AI-2000型触摸屏在北京同仁医院血液病房监控系统中的应用

一、 概述

      在血液病房中，对温度，湿度以及光照的要求相当高，为了提高自动化程度，在北京同仁医院血液病房的空调系统中加入了温湿度监控系统。采用AI-2000型触摸屏PC做上位机，AI系列仪表做采集数据和控制输出。实现了对空调机组、冷水机组、辅助房间以及各个病房的温度、湿度和各个开关量的实时采集和显示。

  二、系统组成

    系统硬件的组成如下图所示

   三、系统功能       

    1． 温度湿度控制自动/手动切换功能；
    2． 风机运行/备用切换控制；
    3． 病人入住消毒相互连锁控制：停止、准备、自净、入住；
    4． 病房灯光远程调整;
    5． 病房漏电报警功能；
    6． AI-2000型触摸屏PC负责工业现场连接的所有仪表进行全方位的监控、数据采集和各项事务的处理；
    7． 控制画面如图（二）所示   

      实现整个系统的集中管理和分散控制，方便领导层的管理工作。AI-2000型触摸屏PC和AI仪表之间采用RS-485通讯，具有信号传输距离远，抗干扰能力强，稳定性高等特

   四、设备选型

   1、触摸屏
      AI-2000型触摸屏PC具备高精度、高可靠性、显示形象直观、界面友好、使用操作方便、易于功能扩充等突出特点；不仅可运行WINDOWSCE 、LINUX等各种嵌入式操作系统及软件，也可运行WINDOWS 98等PC操作系统及软件，应用丰富灵活，能全面取代无纸记录仪、人机界面等产品。显示屏采用10.4英寸TFT真彩色液晶屏幕，配合触摸式屏幕操作，显示画面直观清晰，操作简便。   

         同时采用CF电子盘，解决了普通硬盘不耐震动的问题，可应用于工业现场。具有一个RS232通讯接口、1个RS485通讯接口，1个并行打印口、1个USB接口、1个PS/2鼠标接口，1个键盘接口、1个RJ45以太网口。
      操作系统采用WIN CE作为操作系统，WIN CE操作系统具备高稳定性、操作简单、系统资源消耗少等特点，被广泛应用于工业控制嵌入系统中；系统软件是由MCGS嵌入组态软件经过二次开发而成的软件产品，用户无需系统组态、安装；通电即可直接使用。与宇光仪表配套使用共同构成仪表总线系统。
2、AI系列仪表
      AI-301M用于在计算机控制系统中作为开关量输入输出（I/O）接口，它采用RS485通迅接口与计算机通讯，可为计算机提供廉价而高可靠性的开关量输入与输出；AI-301M采用平台化概念，将系统硬件与软件分离，可进行模块式组合，在该系统中采用AI-301M仪表来对风机、冷水机组、空调风机的开关以及各类指示灯等现场的开关量进行采集和控制。输出模块选择L4和L5模块，输入模块选择I5模块，型号为：AI-301ME5L4L4L4I5I5S，具体功能如下：
      L4 大容量长寿命继电器常开触点开关输出模块；
      L5 2路继电器常开触点开关模块；
      I5 二路外部开关量输入模块。
      S 光电隔离RS485通讯借口模块
      AI-301M只需进行波特率和通讯地址两项设置。在该项目中选用E5型，采用导轨安装方式。波特率和通讯地址的设置是采用拨码开关方式，共10位，1-7位定义仪表通讯地址，二进制算法，当地址超过100，仪表默认其为199。第8位定义通讯波特率BAUD，当其设置为“0”时通讯波特率为9600；当其设置为“1”时通讯波特率为4800。
      AI-708型调节器是国产先进的仪表，内部采用了高性能的ASIC芯片和模块化硬件设计，在输入、输出信号上均采用了数字校正技术，以消除稳定性较差的可调电阻所带来的误差；通过自动调零技术的应用可长期使用而不会产生零点漂移，测量数字精确稳定；具有多种输入、输出规格和报警方式设置。电源可在85-264VAC（50-60HZ）宽范围内波动，在强干扰的环境下也能保证测量的精度和工作的稳定性。在该系统中，根据系统需要用来对3个病房的温度检测和控制、冷水机组的湿度检测和控制、以及3个病房中调光的控制输出，调光输出为4-20mA信号来控制移相可控硅输出，从而达到调光效果。具体仪表型号分别为：AI-708AXS4、AI-708AL4S、AI-708E5K5S。具体模块功能如下：
      X 光电隔离的线性电流输出模块；
      S4 带隔离电源的RS485通讯模块；
      L4 大容量长寿命继电器常开触点开关输出模块；
      K5 单路可控硅移相触发输出模块；
      主要需要设置的参数有：
      CTRL 控制方式，选择仪表的控制方式；
      SN 输入规格，选择仪表的输入规格，
      OP1 输出方式，选择仪表主输出信号的形式，主输出上安装的模块类型相一致。（参数设置详见使用说明书）
      AI-808型调节器在AI-708型调节器的基础上还具备手动/自动无扰动切换操作功能，具备手动自整定和显示输出值等，以及用作伺服放大器直接控制阀门位置的比例输出。在该系统中使用AI-808仪表进行空调机组的温度检测以及伺服电机的正反转控制。具体型号为AI-808AL4L4S。主要参数设置：CTRL=1采用AI人工智能调节；OP1=7，用于有阀门反馈信号，自动对阀门位置进行定位测量。SN=1，S型热电偶输入。

   五、软件系统       

      AI-2000型触摸屏系统软件采用MCGS嵌入组态软件，根据系统要求进行二次开发，软件嵌入到触摸屏内，用户无需进行再进行组态和软件安装，触摸屏启动后软件自行运行。
      主要功能：温度、湿度的实时显示；在自动控制情况下用户可设定温湿度的给定值；在触摸屏上用户可以做以下操作：温湿度控制方式的切换；空调机组风机转换；冷水机组、排风机、风机的启停；调光亮度控制；病房指示灯的开关。可以观察到各个设备的工作状态。

   六、结语       

      采用AI系列仪表与AI-2000型触摸屏PC组成的北京同仁医院血液病房监控系统已经无故障运行近一年，运行状况良好。采用AI系列产品系统组态简单、方便；功能可靠、稳定。AI-2000型触摸屏PC带有1个RJ45以太网口，可以组建网络，方便系统的扩展。