一、前言： 自從Microsoft于數年前推出WinCE操作系統，首先應用于PDA設備上，其功能的表現與現有Windows系統不相上下。此時已經有人提出工控系統應用的構想，事實上Microsoft也以WinCE為踏入工控界的一項利器。對于要求系統穩定性大于新功能的工控系統來說，還是有不少人質疑WinCE的可靠性。但是經過多年的發展，Microsoft于2003年推出WinCE 4.2版后，已經大大提高系統的穩定性。而且WinCE已經具備信息系統許多功能，例如：Ethernet網絡、SQL數據庫、多媒體影像語音處理、Web聯網等等，這些功能又是原有PLC、DCS等工控設備所欠缺的，可以預見一種新的應用趨勢將要出現。近年來有些工控設備廠商也陸續推出WinCE＋I/O Module的產品，除了有PC系統的功能外，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用系統數十年，由早期的Mini Computer、DOS、Windows等計算機系統都使用過，當看到此種WinCE工控設備的出現，而且價格遠比以往PLC設備等更具競爭力時，可以想見的許多原先無法辦到或者整合的系統將是有解，而且一些新的應用將會被創造出來。 本文將以WinCon-8000為例，說明WinCE系統的新功能，依據筆者的以往實務經驗提出一些應用構想，希望能夠拋磚引玉，觸發有興趣者一些新的應用方式，能夠與工控業界同好互勉之。 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、快速系統啟動、中斷處理等方面功能，以因應自動控制的最重要需求：「時間掌控、實時反應」。 我們重點要放在當WinCE作為工控系統時，必須重視的是相關軟硬件系統搭配，畢竟此與一般的PC系統是不同的。 1.I/O模塊：I/O Module分成三種類：串行式連接、Ethernet網絡連接、Parallel Bus（Build in I/O）連接等。其中串行式速度最慢，Ethernet網絡次之，Parallel Bus最快。此三種架構的I/O Module都有適用的場合，因應所規劃的信號響應速度，選擇所需的種類。但是在此必須提醒的一點是Parallel Bus I/O，具有非常快速的信號反應，又因為與主機在同一個設備上共享同一電源，所以沒有串行式及Ethernet網絡等兩種I/O，可能發生網絡斷線或電源斷線等故障。也就是Parallel Bus I/O的速度及穩定度遠大于其它兩種I/O，這是在規劃一個控制系統架構時，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。

另外網絡I/O尚有CAN(Control Area Network) Bus與泓格自有的FRNet透過Modbus/RTU、CANOpen、DeviceNet等通信規約, 可以與泓格的I-7000、I-8000及其它廠牌的CAN I/O相連接，而且FRNet則是沿用了PLC架構的優點，采用Token Ring的方式，無須軟件協議，在固定的時間內可以掃描所有的I/O點，再透過Dual-Port RAM的方式與主控制層做溝通。 2.Soft PLC：提供ISaGRAF、Micro Trace Mode等Soft Logic PLC的軟件包，可以完全執行PLC的Ladder Diagram的程序功能。使用方式就是先于PC上編輯設計Ladder Diagram應用程序，然后下載至WinCon-8000執行。也就是可以當作一臺PLC來使用，而且還有以下數點PLC所不能做到的功能，如此架構可以產生PLC Plus的效果。此Plus的功能就會激發出許多新的應用架構。 3.SCADA System：提供Indusoft Web Studio、AdAstrA Embedded HMI等套裝監控系統。于WinCon-8000上提供的是執行版本。先于PC設計所要的監控畫面，然后Download至WinCon-8000上執行。這些監控系統也具備各種PLC的通信模塊以及OPC Client的Driver，所以除了與WinCon-8000本身的I/O Module通信外，還很容易地與其它PLC通信。我們可以發現以前一臺某廠牌的PLC要與另一廠牌的通信是多么困難的一件事，現在可以藉由PLC與SCADA為一體的架構做到。又SCADA具有Web的功能，所以透過Internet做到Remote Control的功能。我們想象單獨一臺PLC要上Internet又是何等的困難，但是WinCon-8000可以輕易地辦到，只不過WinCE是先進的操作系統，很簡單地就可以融入現有信息系統的大架構中，此功能不過舉手之勞，但是在實務應用上卻是一大突破?？梢韵胍姷卦S多新的應用領域將會被開發出來。 4.OPC and Modbus支援：WinCon-8000提供OPC以及Modbus等兩種數據通信方式，可以與外部系統做I/O信號值的數據交換。這些通信方式為工控業界的兩大通信標準，所以系統整合也是標準化。舉例來說：以前任何一個程序要與PLC相連以讀寫相關信號點，必須自行設計通信Driver，但是對于各種PLC不同的通信方式及信號安排都不熟悉，系統設計門坎非常的高。如今只要依據以上兩種通信標準，市面上有許多組件可以使用。只要使用一臺 WinCon-8000就搞定一切。 5.SQL數據庫：此功能是非常重要的一點。此為標準的關系型數據庫，與Windows SQL Server同一等級。一般控制系統因為受限于硬件的架構，只能專注于信號點的處理，而無法做大量數據的處理。但是PC軟硬件系統的發展，使得此方面的基礎系統健全，而且價格更便宜，因此大量資料的儲存及處理變成可能，可以擴展許多新的應用領域。例如：配方表、生產工單、產品品質紀錄、操作紀錄、警報紀錄、作業程序步驟、影像文件、語音文件、設備運轉紀錄、大量信號數據記錄、….等等各種形式數據的運用。當數據越詳細，活用數據的機會越多，就會創造許多新的功能，信息越透明就會使得控制更為精確，同時也降低人為的錯誤率，并且延伸出許多新的應用手法。 6.網絡聯機iPush：此功能打開一扇網絡方便門，使得應用系統使用者不用知道背后復雜的網絡處理程序。以往如果設計網絡系統，就必須知道TCP/IP、Socket、網絡通信規約7層架構、….等等技術知識，然后設計網絡通信程序，又要考慮通信量、通信速度、Socket API使用、通信Timing的掌握…等等高級的程序設計技巧。同時通信的形式又有多種選擇，例如：簡訊、語音通知、影像傳輸、E-mail、Message、主動廣播、多數或單獨通知、通信頻率、單向或雙向通信、….等等不同方式。最后接收端的選擇也是多樣性，例如：監控系統、OPC Server、Excel、PDA、手機、Internet瀏覽器、….等等。如今以上的一切都交給iPush就可以了。如下圖所示。

