這對翅膀，讓創意飛了起來
文 / Tim Tsai
I-7188是泓格I-7000系列的第一個可程式自動化控制器產品，用戶常將I-7188系列的控制器整合到其分散式應用系統中，由於I-7188具備多種通訊介面與開放的可程式環境，其靈活的特性可以縮短產品從設計到上市的時間，降低開發的費用，將技術上的風險減到最低，並且實現一個更穩定的產品。
泓格科技最早的 I-7188 版本採用 ROM-DOS 為作業系統，後續更發展出一系列的 I-7188 家族：I-7188XC / 7188XB / 7188XA 以及 I-7188E 系列，I-7188E 採用泓格自行發展的 MiniOS7 作業系統，大幅縮短開機時間，加上符合需求又好用的指令，使用者可以自行開發應用系統並易於掌握專案進度。除此之外與第一代 I-7188 最主要的差別就在於通訊端、 Digial I/O 端和使用者自定義之I/O 腳位。
由第一代的 I-7188 到 I-7188XC 後，已大幅提升 I-7188 的可用性以及適用性。最大的改變就是多了”一對翅膀” (I/O Expansion BUS) 以及給 X-board 使用的接腳，讓 I-7188 配合 X-board 非常容易做出 "客制化"的新產品，也是這對翅膀讓I-7188 飛了起來。除了第一代 I-7188 之外，I-7188 系列的其他產品都配備了 I/O 擴充匯流排，幾乎所有的 I/O 功能都可以透過此匯流排來實現，泓格針對 I-7188 系列控制器設計出超過30種的子板，用戶可以選擇其中一塊來擴充控制器的特色。
隨著網路被廣泛使用，泓格緊接著推出 I-7188E 系列產品，此系列產品就是 I- 7188X 加上Ethernet 介面，這一個小模組對外通訊可以用 Ethernet / RS-232 / RS-485，需要擴充功能時還可以加上 X-board 來擴充 D/I、D/O、A/I、A/O、COM PORT 等，或是儲存資料的 "可斷電保持的 SRAM" / EEPROM / Flash 甚至是CAN bus、FR-net。當客戶有特別需求時，這些功能的組合只要能夠放進同一片X-board，泓格科技可以很快的幫客戶做出來。
在軟體方面泓格提供使用硬體的基本副程式，讓客戶可以完全自由發揮他的創意。另外也提供具有 Ethernet 轉 RS-232/485 功能的程式庫，讓客戶很容易的在原有的標準功能之上再加上用戶自己所需要的特殊功能。
客服工作花了我們研發人員很多的時間，不過在幫客戶解決問題的過程當中，讓我們更了解客戶的需求，也提升自己的能力，也讓下一代產品找到新方向。
~賀~
泓格科技榮獲由自動光學檢測設備聯盟(AOIEA)承辦之第一屆全國”由田機器視覺獎(UTMVP)，影像體競技比賽第二名 泓格科技自行開發之影像檢測演算法，由泓格研二處處長陳文煜及研一處李家銘組隊報名參加，第一屆全國”由田機器視覺獎“中的”外型瑕疵檢測“之解題競賽．競賽以２０張電路樣圖作為瑕疵檢測項目，評分標準以精確率為優先再來是檢測速度，泓格科技以3秒鐘即完成所有檢測且檢測精度100%，從全國３６隊參賽隊伍中脫穎而出獲得第二名。
泓格科技自行開發之影像檢測軟體產品，預計將於2007年推出，相信必定可以造福自動化檢測設備商。
技術論壇
談實用的溫度量測
文 / Wayne Chen
溫度量測應用在工業上不論是研發、製程或使用，以目前的科技發展已能準確的量測與控制，本文將探討一般常用的溫度量測方法。
圖一 常見的電子式溫度感測器
在工業控制的應用中，溫度量測是常用的技術。有許多種類的感測器可以用來量測溫度，它們都是藉由量測某些物理特性的變化而得到溫度。本文將介紹三種常用的溫度感測器：熱電偶(Thermocouple)、電阻式感測器RTD (Resistance Temperature Detector)以及熱敏電阻(Thermistor)的特性並比較其優劣。
熱電偶 (Thermocuple)
量測電壓而推出待測溫度。但是在量測儀器和熱電偶相接的地方，因為是不同材料金屬的接觸，所以也會有Seedback效應，因而產生電壓差。必須要知道這個電壓差才能得到真正由熱電偶所產生的電壓。一般會以另一溫度感測器量測儀器和熱電偶相接處的溫度而推得在儀器端的Seedback效應電壓差，此即為冷端補償(cold junction compensation)。要延長熱電偶的接線，必須使用專用的補償線，不能以一般的線材替代。
