Opto22 SNAP PAC 在Ballarat公共医疗中心的成功应用

　　澳洲主要医疗机构启动可靠、高效的Opto 22系统升级是对SNAP PAC系统的网络分割能力和巨大数据处理量的肯定。 　　位于澳大利亚Victoria 省Grampians地区的Ballarat公共医疗中心是一家重要的保健组织，旗下有Queen Elizabeth 中心和Ballarat基础医院。Ballarat医疗中心的多区块场地包括康复家园、精神卫生院、6个疗养院和复健中心。有了如此齐全的设施，Ballarat医疗中心能为当地200，000人口提供全方位的内科，外科，老年医学，和精神卫生服务。 　　作为Grampians区的主要转诊中心，Ballarat医疗中心占地48，000平方公里，而保持其设施、系统及设备的最佳运行是非常重要的。这项责任落在了Ben Orchared和Nick Stephens的身上，他们是中心的工厂控制技术员，有一支32人的工程小组。小组的主要工作是挑选、采购、配置、安装、维护控制硬件和软件，以保证Ballarat医疗中心设备的正常运行。经过再三考虑，Orchard选择了Opto 22的自动化控制产品。Orchard现在所使用的主要是Opto 22的mistic™系列、SNAP 以太网I/O模块、智能处理器和控制器。Orchard已经安装超过17个控制器，负责分散在Ballarat社区约2700个I/O点。

SNAP PAC控制器改善了加热、通风及冷却系统的整体性能

　　“这些控制器包括许多M4和SNAP-LCM4，是现行可编程自动化控制器的前身，” Orchard说道。 　　最近，Orchard正忙于旧版硬件的更新换代，改用Opto 22的最新旗舰产品—SNAP PAC系统。实际上，Orchard早已把四台M4升级到SNAP-PAC-S1独立式可编程自动化控制器。他列举了升级的若干原因包括双重以太网端口可用于网络分段，能产生更大的数据量。总之，在Ballarat的一些进程中，Orchard亲眼见证了SNAP PAC惊人的的处理速度，数据吞吐量大幅度提高，执行速度由原来的7~8秒降低到仅几毫秒。 Ballarat建筑和相应设施的运作关键取决于有效加热、通风和冷却系统，设备包括冷冻机、空气处理和风箱、过滤器、风扇等其他系统部件。Opto 22系统包括一个M4控制器，与减震器相连—可调气孔用于控制气流和空气牵引—通过装在I/O底板上的SNAP I/O模块。底板上还装有SNAP-B3000智能处理器，接收来自M4的指令（通过串口连接），再将指令（通过模块）中转，执行减震器开（允许风进），关（内部空气再循环）或半开关。Orchard的最终目的是升级所有的M4至SNAP PAC，保证系统拥有更佳的整体性能包括前面提到的更大的数据量。 　　“对我们来说很幸运，Opto的最新SNAP PAC不仅仅更为强大，同时还为我们提供了一个清晰、简易的升级途径。我们可以直接用SNAP PAC更换M4，获得更加稳定、快速的系统，无需对远程I/O或传感器做任何变更。”

用SNAP PAC代替M4，无需对任何远程I/O或传感器做变动

复杂的动力管理 　　技术维修小组同时负责Ballarat基础医院的所有发电机。作为例行维护，每隔两周，所有发电机至少进行约4小时的运行。每组发电机连接Opto 22系统，例行检测时，由它控制停开车。 同时，若医院的电力负载长时间超过一个特定临界值，Opto系统会自动开启一个发电机来缓解医院对电网的负荷。

　　“这种情况通常发生在夏季，我们的机组长时间运行，” Orchard解释道。但是远程启动和机组的交替使用对于Ballarat医疗中心实在是无奈之举，因为医疗组织正共同致力于节能环保。比如，控制系统已设定为调节4个主要机组的冷却水。Opto系统监测户外空气温度，若温度上升，系统会相应减低冷却水设定点。相反，当用电超过临界值，系统则提高冷却水设定点，降低机组压力和整体功耗。