WinCon-8000已經配置有iPush Server，經過設定后就可以做到以上所有的事情。于接收端(iPush Client)則提供各種組件負責接收，例如：Excel或Internet瀏覽器安裝相關組件，就可以開始與WinCon-8000通信，完全不用設計程序。當然如果想要自行設計程序，然后透過 iPush做網絡通信也非常簡單，無論于iPush Server端或者iPush Client端，只要運用相關組件API就可以達到目的，所使用的API也簡化到connect、read、write、disconnect、…等少數功能即可。 我們要曉得使用WinCon-8000絕大部分為電機設計人員，可以想見當要這類使用者去設計復雜網絡程序，如同緣木求漁一般的困難。但是工控設備要連上網絡這又是必須經過的第一道關卡，如今見到WinCon-8000對這方面提出解決方案，這就是完全站在使用者立場所設計出來的產品。 7.開發工具應用：如果要自行開發程序有Visual Basic .NET、Visual C#、Embedded Visual C  等多種工具。同時也有多種接口API以作為整合設計用。例如：控制I/O的DLL、iPush組件、SCADA System API、SQL Server API、Modbus Protocol DLL、OPC接口等。也就是可以由各種功能層面得到所要的連接接口，如此形成一個完全的整合系統，無論從哪一方面切入都可以得到滿意的整合性。所以使用者可以放心去設計特有功能的程序，然后整合至原有套裝系統，變成一個新的應用系統。

三、應用趨勢探討： 以下的應用架構是依據我以前的實務經驗所想象出來的，于系統上、技術上絕對可行，所缺少的是實際應用例。只要讀者抓住各應用例的核心功能，尋找適當的應用場合，就可以發揮WinCon-8000的最大效能。 1.單一或遠程控制盤： 1.1應用說明： * 一般控制盤都是將現場信號配線至端子盤后，接至PLC的I/O Module內，設計Ladder Diagram程序做控制，再通信連接至PC的SCADA系統或者專用的監控系統接口設備，做各種人機畫面操作。 * 如今可以將Ladder Diagram以及SCADA監控系統設計于同一臺WinCon-8000內。而且還有先進的Web Internet遠程監控功能，再加上iPush主動將信號送至所指定的系統上。 1.2主要功能： * 一臺設備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。 * 遠程監控功能，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。 * 網絡配置只要利用現有電訊設備，例如：ADSL等即可。 1.3系統組成：Soft PLC、SCADA、iPush等系統。 2.配方機器控制： 2.1應用說明： * 有許多生產設備需要配方表的控制，例如：塑料成型設備、預拌混凝土生產系統、飼料生產設備…等等。 * 依據配方會連動不一樣的I/O控制。而且以網絡與中控室主計算機系統聯機視需要隨時更新配方規格。 * 目前系統大都使用PLC再加PC或者監控觸控屏幕，采單機作業，無法網絡整合。 2.2主要功能： * 一臺設備即可組合成IPC＋PLC相同的功能。 * SQL Server儲存配方規格及操作步驟程序等，提供最人性化的接口操作。 * 與中控系統聯網隨時做數據交換及更新。 2.3系統組成：Soft PLC、SCADA、SQL Server等系統。 3.居家保全控制主機： 3.1應用說明： * 以往保全系統是一個專屬的封閉系統，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機通信的功能。所以保全系統較難擴展至廣泛應用領域。 * 使用WinCon-8000可以設計<< p="">