一、前言：
自從Microsoft于數(shù)年前推出WinCE操作系統(tǒng)，首先應(yīng)用于PDA設(shè)備上，其功能的表現(xiàn)與現(xiàn)有Windows系統(tǒng)不相上下。此時已經(jīng)有人提出工控系統(tǒng)應(yīng)用的構(gòu)想，事實上Microsoft也以WinCE為踏入工控界的一項利器。對于要求系統(tǒng)穩(wěn)定性大于新功能的工控系統(tǒng)來說，還是有不少人質(zhì)疑WinCE的可靠性。但是經(jīng)過多年的發(fā)展，Microsoft于2003年推出WinCE 4.2版后，已經(jīng)大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且WinCE已經(jīng)具備信息系統(tǒng)許多功能，例如：Ethernet網(wǎng)絡(luò)、SQL數(shù)據(jù)庫、多媒體影像語音處理、Web聯(lián)網(wǎng)等等，這些功能又是原有PLC、DCS等工控設(shè)備所欠缺的，可以預(yù)見一種新的應(yīng)用趨勢將要出現(xiàn)。近年來有些工控設(shè)備廠商也陸續(xù)推出WinCE＋I/O Module的產(chǎn)品，除了有PC系統(tǒng)的功能外，再加上PLC等級的處理控制信號能力，使得一臺WinCE設(shè)備同時具備PC＋PLC的功能。目前泓格于2003年8月所推出的WinCon-8000控制器為其中的代表作。筆者從事工控整合應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)十年，由早期的Mini Computer、DOS、Windows等計算機系統(tǒng)都使用過，當看到此種WinCE工控設(shè)備的出現(xiàn)，而且價格遠比以往PLC設(shè)備等更具競爭力時，可以想見的許多原先無法辦到或者整合的系統(tǒng)將是有解，而且一些新的應(yīng)用將會被創(chuàng)造出來。
本文將以WinCon-8000為例，說明WinCE系統(tǒng)的新功能，依據(jù)筆者的以往實務(wù)經(jīng)驗提出一些應(yīng)用構(gòu)想，希望能夠拋磚引玉，觸發(fā)有興趣者一些新的應(yīng)用方式，能夠與工控業(yè)界同好互勉之。

二、WinCon-8000主要特點：
在此不做WinCE基本功能的說明，基本上此與Windows功能是相同的。WinCE加強Real Time功能、較小的操作系統(tǒng)、快速系統(tǒng)啟動、中斷處理等方面功能，以因應(yīng)自動控制的最重要需求：「時間掌控、實時反應(yīng)」。
我們重點要放在當WinCE作為工控系統(tǒng)時，必須重視的是相關(guān)軟硬件系統(tǒng)搭配，畢竟此與一般的PC系統(tǒng)是不同的。
1.I/O模塊：I/O Module分成三種類：串行式連接、Ethernet網(wǎng)絡(luò)連接、Parallel Bus（Build in I/O）連接等。其中串行式速度最慢，Ethernet網(wǎng)絡(luò)次之，Parallel Bus最快。此三種架構(gòu)的I/O Module都有適用的場合，因應(yīng)所規(guī)劃的信號響應(yīng)速度，選擇所需的種類。但是在此必須提醒的一點是Parallel Bus I/O，具有非?？焖俚男盘柗磻?yīng)，又因為與主機在同一個設(shè)備上共享同一電源，所以沒有串行式及Ethernet網(wǎng)絡(luò)等兩種I/O，可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)斷線或電源斷線等故障。也就是Parallel Bus I/O的速度及穩(wěn)定度遠大于其它兩種I/O，這是在規(guī)劃一個控制系統(tǒng)架構(gòu)時，必須考慮的要點。而不要迷信只有Ethernet I/O就可以取代一切信號點的做法。

三、應(yīng)用趨勢探討：
以下的應(yīng)用架構(gòu)是依據(jù)我以前的實務(wù)經(jīng)驗所想象出來的，于系統(tǒng)上、技術(shù)上絕對可行，所缺少的是實際應(yīng)用例。只要讀者抓住各應(yīng)用例的核心功能，尋找適當?shù)膽?yīng)用場合，就可以發(fā)揮WinCon-8000的最大效能。
1.單一或遠程控制盤：
1.1應(yīng)用說明：