種類
Type B
Type C
Type E
Type J
Type K
Type N
Type R
Type S
Type T
溫度範圍
0°C ~ 1820°C
0°C ~ 2300°C
-270°C ~ 1000°C
-210°C ~ 760°C
-270°C ~ 1372°C
-270°C ~ 1300°C
0°C ~ 1768°C
0°C ~ 1768°C
-270°C ~ 400°C
圖二 熱電偶種類與其可量測溫度範圍
圖二為常見的熱電偶種類與其可量測溫度範圍。由此表看看出熱電偶可以量的溫度範圍很廣，Type C可以量到2300°C，常用的Type K可以量到-270°C。
針對熱電偶，泓格提供：單通道I-7011系列，八通道則有I-7018系列、M-7018系列、I-87018、I-7019R(圖三)與M-7019R，另有信號調制(signal conditioning)模組SG-3011，近期將推出十通道的I-7018Z與I-87018Z。
圖三 I-7019R 八通道類比輸入模組
電阻式溫度感測器 (RTD)
圖四 I-7015 RTD輸入模組
圖五 I-7005 八通道熱敏電阻輸入和六通道警報輸出模組
熱電偶
電阻式溫度感測器
熱敏電阻
準確度
良好 (約 1 ~ 10℉)
極佳 ( 0.01 ~ 1℉)
佳 (-80 ~ 250℉)
穩定性
最不穩定
最穩定
良好
範 圍
很廣
尚可
很小
價 格
價格合理
昂貴
價格合理
優 點
堅固耐用
最準確
反應快
缺 點
低電壓
會自加熱
會自加熱/量測溫度範圍小
工業應用服務導向架構
文 / K.C. Chen
工業乙太網路時代來臨，帶來更多IT產業的應用概念，下個階段對工業控制產業而言，新的應用領域在哪裡？新的衝擊會帶來什麼效應？是否能全盤接受來自IT的概念？本文將從工業乙太網(Industrial Ethernet)、通訊協定(Protocols)、中介軟體(Middleware)、服務導向架構(Service Oriented Architecture)開始介紹產業的典範轉移(Paradigm Shifting)。
工業乙太網路 自從1977年第一個民用網系統ARCnet投入運行以來，乙太網路以其廣泛的適用性和技術價格方面的優勢，獲得了成功並得到了迅速發展。隨著微電子技術的不斷發展，有線乙太網路和無線區域網技術在工業控制網路中發揮越來越大的作用；不可避免的，工業控制產業將受
到一定程度的衝擊，最明顯的改變來自兩方面，一是控制資訊化，另一個則是控制網路乙太網化。根據ARC顧問中心在2005年針對的一項研究顯示(詳見圖一)，全世界工業乙太網路設備市場將以51.4%的年複合成長率向上攀升，而且這樣高的成長率，在未來五年內都看不到停止或遲緩的跡象，由此可見未來工業乙太網路勢將支配整個工業控制市場。
1980年，PC開始進入工廠，那時SCADA HMI圖控軟體被廣泛的應用在工廠場區(Plant)的資料收集，透過傳統的RS232/485去連結設備與生產流程。到1990年代初期 Ethernet開始普遍，那時候因為業界的需求，而開始把PC透過乙太網路連接起來，後來乙太網路又往下走到現場層(Field)。在2000年乙太網路已經連接到現場層的設備、控制器，趨勢往下演進廠商也開始思考工業乙太網路未來的發展？
乙太網路速度快、可透過集線器與交換器連接等便利性，不論從技術、利益、市場而言，都是乙太網路成為目前工業自動化領域寵兒的原因。平滑而具彈性的網路拓樸是工業乙太網路的另一優點，樹狀(Tree)、環狀(Ring)、光纖(Optical)、電氣(Electrical)雙絞線網路與現在不容忽視且逐漸被選用的無線區域網路(Wireless LAN)無線資料傳輸技術—因此，工業乙太網路通訊的極多樣性，也提供了現今工業網路應用更多的可能性。對於乙太網路應用的發展趨勢各家廠商有不同也有相同的看法，但無論如何乙太網路走進工業自動化領域，已經是不爭的事實。
工業乙太網特性
1.
工業控制需要即時性，這裡所談的即時性是指傳輸時間是可被預期的，不管時間長短，必需要能被控制，在Machine Automation上，這個時間可能要小於1ms，在Building Automation可能介於300ms到10ms間，視應用領域不同，而有不同的時間限制的要求，但此時間必需要能被預期的。
2.
