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嵌入式系统应用案例

深圳研祥智能科技股份有限公司上海分公司

一、EIP在血细胞分析仪中的应用
[系统概述]
  血细胞分析仪的发展已有50年历史了,国内医院应用血细胞分析仪的情况也越来越普及。近年来由于高科技的飞速发展,血细胞分析仪上也不断采用了最新的电子、光学、化学和计算机技术,从而不断满足临床工作对血液细胞分析的要求。提供更加方便适用、更多功能和参数、更加准确、更快速度的血细胞分析仪,已经是各血细胞分析仪生产厂商的目标
  血细胞分析仪近年来的发展变化主要有以下几个方面:
1) 血常规检验多参数化
2) 多功能合成扩展
3) 检测速度的提高
4) 检测方法的改进和进展,血细胞测定和分析的方法已经不局限于某一种单一的方法,除传统方法外,还加了多项技术的相互联合应用。
5) 应用的方便性
[系统原理]
  血细胞分析仪采用多种检测技术(激光法和阻抗法、流式细胞分析技术)将待测血样进行血细胞进行分类计数,再将检测结果显示在屏幕上(包括图形和列表),打印检测报告,完成一次检测。这些操作完全是全自动的,由PC-BASE作为系统的主控部分。目前血细胞分析仪的测试参数越来越多,要求的检测速度也是越快越好,对主控部分也提出了高稳定性、高性能、小尺寸功能完善的要求,采用研祥EIP专用产品-IPC-586VDH(GX)-300半长卡可满足用户的全面要求,这种高稳定性的硬件平台和多项高新技术的联合应用,使客户的产品所能检测的参数非常丰富,结果的准确性也大大提高。
  IPC-586VDH主板集成VGA/LCD 显示控制器,可接TFT显示,支持DOC电子盘,两个串口(一个RS-232,一个RS-232/422/485)和一个并口,可接多种用户的外周设备,功能十分贴切客户需求,符合行业客户对主板要求Just-enough的原则。
[系统框图]
[系统评价]
(1) 主板体积小巧(185 × 122mm),ISA总线,方便客户扩展专用信号采集卡;
(2) 在板NS 300M 嵌入式低功耗CPU(无须加装风扇),功耗只有+5V&1.3A,减少因发热引起的故障,提高系统稳定性
(3) 专门增加两个广泛使用的USB接口,为客户终端产品安装、升级、维护提供方便。
(4) 主板上集成PC/104总线扩展,满足了客户在扩展专用功能时的需求。
(5) 研祥专业的"无时不在,无处不在"服务体系可以是客户在选择"EVOC"产品时无后顾之忧。
[系统配置]
主板:IPC-586VDNH(GX)
内存:32M
DOM:64M
操作系统:DOS

二、EIP在水厂控制系统中的应用
[系统概述]
  水厂位于某市北河塘,供水能力为30万立方米/日。水厂的DCS工程是由该市某公司以及自来水公司共同完成的。该项目某公司从1999年6月开始施工到2000年3月竣工,已在水厂完成了DCS集散控制系统和图象监视系统的设计、安装和调试,并进行了试运行,运行状况良好。
各项指标应符合《2000年城镇供水规则》中对一类水司的要求,自动化系统应达到九十年代中期国际先进水平。
实施DCS工程保证安全给水、不间断供水。
  选用质量可靠、性能稳定同时又能及时供货和便于日后维修的设备;运用成熟、先进的技术进行开发和施工。
  严格按ISO9001质量认证体系标准规范设计。
  设计一次规划、分布实施,适应未来水厂改造和自控系统拓展。
[系统原理]
该系统由以下几个部分组成:
· 源水泵房工作站
· 加矾、加氯及平流沉淀池工作站
· 滤池工作站
· 送水泵房工作站
· 中控室操作站
  通信能力强,系统扩展容易,具有良好的开放性。
  良好的人机界面,本系统任何一个分控站都可以配备有CRT,能监视变量和其它参数,并可对各控制对象进行现场操作。
  可扩展性:自控系统软件我们选用标准组态软件,除能满足本次工程的需要外,还能适用未来水厂自控系统扩展的需要。
[系统框图]

[系统评价]
  该工程主控系统和监控系统主体控制单元采用研祥产品经过长期运行,工作正常可靠,并且完全能够满足工农业生产和生活的用水需求,从而发挥了巨大的作用。
[系统配置]
主控系统:
机箱:IPC-810(注:操作员站和各泵站采用相同的主机更利于通讯)
主板:IPC-68IIVDNF
硬盘:20G
内存:128M
显示器:SAMSUNG
软驱:sony (操作员站需要用)
MODEM
HP打印机
电源模块:ARK-243
模拟输入模块:ARK-14017
模拟输出模块:ARK-14024
模拟输出模块:ARK-14021
监控系统:
视频采集卡
摄像镜头
机箱:IPC-8621
主板:FSC-1711VN
监视器:PHILIPS

