機的開關以及各類指示燈等現場的開關量進行采集和控制。輸出模塊選擇L4和L5模塊，輸入模塊選擇I5模塊，型號為：AI-301ME5L4L4L4I5I5S，具體功能如下：

    L4 大容量長壽命繼電器常開觸點開關輸出模塊；

    L5 2路繼電器常開觸點開關模塊；

    I5 二路外部開關量輸入模塊。

    S 光電隔離RS485通訊借口模塊

    AI-301M只需進行波特率和通訊地址兩項設置。在該項目中選用E5型，采用導軌安裝方式。波特率和通訊地址的設置是采用撥碼開關方式，共10位，1-7位定義儀表通訊地址，二進制算法，當地址超過100，儀表默認其為199。第8位定義通訊波特率BAUD，當其設置為“0”時通訊波特率為9600；當其設置為“1”時通訊波特率為4800。

    AI-708型調節器是國產先進的儀表，內部采用了高性能的ASIC芯片和模塊化硬件設計，在輸入、輸出信號上均采用了數字校正技術，以消除穩定性較差的可調電阻所帶來的誤差；通過自動調零技術的應用可長期使用而不會產生零點漂移，測量數字精確穩定；具有多種輸入、輸出規格和報警方式設置。電源可在85-264VAC（50-60HZ）寬范圍內波動，在強干擾的環境下也能保證測量的精度和工作的穩定性。在該系統中，根據系統需要用來對3個病房的溫度檢測和控制、冷水機組的濕度檢測和控制、以及3個病房中調光的控制輸出，調光輸出為4-20mA信號來控制移相可控硅輸出，從而達到調光效果。具體儀表型號分別為：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 大容量長壽命繼電器常開觸點開關輸出模塊；

    K5 單路可控硅移相觸發輸出模塊；

    主要需要設置的參數有：

    CTRL 控制方式，選擇儀表的控制方式；

    SN 輸入規格，選擇儀表的輸入規格，

    OP1 輸出方式，選擇儀表主輸出信號的形式，主輸出上安裝的模塊類型相一致。（參數設置詳見使用說明書）

    AI-808型調節器在AI-708型調節器的基礎上還具備手動/自動無擾動切換操作功能，具備手動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。在該系統中使用AI-808儀表進行空調機組的溫度檢測以及伺服電機的正反轉控制。具體型號為AI-808AL4L4S。主要參數設置：CTRL=1采用AI人工智能調節；OP1=7，用于有閥門反饋信號，自動對閥門位置進行定位測量。SN=1，S型熱電偶輸入。

五、軟件系統     

    AI-3190S觸摸屏系統軟件采用MCGS嵌入組態軟件，根據系統要求進行二次開發，軟件嵌入到觸摸屏內，用戶無需進行再進行組態和軟件安裝，觸摸屏啟動后軟件自行運行。

    主要功能：溫度、濕度的實時顯示；在自動控制情況下用戶可設定溫濕度的給定值；在觸摸屏上用戶可以做以下操作：溫濕度控制方式的切換；空調機組風機轉換；冷水機組、排風機、風機的啟停；調光亮度控制；病房指示燈的開關。可以觀察到各個設備的工作狀態。

六、結語     

    采用AI系列儀表與AI-3190S觸摸屏PC組成的北京同仁醫院血液病房監控系統已經無故障運行近一年，運行狀況良好。采用AI系列產品系統組態簡單、方便；功能可靠、穩定。AI-2000型觸摸屏PC帶有1個RJ45以太網口，可以組建網絡，方便系統的擴展。