工業控制乙太網線路與接頭要能達到IP-67的規格，因為在大多工業控制案場，環境是極其惡劣，可能會過潮、灰塵過多、靜電、高溫或是滴水等問題，因此在實體設計上，設備需要達到IP-67的規範才能滿足所有案場需求。
圖二：偶合模式與拓樸模式說明
3.
工業控制乙太網拓樸需要即時備援(Real-Time Redundant)模式以及多樣的偶合(Coupling)拓樸模式。 在每個網路節點，都應該有至少一次錯誤的機會，這個錯誤或許因為實體網路線斷掉，或是其他原因導致通訊停止，這個機制將有效在極短時間內將通訊切換到另一條實體網路線。理論上，這個極短時間應該在30ms~300ms之間，時間當然是在穩定的情況下越短越好，尤其是在大規模網路恢復(Recovery)，且時間的長短跟技術是有絕對關係。偶合模式的多樣化才能提供群組偶合的機制，這個機制可有效的將大網路切割成許多穩定的小網，進而形成雙重復原網路(Two Phase Recovery Network)功能。(詳見圖二說明)
4.
工業控制乙太網路的管理，要具有能支援SCADA軟體的功能，例如支援Modbus/Serial、Modbus/TCP、OPC等通訊協定，讓用戶很輕鬆的在SCADA軟體上拉出網路拓樸圖與即時監控。相對來說，IT的SNMP是另一種方式，但是對工業控制領域的使用者而言，Modbus會比SNMP更容易入手與掌握，傳統IT的SNMP管理軟體，設計理念迥然不同於工業控制所需要的管理功能。(詳見圖三)
圖三
5.
工業控制乙太網設備要能支援現場問題排解的硬體設計。工業控制大多在案場直接解決問題，而非像IT習慣在中心控制端來解決問題。對工業控制案場來說，案場的分布極可能分散在很大的範圍內，例如十公里，因此具備現場直接排除障礙能力的設備是需要的。
6.
工業控制案場的惡劣環境，網絡電纜線極有可能受到嚴重干擾，在此情況下，光纖介面的設備是再恰當不過的。而光纖傳送的距離可長達12KM，也非常符合工業控制之所需。
7.
工業控制的封包(Packet)與流量都很小，運用IT的應用伺服器(Application Server)與發行/訂閱(Publish/Subscribe)技術，它可以大幅地避免網路塞車的產生，進而提高傳輸速度及頻寬利用率。Ethernet TCP/IP傳輸速度已從10Mbps提升到100Mbps甚至1Gbps。然而由於CSMA/CD的特性及TCP/IP的嚴謹性，讓Ethernet只能有大約20％的效能，若再加上控制器本身因資源過小而造成的連線數限制，實際利用的頻寬會遠小於實際可用頻寬，進而喪失採用乙太網的意義。
由此可知，IT領域的乙太網標準都必需經過一些調整，才能適用在工業控制產業，這裡提到的調整是指不變更原本標準情況下，去更動應用面來符合需求。而更多IT先進概念應用在控制器的Middleware，可適當提升工業乙太網的應用價值與降低成本。
<<下期繼續介紹通訊協定及中介軟體>>
新品焦點
環狀乙太網路即時備援交換器 RSM-405 / RSM-408
文 / K.C. Chen
泓格科技9月正式推出環狀乙太網路即時備援交換器RS系列(上期已介紹RS-405)，RS系列將包含管理型、非管理型，鋁殼、塑膠殼以及RJ-45電纜、光纖、RS-232等介面組合的各型交換器。本文將介紹此系列產品之特色。
●
環狀即時備援，每個節點均有一次容錯機會。
●
內建雙環，可簡單、任意偶合任兩環。
●
多環偶合，增加整體網路穩定性。
●
備援偶合，讓兩個環網之間偶合有備援機制。
●
簡易設定，透過面板Jumper即可上線。
●
雙電源系統，提高供電穩定性。
●
Modbus Serial/TCP相容(管理型)，完整支援SCADA軟體。
鋁殼產品：RSM-405 / RSM-408 ●
IP-31以上瞬間恢復，恢復時間可視網路穩定性由面板上的DIP Jumper直接設定。
ET-6000 Based Ethernet
I/O Introduction
文 / Kevin Ho
ET-6000 系列是基於Web 的網路型I/O 模組。它內建一個Web server，透過一般的Web瀏覽器，就可以動態處理各種設定和監看、控制I/O 的狀態。這並不需要額外的軟體開發工具或html 的編輯器就可以達到了，所以使用者可以很簡單、安全地，從世界上任何地方、任何時間就連上ET-6000。
簡介
特色
Model:ET-6052
內建 I/O
Web HMI
通訊安全
Modbus protocol
I/O pair connection
訂購資訊
產品專題
I-7510 RS-485 Repeater/ I-7513 RS-485 HUB