* 一般控制盤都是將現(xiàn)場信號配線至端子盤后，接至PLC的I/O Module內(nèi)，設(shè)計Ladder Diagram程序做控制，再通信連接至PC的SCADA系統(tǒng)或者專用的監(jiān)控系統(tǒng)接口設(shè)備，做各種人機畫面操作。
* 如今可以將Ladder Diagram以及SCADA監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計于同一臺WinCon-8000內(nèi)。而且還有先進的Web Internet遠程監(jiān)控功能，再加上iPush主動將信號送至所指定的系統(tǒng)上。
1.2主要功能：
* 一臺設(shè)備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。
* 遠程監(jiān)控功能，尤其適合于該控制盤配置于人員無法隨時管理的地方，透過此功能達到遙控目的。
* 網(wǎng)絡(luò)配置只要利用現(xiàn)有電訊設(shè)備，例如：ADSL等即可。
1.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、iPush等系統(tǒng)。
2.配方機器控制：
2.1應(yīng)用說明：
* 有許多生產(chǎn)設(shè)備需要配方表的控制，例如：塑料成型設(shè)備、預(yù)拌混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)、飼料生產(chǎn)設(shè)備…等等。
* 依據(jù)配方會連動不一樣的I/O控制。而且以網(wǎng)絡(luò)與中控室主計算機系統(tǒng)聯(lián)機視需要隨時更新配方規(guī)格。
* 目前系統(tǒng)大都使用PLC再加PC或者監(jiān)控觸控屏幕，采單機作業(yè)，無法網(wǎng)絡(luò)整合。
2.2主要功能：
* 一臺設(shè)備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。
* SQL Server儲存配方規(guī)格及操作步驟程序等，提供最人性化的接口操作。
* 與中控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)隨時做數(shù)據(jù)交換及更新。
2.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、SQL Server等系統(tǒng)。
3.居家保全控制主機：
3.1應(yīng)用說明：
* 以往保全系統(tǒng)是一個專屬的封閉系統(tǒng)，除了居家的門窗、火警、門禁等信號外，都使用電訊專線以達到聯(lián)機通信的功能。所以保全系統(tǒng)較難擴展至廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。
* 使用WinCon-8000可以設(shè)計成保全主控機，搭配現(xiàn)有電訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就是保全系統(tǒng)。
* 社區(qū)式的保全系統(tǒng)，將很容易構(gòu)成，甚至老人居家服務(wù)系統(tǒng)都可以實踐。
3.2主要功能：
* 使用標準PLC I/O信號連接門窗、火警、門禁等信號點，排除目前保全系統(tǒng)特殊的規(guī)格限制。
* 標準電訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，馬上聯(lián)網(wǎng)上線，還有Web Internet功能，屋主隨時隨地都可以上網(wǎng)查知目前狀況。
* 有警報可以透過手機、簡訊、E-mail等各種方式，實時通知相關(guān)人員。
* 可以發(fā)展成標準化產(chǎn)品，實踐客戶自行安裝使用的可能性。
3.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、SQL Server、iPush等系統(tǒng)。如果再加上開發(fā)成保全套裝系統(tǒng)，客戶透過少許的設(shè)定就可以使用。
4.運輸卡車控制器：
4.1應(yīng)用說明：
* 有許多大宗物品（例如：水泥、谷物、石油、石化產(chǎn)品、砂石、預(yù)拌混凝土）裝載、運送、卸貨時都需要做管理?？ㄜ囆羞M時，還需要紀錄里程數(shù)、油料管理、目前位置、紀錄及預(yù)估到達及回廠時間等數(shù)據(jù)。