Opto 22系统减少电力负载并调节4个主要冷却装置的水温

　　“这会导致室温的略微上升，但是却足以保证即使没有发电机也能安然度过一天，” Orchard说道。“当发电机启动，Opto系统已被设定开始计时。若机组不按每4个小时的间隔运行，Opto系统会在隔周的测试时间自发开启发电机。还有，无论什么时候发生断电，2个发电机会自动开启。Opto系统监测每个发电机的负载并计算出一个机组能否支持总载荷，若可以则关闭另一个发电机，使它处于’热待命’模式。”

监测空气温度和电源以保证冷却器效率和低功耗

温度控制 　　类似的自动化策略也应用于Ballarat医院的手术室。在每个手术室，医院职员可以自行对系统进行修改。医生和护士可以使用Opto终端—带触摸屏的操作界面终端—安装在手术室墙面上用来调节室内温度。 “很明显，在手术过程中，医务人员会因为反复折腾开关，按钮或其他控制器来调节温度而导致造成注意力分散，” Orchard解释道，“现在他们只需走过去，按一下屏幕，设定温度，就可以搞定。Opto终端提供了一个Opto控制系统下简单易懂、易操作的界面，Opto系统既接受温度输入设置还能调节HVAC系统。”

安装在墙上的Opto人机终端触摸屏方便医生及护士调节室内温度

　　除此之外，Opto人机终端经NEMA-4认证（例如，Opto产品密封包装，防液体飞溅、防水保护）。当冲洗、打扫手术室时，这满足了Ballarat医疗中心传染病控制标准。

Opto人机界面终端提供了一个简单易操作的界面

PID控制 　　在手术室中，需随时维持正压力，即在一个系统、区域或圈围空间内的空气压力需高于周围环境压力。因此，若正压系统内有任何漏洞，空间就会向周围环境进行流通。同样地，正压也保证了环境无法向闭合系统流通。大多数类似Ballarat的医院都拥有正压手术室，因此空气中任何可能感染病人手术的细菌都被拒之门外。 为了保证Ballarat医院6个手术室的正压环境，Opto 22 SNAP PAC系统连接并收集来自各个位置上压力感应器内的输入数据。这些数据经SNAP系统处理，用于输出（发送指令）设置，从而能对HVAC系统风扇做必要调整。 用于执行PID控制的特制硬件主要包括SNAP-M4控制器（控制3个手术室的压力），安装在16槽底板上的B3000以太网智能处理器（I/O处理器）。Orchard对基于智能处理器控制回路所提供的改进，感到很满意。

PID维持手术室正压防止细菌传播

　　“一个重要因素是所有PID回路参数可以闪存在智能处理器内。这说明只要底座一通电源，PID回路可以启动运行。” 　　Orchard使用Opto 22的SNAP-PID模块，它执行独立PID回路计算—每个模块一个回路。除了每个底座上有16个模块，无任何系统降级，这全归功于Opto系统的分布式架构，它能实现控制器与多重远程I/O智能处理器（the SNAP-B3000-ENETs）进行通讯，智能处理器能处理PID并缓解控制器密集处理的压力。这一应用获得成功，但是Orchard和他的小组已经用SNAP-PAC-S1替换了原来的M4，由于前者更具实际效果和整合功能。 　　 “SNAP PAC系统提供更新、更快和更便宜的处理器，如SNAP-PAC-EB2可以执行多达96个PID控制回路。这样那些单回路PID模块就变得多余了。在原来单回路的位置，我可以使用Opto的最新高密度32通道I/O模块，这样我拥有的是一个有更少部件的快速系统，比我以前使用的系统更具灵活性和经济性。”

与Opto 22结缘 　　转战Opto 22最新、最强大的技术，对Orchard已不足为奇，他整合Opto 22的产品已长达15年，同时也接触过公司的其他控制系统包括Optomux、mistic、 FactoryFloor和SNAP Ethernet（分别在1982，1991，1996，1999年首次引进）。Orchard一如既往地信赖Opto产品的灵活易用。 　　Orchard能证明这种易用性，他在每个工作日都会检查大量的Ballarat医疗中心的系统。他使用Opto 22的OptoDisplay HMI（人机界面）开发软件设计整个院区的交互地图。只要点击院区的任意建筑，就会显示建筑的平面图，再点击则显示建筑中独立房间的图示，包括屋内的详细系统和设备。