業界經常有人會問：RS-485 網路的佈線是否可接分支？
I-7188系列差異比較表
Ethernet
COM1
COM數
Self-Tuner
DI/O
可擴充x-board
其他
I-7188
x
9Pin DB-9
4
x
x
x
I-7188XA
x
9Pin DB-9
4
COM1&COM2
DI*2, DO*2
v(只有Memory)註1
I-7188XB
x
5Pin
2
COM1&COM2
DI*1, DO*1
v
I-7188XC
x
9Pin DB-9
2
COM1&COM2
DI*2, DO*3
v
I-7188XG
x
5Pin
2
COM1&COM2
DI*1, DO*1
v
ISaGRAF
I-7188EA
v
5Pin RS-232
2
COM1&COM2
DI*6, DO*7
x
I-7188EX
v
5Pin RS-232
2
COM1&COM2
x
v
I-7188EX-MTCP
v
5Pin RS-232
2
COM2
x
v
Modbus/TCP
I-7188EG
v
5Pin RS-232
2
COM2
x
v
ISaGRAF
I-7188EN
v
5Pin RS-232
1~8
COM2 註2
x 註3
x (已經擴充)
I-752N
x
5Pin DB-9
2~8
COM1&COM2註4
DI *1~5,
x (已經擴充)
RS-485 to RS-232
註1：
I-7188XA若無上蓋可加X119擴充DI,DO或加X500,X560擴充RS-232
註2：
I-7188E5-485 COM2,COM3,COM4,COM5 皆有Self-tuner
註3：
I-7188E3、I-7188E3-232內建DI *4, DO *4
註4：
I-7521、I-7522、I-7523 COM1、COM2有Self-tuner Function，COM1為5Pin DB-9 RS232/485，；
技術應用
水利局河川監測
文 / Roy Huang
泓格科技以微型控制器為核心(I-7188)，搭配合類比模組(I-7017)做為河川相關資料收集，再加上GPRS模組(M-1206)作為資料發送。
前言 監控範圍遼闊 ，故容易產生資料流失與不便維護等問題。
系統說明 I-7188XB:功能強大的獨立型控制器
I-7017R: 8通道AI模組
M-1206: GPRS Modem
太陽能板: 提供訊息收集設備的電力
I-7188XB + I-7017 + M1206 系統架構圖
系統特色與優點
地下水水位自動監測系統
文 / Gary Chen
水資源之永續利用乃為維繫人民生存及經濟發展之命脈所在。近年來經濟發展快速，用水需求殷切，合法與不合法地下水大量開發及利用，不僅導致地下水超量使用，受污染之事件亦屢有所聞。前台灣省政府環境保護處遂籌辦「台灣省地下水水質監測井網規劃」工作。希望藉由地下水質監測井的設置，建立地下水水質資料庫，以了解地下水背景水質之長期變化趨勢，作為防制與管制地下水之依據。
系統說明
連線恢復就可以將資料上傳。 此外，IVIEW-100E為工業等級控制器，它可以忍受 -25℃~+75 ℃的高溫，非常適合用於惡劣的環境，再 加上低耗電，故能大幅提高 UPS 可使用的天數，或搭配太陽能電池，也能讓電源的問題獲得解決。
系統特色與優點
●
iVIEW-100E控制器具傳送、接收、記錄、顯示及鍵盤設定修改等功能。
●
INDUSOFT監控軟體具易規劃、多點數、好擴充等優勢。
●
PDA透過GPRS/3G/Wi-Fi等無線通訊可直接連線取得現場即時資料
●
利用I-7188作為Data Logger
「地下水水位自動監測系統」系統架構圖
半導體暨光學檢測設備(機械視覺)燈源控制系統
文 / James Chang
由於目前半導體設備廠中使用機器視覺大多數都有使用到LED電源控制器，而國內目前所使用的LED燈源控制器都要透過手動去控制燈源的亮度與開關，導致在現場設備使用上還要花費人工與時間上的成本去調整燈源。
前言
現行系統狀況說明
D/O則是控制燈源的On/Off，如果後續要接更多台的LED電源供應器，只要將所有的I-7188連接到Hub，人員只需從PC端輸入各個I-7188上的IP即可去控制現場機台上所有的LED，達到真正即時且分散式控制的最佳目的。
圖一：設定畫面
系統說明
優點說明
圖二：I-7188EX+X304架構圖
技術追蹤
Ｑ1：要將多台傳統 RS-232序列設備組網，有何解決方案？
Ａ1：最常見的方法就是使用 RS-422/485 bus 來組網。