* 此大宗物質(zhì)需要特殊的倉儲設(shè)備，提發(fā)貨時需要過磅作業(yè)。
* 目前尚無完美的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)控制器，但是WinCon-8000可以做到。
4.2主要功能：
* 連接GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，透過無線網(wǎng)絡(luò)隨時發(fā)出卡車位置，行控中心實時掌控各卡車目前位置，預(yù)測到達時間，作為調(diào)度車輛重要參考。
* 以I/O信號連接哩程、油料等信號，紀錄每趟實際數(shù)，取代現(xiàn)有的紀錄紙設(shè)備。依據(jù)實際值可以統(tǒng)計出各種有用信息，例如：行車路線改進、卡車運轉(zhuǎn)狀態(tài)、司機操作管理…等等。
* SQL Server也可以記錄載運貨品的送貨、訂貨、提貨…等各式資料。
* 至貨物倉儲設(shè)備提卸貨時，可以與其控制設(shè)備聯(lián)機，做自動控制操作，目前此方面國外已經(jīng)有人做到無人化的管理。
4.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、iPush、SQL Server、外加GPS設(shè)備及無線上網(wǎng)等
5.多種通信規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備：
5.1應(yīng)用說明：
* 各種控制器的通信規(guī)約都不相同，如何將兩者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通信就是一個大問題。
* 使用WinCE基本系統(tǒng)，COM Port、Ethernet、Multi-Task等再加上開發(fā)相關(guān)程序，就可以變成一個Multi-Gateway新的產(chǎn)品。
5.2主要功能：
* 通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換。
5.3系統(tǒng)組成：Visual C#、Embedded Visual C++等開發(fā)工具，再使用WinCE系統(tǒng)API，依據(jù)不同通信規(guī)約開發(fā)相關(guān)程序。
6.遠程警報傳送設(shè)備：
6.1應(yīng)用說明：
* 環(huán)保監(jiān)測器、大型管線監(jiān)測站、自來水加壓站、河流水位監(jiān)測、氣象監(jiān)測站、電訊基地臺、…等等使用情形，都是單獨將監(jiān)控設(shè)備置于戶外或者無人操作的場合。此應(yīng)用最需要的兩個功能：一為有必要時上網(wǎng)查看，另一為警報發(fā)生時主動通報。
* 以目前PLC的做法，無法單獨完成，都必須再配置一臺PC才能完成上述的兩個功能。
6.2主要功能：
* 一臺設(shè)備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。
* 信號監(jiān)視、紀錄、警報處理等。
* Web Internet畫面查詢，警報時透過網(wǎng)絡(luò)主動通知。
* 可以連接門禁設(shè)備、刷卡管制等相關(guān)設(shè)備。
6.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、iPush等。再加上Visual C#、Visual C++開發(fā)相關(guān)特殊功能。
7.MES系統(tǒng)區(qū)域控制器：
7.1應(yīng)用說明：
* MES縮寫為Manufactory Execution System，此為生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。與生產(chǎn)線的機臺、設(shè)備信號、刷卡等各種實時信息相連接。
* 需要下載生產(chǎn)工單、配方、產(chǎn)品規(guī)格、原物料補充、生產(chǎn)操作程序…等等生產(chǎn)命令。也要上傳實際生產(chǎn)數(shù)量、機臺運轉(zhuǎn)狀態(tài)、產(chǎn)品品質(zhì)、原物料情形、…等等各種信息。
* 必須有設(shè)備負責此方面數(shù)據(jù)聯(lián)機、數(shù)據(jù)暫存、設(shè)備間接口通信等功能。目前大都以PC再加PLC做此工作，WinCE將來可能變成此種整合工作的標準產(chǎn)品。
7.2主要功能：