三、EIP在多参数监护仪中的应用
[系统概述]
  随着人们生活水平的不断提高,人们对于自身健康的关注也提升到一个前所未有的高度。多参数监护仪是医院的常规设备之一,广泛的用在ICU、CCU、病房、手术室。
  从多参数监护仪的发展来看,除了新的传感检测技术不断运用推广之外,对所采集信息的分析、存储和显示也提出了更高的目标。这就要求多参数监护仪具备更强大的计算和存储能力,更稳定可靠的性能。另外,医疗仪器作为一个特殊的专用设备,又要求设备能够达到更高级别的安全要求。多参数监护仪的发展方向是进一步的智能化、专业化、小型化,同时做到低功耗、零污染,将会是一个无止境的追求过程。
[系统原理]
  通过多种检测模块采集人体基本参数(心电、呼吸、血压、血氧体温等,可根据临床需要选择监护项目),经放大、滤波,传输、CPU进行信号处理,然后将检测结果显示、存储、打印,并可连入中央监护系统网。多个参数的监测、记录等均由主控部分控制。
  使用EC3-1545CLDN作为多参数监护仪的主控平台,该主板不到手掌大小,板上集成了超低功耗的NS GX 300MHz CPU处理芯片、 SDRAM、CRT/LCD控制、10/100Mbps网络接口、DOC、IDE、FDD、两串一并、二个USB、一个115Kbps IrDA红外接口、1~255秒可编程看门狗定时器、PS2 键盘和鼠标,支持目前国内医疗行业最通用的PC/104接口,系统通过该接口扩展的用户板完成包括心电血压、血氧、体温、呼吸等一系列传感探测器的信号采集,进行实时处理,最后结果可经由多种形式输出。
  该平台与其他品牌相比,更增加了C&T M69000 LCD/CRT视频加速器,支持高精度LCD和VGA两种模式同步显示,在板视频最大分辨率可达1024*768,彻底解决了其他同类产品在DOS环境下图形显示速度太慢的缺陷。支持通用的热敏打印接口,并可通过标准485接口与CNS相互通讯。
  在平台操作系统的选择方面,我们给予客户更多的自由度,打破了传统多参数仪只能在DOS操作系统下开发的局限,以提供更加灵活广泛的应用模式。
[系统框图]

[系统评价]
(1) 尺寸小,接口完善。
(2) 超低功耗,性能可靠。
  EC3-1545CLDN最大功耗低于5W。在高达65摄氏度的室内仍无需冷却风扇,避免了系统因风扇带来的的不可靠因素,特别适合便携使用和用电池供电。
(3) 性价比优异。
  作为国内最大的嵌入式智能平台生产供应商,在国内进行大规模生产测试,产品制造成本大大降低。遍布国内的分支机构就近为客户提供咨询和售后服务,有效减少日常的运营成本。因此我们产品的价格通常低于同类产品10%以上,具备优异的性能价格比。
[系统配置]
主板:EC3-1545CLDNA
CPU:主板内置
电子盘:DOM 16M
操作系统:LINUX 或 DOS

四、塑料生产监控解决方案
[系统概述]
  塑料厚度、生产温度和卷轴转速是塑料制品工业生产过程中最为重要的参数,其中塑料厚度反映了生产质量的好坏,而生产温度和卷轴速度控制的好坏更是直接影响到生产的产量和质量。经过考察,某塑料制品厂采用"EVOC"工控产品在塑料生产控制中应用,保证了该厂产品的高质量和生产的高效率。
[系统要求]
  本系统采用IPC-810P工控机作为主控机, 并和ISA-HG16AD高速模拟量采集卡、PCL-726模拟量输出卡组成整套控制系统。现场的塑料厚度、温度、卷轴速度信号由 ISA-HG16AD转换为数字信号,传至主机进行分析,再由PCL-726以模拟量方式输出,控制相应设备保证卷轴速度与现场温度的恒定,从而控制塑料的质量。现场设备运转情况可以通过大屏幕显示器方便的显示出来,各种数据亦可以汇总为表格随时打印出来。
[系统框图]