使用Opto 22的OptoDisplay HMI软件所设计的医院交互式地图

　　值得瞩目的是，自从1996年第一次引进OptoDisplay，Opto 22已经发行了好几个OptoDisplay新版本，搭配2款全新的和改进版的HMI开发软件—IODisplay和PAC Display。尽管如此，因为公司提供早期技术的兼容，Orchard总是能准确地转移其现有的HMI项目至较新的平台—Orchard现在设计并使用超过1000个HMI屏幕，这对他的确很关键。

医院建筑平面图

         Orchard和工程部同事使用HMI屏幕来获得整个Ballarat HVAC的实时图像及其他系统的情况。同时，若发生与预先设定的操作参数不符，报警器被触发，Orchard能及时获知。 “图像中的这些符号都是我从Opto 22种类繁多的运行图例中获得的。我们的冷却器、燃气炉、泵、压缩机等既有二维的表示法也有三维的表示法，能尽可能逼真的表示出系统界面。即使有些人对我们的设备一无所知，也可以看着屏幕就知道到底发生了什么。”

强制监测与报警         Ballarat医院的许多护士及员工都随身携带一个私人黑色报警按钮-笔状装置，尽管它不起眼，却是一个很重要的按钮，它能触发安全及其他紧急事件响应。一旦按下，按钮将按特定频率发送无线信号，一个本地接收器检查该信号内的有效编码，若确为有效，即通过连接SNAP I/O底板上数字模块，关闭会触发数字输入的继电器。一个SNAP-B3000智能处理器将信号转送至控制器（再次，M4或SNAP-PAC-S1），控制器随后会触发一个声音警报并在主控制台PC上的HMI界面上显示图像。

HMI界面保证了病人和工作人员的安全

“我们将这种个人紧急响应系统称作‘无线强制监测’，若有人患有癫痫、精神疾病或有伤害自己和他人的威胁，系统就能切实地保证病人和工作人员的安全” Orchard说道。

制冷监测，报警和法规遵守

       除了优化系统性能，提供远程监测和报警，Opto 22系统也可以帮助Ballarat医疗中心解决一些规范符合的问题。特别地，PAC Display “超级趋势“提供了一个记录制冷设备温度的图像资料，制冷设备用于储存医院的食品和药物。这些超级趋势在任何指定时间段内，主要针对16个不同参数（此案例中是温度）的跟踪并建立一个图像日志，由此提供一个便于理解的可视记录。有了这个特点，能创建一个精确的记录。由于法律规定，这些记录将提供给澳大利亚政府监管机构的审查或审计。Orchard完成了制冷设备存储药品的6个月超级趋势图及三个月的食品存储。

       Opto 22产品在Ballarat医疗中心的另一个有趣应用发生在Queen Elizabeth Center，Opto 22的控制系统掌管水疗池的加热过程，池底是一层瓷砖，而在池底下部是水泥浆，接着是混凝土最后才是地面，为了避免任意一层的破裂，池水加热需及其缓慢，这就要求开发一种特殊的加热控制策略。

        Orchard曾使用IO控制编程软件建立了一个控制策略，使得水池逐渐升温，每小时约1度。Orchard说类似的策略对于使用脚本或包括流程图工具设计IO控制是非常简单的。

未来计划         Orchard最近造访了Opto 22位于美国加州Temecula 的总部及生产中心。他的到访恰巧遇上Opto峰会召开和SNAP PAC系统投产，出席的皆是SNAP PAC系统软硬件方面的业界专家。Orchard有机会和Opto 22的系统和开发工程师畅所欲言。这次交流加固了Orchard对于在原有系统上加入SNAP PAC系统组件能更好地实现Ballarat社区的全面监控的认识。         Orchard的来访使得他能面对面地与Opto 22的产品支持专家交流。“为什么一直以来我们都选择Opto并始终坚持，源于其全方位的技术支持和如磐石般坚固的产品。”