生產(chǎn)機臺與中控系統(tǒng)的通信Gateway。
SQL Server儲存生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)
監(jiān)控畫面顯示生產(chǎn)狀況及操作畫面
I/O信號與相關(guān)設(shè)備連接做必要的控制。
7.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、iPush、SQL Server等。再加上Visual C#、Visual C++開發(fā)相關(guān)特殊功能。
8.倉儲檢料系統(tǒng)：
8.1應(yīng)用說明：
* 電子產(chǎn)品、化妝品、藥品、食品飲料…等等具有各種型號及件數(shù)計算的產(chǎn)品發(fā)貨時，會面臨每一種發(fā)貨單都是不一樣的型號及數(shù)量。所以倉儲人員檢料配貨常常出錯。
* 目前檢料系統(tǒng)大都以燈號、LED顯示等方式提醒操作人員。
* WinCon-8000可以提供此功能還可以再加上許多新功能，防止出錯。
8.2主要功能：
* 燈號及倉儲設(shè)備開關(guān)都可以由I/O信號或者通信聯(lián)機控制。
* CRT畫面顯示取代原有LED，可以得到更多的信息。例如：出貨單數(shù)據(jù)、產(chǎn)品規(guī)格及影像等。
* 檢料完成馬上于畫面操作，實時更新數(shù)據(jù)庫。
8.3系統(tǒng)組成：Soft PLC、SCADA、SQL Server等。
四、結(jié)語：
由以上說明來看，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)WinCE可以做到PLC功能外，再加上許多Windows系統(tǒng)的功能。我們也發(fā)現(xiàn)許多好的應(yīng)用架構(gòu)，可能有人會質(zhì)疑把所有的功能都放在一臺設(shè)備上，會是一種正確的做法嗎？大家不要忘記因為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展，就是要做到分散控制的目的，一臺WinCE應(yīng)用于一種特定功能或者一段制程的控制，整合多臺WinCE就形成一個完整系統(tǒng)，因為WinCE功能越完整就可以使用其中必要的功能完成一個所要的控制功能。當然以目前WinCE的架構(gòu)，還談不上取代PLC，但是WinCE所具備新的系統(tǒng)功能，可以延伸出許多PLC所做不到的系統(tǒng)，而且有許多以前因為種種的限制無法使用自動控制技術(shù)，現(xiàn)在都變成可能。我們再來看SQL數(shù)據(jù)庫、Web Internet、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機、Multi-Task、Multi-Media….等等都是現(xiàn)有控制設(shè)備所缺少的。如何整合及發(fā)揮這些功能于應(yīng)用系統(tǒng)上，就是一個重要的課題。談WinCE系統(tǒng)不應(yīng)該由取代PLC、DCS等現(xiàn)有控制系統(tǒng)的觀點來看應(yīng)用趨勢，而是如何整合這些系統(tǒng)，研發(fā)新的功能以加強現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，另一方面開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域，例如：商業(yè)上、生活上等應(yīng)用，而不只限于工業(yè)上。如此思考將會有許多意想不到的應(yīng)用等著我們?nèi)ラ_發(fā)。
我們再由系統(tǒng)整合設(shè)計者的角度來看，一向遇到的問題就是如何整合不同的軟硬件系統(tǒng)，所以常常被迫設(shè)計低階的系統(tǒng)程序，以作為系統(tǒng)間的接口。WinCon-8000是標準的信息架構(gòu)，再加上驅(qū)動I/O信號的能力，已經(jīng)提供大部分如何整合入信息系統(tǒng)的平臺。系統(tǒng)整合者可以專注心力于應(yīng)用系統(tǒng)的創(chuàng)新開發(fā)，而不用分心解決信息系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)問題。如此WinCE Based控制器將會發(fā)揮關(guān)鍵性的角色，可以預(yù)見的WinCE將會成為工控系統(tǒng)中不可或缺的重要系統(tǒng)。