[系统原理]
  本系统采用研祥IPC-810主机,PCL-813B模拟量采集卡,PCL-726模拟量输出控制卡,组成发酵控制系统。PCL-813B要检测以下参数:发酵温度、消毒温度、通气量、罐压力、pH值、溶解含量氧量、二氧化碳量、物料流量等。
  系统经过数据分析,通过PCL-726输出模拟控制信号,控制以下参数:发酵温度、发酵液pH值、消沫防逃液流量、通气量、罐压等。 主机还可通过局域网与总工通讯,总工可以了解全厂发酵罐的运行情况,方便管理。
[系统配置]
机箱:IPC-810P
主板:HPC-1611VN
CPU :赛扬 733
内存:128M
硬盘:30G
16路模拟量输入卡:ISA-HG16AD
6路模拟量输出卡: PCL-726
[系统评价]
  由于采用工控机与工业数据采集卡组成的控制系统,对现场的各种数据可以进行准确的采集与分析,使塑料行业摆脱了以往凭人工经验控制造成生产效率低、质量低的现状。目前,此系统已在制塑行业广泛应用。

五、电能电表数据采集系统解决方案
[系统概述]
  电能电表数据采集系统将电业自动化系统提升到了完整的高度,也使得供、输、配、用电部门对电能量的合理使用有了更为科学的依据,由中国****研究院研制开发的MD系列集中式电能表数据采集系统是一种基于工业PC基础上开发的全自动数据采集系统,能够很好地满足电能表数据采集要求,具有对时参数设定、参数查询、集中抄表、系统通信、自动复位、断电换相、数据保存等多种功能。
[系统配置]
计时表(钟),省电模块,信号线,采集器,集中器、车载电台,主站统一采用"EVOC"IPC-810工控机,MODEM,抄表机等
[系统框图]

[系统配置]
主站控制机:IPC-810/FSC-1621VD
CPU:PIII850
内存:128M
硬盘:40G
[系统评价]
  该系统自推出后,已有近30个MD系列集中抄表系统在国内实用化运行,运行城市遍布各国各大、中城市。产品获得电力部电力设备及仪表质量检验测试中心检测报告,集中抄表系统产品注册证书及国家电力公司部级鉴定证书,其优异的性能获得客户的好评。

六、煤矿井下监控解决方案
[系统概述]
  煤炭是我国重要的能源资源,我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平,生产效率低,安全隐患多,如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。随着计算机应用在各行各业的逐步普及,煤炭生产水平目前逐步实现了自动化,生产效率大大提高。下面是我们的一个客户使用研祥工控机、远程采集模块在煤炭生产监控中的应用。
[系统要求]
井下采掘点(监测点)分散,并随着生产不断改变;
要求系统安装、维护方便;
系统监测数据准确;
[系统框图]

[系统原理]
  选用研祥工控PIII主机作为煤矿调度室的主控机,用研祥的ARK-14520通讯模块和ARK-14017模拟量输入模块、ARK-14050数字输入输出模块组建RS-485网络来采集井下的各种数据和控制风机、水泵等设备的运转。在矿井下的不同位置安放各种传感器,监测当地的的水位、瓦斯含量、温度、含氧量等数据,通过ARK-14017变换为数字信号用RS-485总线传至井上调度室主控机。另外在井口还有传感器监测风压、风的流量,判断风机是否运转。主机根据各点数据情况通过ARK-14050 来控制水泵、风机的运转,从而调节风量,控制水位,保证井下矿工的正常工作。另外,瓦斯含量、水位超限系统还会通过ARK-14050发出声光报警,提示调度人员及井下矿工注意,直至排除故障。
[系统配置]
机箱:IPC-810P
主板:FSC-1621VD
CPU:PIII800
内存:128M
硬盘:40G
通拟模块:ARK-14520
模拟量输入模块:ARK-14017
电源模块:ARK-243
[系统评价]
1主机采用WINDOWS操作系统,VB编程,画面简单直观,很适合煤矿一般人员操作;
2由于井下各采掘点分散,采用RS-485总线非常适合,另外井下采掘点在不断变化,而RS-485总线的可扩展性及方便维护性大大提高了煤矿生产效率。

七、冶炼厂硫酸车间自动控制解决方案
[系统概述]
  冶炼厂硫酸车间是有色金属冶炼行业的必要环节,但是由于硫酸的强腐蚀性,对人体的危害很大,并随时威胁着设备的安全,硫酸的生产质量与效率也难以提高。鉴于此,硫酸车间的自动化生产已成为设备改造的主要对象,也是安全生产的保证。
[系统要求]
运行安全可靠,易于操作;
能够准确测量车间内各点的温度、流量等数据;
能控制生产线上的各种电机、阀门的设备;
能直观显示生产线的各种数据。
[系统框图]