圖一為使用 RS-485 bus 作為組網解決方案之例子。每個設備皆需要使用一個 RS-232 to RS-485 之雙向信號轉換器，以使通信資料可以在 RS-232 與 RS-485 之間轉換與傳遞。設備信號（數據／指令）經由 RS-232 傳送至 RS-232/485 轉換器上，由信號轉換器廣播 (broadcast) 至RS-485 bus 上，再分別由各個信號轉換器將信號轉送至 RS-232 上，此時各個設備即可同時收到該信號，並依信號之內容來決定該由哪個設備作出回應，以此達成組網之目的。圖一中所使用的 RS-232 to RS-485 信號轉換器為泓格公司之 I-7520 模組，其特性為體積小，低耗電，內建 3KV 隔離保護以及 Self-tuner 技術，baud rate 自動變換以及收送方向自動控制等優點。對於 RS-422 之組網方案可改用 I-7520A 模組，特性同 I-7520模組，並且增加了 RS-422 介面。
圖一
上述組網之解決方案中，各設備需為可程式之控制器（主控器），以自訂之協議來達成組網通信之需求。若各設備為不可程式者（被控端），則需改用 I-752N 系列（可定址式 RS-485 to RS-232 雙向信號轉換器），讓各設備可立即擁有其唯一（不重覆）之設備 ID (站號/Address)，主控器即可依此 ID 與其通信。 I-752N 信號轉換器會依來自 RS-485 上的通信內容事先加以過濾，只有該指定 ID 與本身相符時，才會將通信內容再轉送至 RS-232 端的設備上。(詳見圖二)
Ｑ2：RS-232 的設備，是否可以不經由 RS-232/485 轉換器而直接與連上 RS-485 網路？
Ｑ3：市面上的RS-232 to RS-485 信號轉換器，有些是要外部供電的，有些是直接由RS-232 埠取電，哪種較好？
Ｑ4：RS-232 與 RS-485 程式設計上有何差異？
註：RS-232/422/485 在其規範中，都只有定義其電氣信號，而未定義通信協議；通信協議是需要由使用者自行定義的，或由該設備的廠家定義。而 Modbus 則是另一套在 RS-485 上很常見的工業通信標準。
通信程式設計之參考資訊： http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnfiles/html/msdn_serial.asp http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/comm98/html/vbobjComm.asp
Ｑ5：序列設備(RS-232/422/485 序列埠介面)可以透過 Ethernet 來存取嗎？
右圖中，我們使用 I-7188EN 系列 Device Server 來讓序列(RS-232/422/485)設備可以透過 Ethernet 被存取。每一個 Device Server 都有其 IP，而序列設備接在 Device Server 上，並且對應至特定之 TCP 埠。主控機即可經由此 TCP IP/Port 來存取該序列設備。
右圖一，我們使用 RS-422/485 bus 做為 Pair-connection 之解決方案。
右圖二，我們使用 Ethernet 做為 Pair-connection 之解決方案。兩個 RS-232/422/485 設備各用一個 I-7188EN Device Server 來使其連上 Ethernet，並由 I-7188EN 本身所提供之 Pair-connection 功能，即可達到序列設備遠距互連之效果（透過 TCP IP/Port 之指定）。
圖二：使用Ethernet 做為 Pair-connection 之解決方案
泓格動態
ISaGRAF PAC - 支持FRNET I/O與 Ethernet I/O
目前W-8x37 / 8x47 系列產品可支持FRNET I/O
FRNET I/O 優點：
詳細內容請速上網：http://www.icpdas.com 點選Products News查詢
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台北新增Indusoft基礎課程，課程內容如下： 1. 基本安裝使用之硬體需求介紹；示範安裝軟體
欲知更多泓格訓練課程內容，請至「泓格科技教育訓練網站 」查詢
圖一 常見的電子式溫度感測器
圖一：全球工業乙太網路設備成長率統計表
圖三
I-7188XB + I-7017 + M1206 系統架構圖
圖一：設定畫面