1       简单易操作

SNAP PAC系统由四个部分统一整合而成：软件、控制器、智能处理器和I/O。系统建立、调试程序，以及故障维护都更简便，大大减少了系统开发及投入运行的时间。

2       更低的长期成本

SNAP PAC系统的成本低于许多PLC系统，并且由于软件是免费的，您不需要投入高昂的费用，便可投入使用该系统。我们为您提供免费的培训以及技术支持，因此对于设备的整个使用期来测试，系统成本会大幅降低。

3       适用于多类自动应用的SNAP PAC系统

SNAP PAC系统功能强大。一套系统，便可用于多个自动化项目中，帮助您完成过程控制、离散自动化、能耗管理、数据采集，甚至远程集中监控。

分布式智能，帮助您随时随地方便地添加I/O。拥有了有线/无线控制器及I/O，您就可根据实际所需，将有线网络转换到无线网络，或者立即实现两个网络的通讯。

灵活的硬件让您无需浪费更多的投资，节省了金钱及时间。

4       高级编程工具

SNAP PAC系统的编程方式采用直观的流程图，也可运用更高级的脚本语言，或者结合两者一起使用。这两种方法所包括的指令，用于标准的过程控制以及离散自动化的功能块、浮点型数字、串行处理、排列、子程序、指针变量等，其他的高级工具用于复杂的应用。

5       连接到第三方软件及设备

SNAP PAC控制器及智能处理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP。可简易地将数据导入到SQL数据库系统，并直接从硬件发送邮件。该系统也可以简单地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的设备、仪器，进行通讯。

6       业界最好的I/O

凭借着业内最佳的保障：多数SNAP I/O模块终身保用。每个模块出厂前都经过独立测试，而不是抽样测试。SNAP PAC系统可以配置从几个I/O点到数千个I/O点。您可按需，根据信号类型，选择高可靠性的模拟量、数字量、串口模块。电压、电流、交流、直流、热电偶、RTD、电源检测器、RS-232、RS-485、Profibus、运动控制、应变测试等等，都可与SNAP PAC系统一同连接。

关于SNAP PAC系统

SNAP PAC系统是Opto 22公司出品，软硬件集成的系统，用于工业控制、远程监控、数据采集等应用。简化了对自动化系统了解、选择和采购的复杂过程，SNAP PAC系统由以下四部分组成：

PAC Project 软件套件－－－－简单易用的基于流程图的编程方式、HMI（人机界面）、可选的OPC客户端以及数据库连接软件。

SNAP PAC控制器－－－－独立式和基于机架式的工业控制器；有线/无线模块可选。

SNAP PAC智能处理器－－－－智能I/O处理器，用于分布式控制。也可选择有线/无线模块。

SNAP I/O－－－－模拟量、数字量、串口量、特殊功能I/O模块，可与现场设备、仪器、传感器相连接。所有I/O模块可交替与标准的以及有线/无线智能处理器一同工作。

这四个简单，又具有很大灵活性的系统组成部件，可处理任何情况，从最基本的设备监控到完整的工厂自动化。

通讯网络及协议

SNAP PAC系统自带Ethernet网络协议，因此您无需担心成本，以及额外添加网络通讯卡的麻烦。系统中的分布式I/O可运行在以太网或串行网络，也可同时运行于两个网络。另外，您可以与大量的串行设备通讯，例如条形码阅读器、RFID阅读器、串口显示器、modem等。

由于SNAP PAC系统运行于标准的Ethernet网络，可直接与计算机、基于Ethernet的设备相互通讯，使用标准的协议包括TCP/IP、UDP/IP、邮件传输协议SMTP、网络管理协议SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系统的EtherNet/IP等。

关于OPTO 22

Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化、能耗管理、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的，用于商业网络及计算机技术中，以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22的输入/输出以及控制系统，允许客户从所有的设备、电子仪器仪表监测、控制、采集数据，这些都是项目运行的关键。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM，信息技术及操作人员已经为全球10,000套设备安装了该产品。公司始建与1974年，总部位于美国加州的Temecula。Opto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息，请联系Opto 22上海代表处，电话：021-58358249，邮箱：optochina@opto22.com。网址：www.opto22.com.cn。