[系统原理]
  由于车间内采集点较多,本系统采用星型拓扑结构,一台研祥PIII主机做为主机,两台586主机做为采集机,通过集线器链接。每台采集机内插PCL-813B模拟数据采集卡与PCL-724数字量I/O卡,进行现场的数据采集与控制。
  生产线上的热电偶、热电阻信号通过PCLD-789D、PCLD-16RTD输入至PCL-813B,流量、液位等信号通过PCLD-880输入至PCL-813B。现场数据经过系统分析再通过数字I/O卡PCL-724、端子板PCLD-885输出,控制现场的电机、阀门等设备。
[系统配置]
机箱:IPC-810P
主板:IPC-1621VN
内存:256M
硬盘:40G
模拟量采集板:PCL-813B
数字量控制卡:PCL-724
信号调理板:PCLD-789D、PCLD-16RTD
端子板:PCLD-880
[系统评价]
由于本系统采用工控机控制生产,不仅提高了生产的效率、产品的质量,并且减少了污染物质对生产工人的危害。

八、大型搅拌站自动配料解决方案
[系统概述]
  国民经济的不断发展,基础建设,房地产业日益红火,对建设项目的质量要求也越来越高,而高质量的建材(如水泥、混泥土)则是整个工程高质量的根本保障。传统的搅拌站自动化程度低,难免在搅拌配料时产生偏差,造成对最终产品的质量影响,随着IPC技术的发展,工业控制计算机得以在大型搅拌站中广泛应用,全自动化的控制系统从根本上保证了配料的准确性,也使得产品质量有了保障。
[系统要求]
1、能够准确对各种原料进行称重;
2、能够控制输送原料的皮带的速度;
3、能够控制配料电机的启停;
[系统原理]
  本系统采用的主控计算机为研祥IPC-810P/FSC-1621VD一台,采集控制装置为继电器输出板PCL-725/16一块,485通讯卡PCL-745B一块,远端数据采集模块 ARK-14017一块,ARK-14080三块,ARK-14024三块。
本系统通过ARK-14017采集各皮带秤的称重模拟量信号,通过ARK-14080可以采集到各输送皮带的速度信号,这两个数据结合可以了解各原料的进料情况,经过分析与系统内的原料比例进行对比,通过ARK-14024输出信号控制水、石子、水泥等各输送皮带电机转速,达到控制各原料比例的目的。
[系统框图]

[系统配置]
机箱:IPC-810P
主板:FSC-1621VD
CPU:PIII 850
硬盘:40G
内存:256M 485通讯卡:PCL-745B
16路继电器输出卡:PCL-725/16
8路模拟输入模块:ARK-14017
8路热电偶输入模块:ARK-14018
4路模拟输出模块:ARK-14024
电源模块: ARK-243
[系统评价]
该套系统经过长期在建筑施工中进行配料使用,工作正常可靠,为确保工程的正常进度,起到了巨大的作用。

九、木材烘干自动控制解决方案
[系统概述]
  木材含水率的测定是家具厂木材干燥控制过程中重要的数据之一。木材出窑时,含水率过高,会使木材浆质纤维未能断裂而导致木材在应用中干裂变形;含水率过低,会使木材材质变差,导致浪费。因此木材含水率的准确测定成为木材干燥控制过程中最重要的环节。
[系统要求]
能直观显示干燥窑内的各点温度;
能自动控制窑内温度;
能根据木材的湿度调整烘干的时间;
[系统框图]

[系统原理]
  本系统采用研祥工控机作为控制主机,并配有16路A/D、32路I/O数据采集板PCL-812PG,它通过PCLD-789D信号调理板采集现场各种温度信号:木材中心温度、木材含水率等;通过PCLD-885输出开关信号控制电机、风机、警铃等设备。主机通过PCL-726输出模拟量控制干燥窑的阀门进行窑内温度的调节。
为保证数据的精度,系统采用了如下措施:
1、 在硬件设计中采取了静电屏蔽的方法,以消除电机、风机引发的电磁效应对采集信号的干扰。
2、 木材含水率与木材材质所在的空间的湿度、温度有着密切的联系,在测试过程中应根据含水率与温度和湿度的关系对数据进行适当修正补偿,使得到的数据精度进一步提高。
[系统配置]
机箱:IPC-810P
主板:IPC-370VDF
CPU:赛扬700
内存:128M
硬盘:40G
模拟量采集卡:PCL-812PG
模拟量输出卡:PCL-726
信号调理板:PCLD-789D
继电器输出端子板:PCLD-885
[系统评价]
  本系统在多家工厂运行,提高了木材含水率测定的准确性,保证了木材的合理利用,并且安全可靠,深受用户好评。


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