[實用新型]基于嵌入式處理器的分布式工控系統

有效

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• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN202522911U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設計）人: 黃繼業(yè);高明煜;蔡步森;王文皓;鄒宏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于電氣控制領域，尤其是一種基于嵌入式處理器的分布式工控系統。

背景技術

工業(yè)生產過程流程長、現場機電設備多，往往既有強電，又有弱電；既有模擬量，又有數字量和開關量，并且生產現場工況和控制對象復雜，生產環(huán)境條件較惡劣。目前用于工業(yè)生產現場控制的主要有兩種：工控機（IPC）和PLC，IPC由于運行速度快、各種硬件I/O接口資源豐富，并且可有現成的各種操作系統支持，因此目前仍廣泛用于各種生產現場、復雜對象的現場控制，IPC的缺點是成本較高、并且CPU需用風扇降溫，從而較低了IPC的可靠性；而PLC組合靈活，已用于各種機電設備和生產過程控制，但目前PLC控制器和觸摸顯示屏往往是分開的，另外PLC組合經常造成系統硬件資源多余，從而增加了系統構建成本。因此為了適應各種小型機電設備和簡單生產過程的控制，需要一種系統硬件資源簡單化、成本最低廉，可根據現場電機設備的數量靈活增減系統硬件資源，并集現場實時控制和人機操作界面于一體的新型工控系統。

發(fā)明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種基于嵌入式處理器的分布式工控系統。

為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種基于嵌入式處理器的分布式工控系統由一個主控制系統和多個從控制系統組成，主控制系統和從控制系統通過總線相互連接。主控制系統包括主控制板、嵌入式主處理器模塊、LCD觸摸顯示器、CANBUS驅動模塊、SD卡模塊、RS485模塊、USB接口模塊、RS232模塊、以太網模塊和第一直流電源模塊，主控制系統硬件采用模塊化結構，嵌入式主處理器模塊通過雙排接插件與主控制板連接，LCD觸摸顯示器通過FPC線與主控制板連接，CANBUS驅動模塊通過SPI接口與嵌入式主處理器模塊連接，以太網模塊通過ISA接口與嵌入式主處理器模塊連接，RS485模塊通過TTL-RS485電平轉換芯片與嵌入式主處理器模塊的一路異步串行口USART1連接，RS232模塊通過TTL-RS232電平轉換芯片與嵌入式主處理器模塊的另一路異步串行口USART2連接，SD卡模塊通過MMC總線與嵌入式主處理器模塊連接，USB接口模塊通過USB總線與嵌入式主處理器模塊連接，第一直流電源模塊與主控制板連接。

每個從控制系統結構相同，從控制系統包括從控制板、協處理器模塊、8路開關量輸入、8路開關量輸出、8路模擬量輸入、8路模擬量輸出和第二直流電源模塊，從控制系統硬件采用模塊化結構，協處理器模塊通過雙排接插件與從控制板連接，CANBUS驅動模塊與協處理器模塊連接，RS485模塊通過TTL-RS485電平轉換芯片與協處理器模塊的一路異步串行口USART0連接，RS232模塊通過TTL-RS232電平轉換芯片與協處理器模塊的另一路異步串行口USART1連接，8路開關量輸入與協處理器模塊連接，8路開關量輸出與協處理器模塊連接，8路模擬量輸入與協處理器模塊連接，8路模擬量輸出與協處理器模塊連接。第二直流電源模塊與從控制板連接。

嵌入式主處理器模塊選用S3C2440、PXA270、AT9261三款處理器為核心的三種模塊，用于實現整個分布式系統的運行管理和控制；LCD觸摸顯示器為4.2寸至19寸的TFT真彩數字屏并結合相應尺寸的電阻式觸摸屏；CANBUS驅動模塊選用NXP半導體公司的型號為MCP2515芯片；以太網模塊電路選用DAVICOM公司的型號為DM9000芯片；RS485模塊的電平轉換芯片選用MAXIM公司的型號為MAX3430芯片，RS232模塊的電平轉換芯片選用MAXIM公司的型號為MAX232芯片；協處理器模塊選用MC9S08AW32、TMS320F2801、STM32F103為核心的三種最小MCU板，用于從控制系統的數據采集與處理，并將處理的結果標準化后傳送給主控制系統；8路開關量輸入模塊選用FAIRCHILD公司的型號為FOD053光耦和TAKAMISAWA公司的型號為NY24W-K繼電器；8路開關量輸出選用FAIRCHILD公司的型號為FOD053光耦和TAKAMISAWA公司的型號為NY24W-K繼電器；8模擬量輸入模塊選用TI公司的型號為ADS1100芯片；8模擬量輸出模塊選用TI公司的型號為DAC7571和?DAC8568芯片；直流電源模塊選用國家半導體公司的型號分別為LM78M12、LM1117-3.3V、LM1117-2.5V、LM1117-1.2V芯片以及摩托羅拉公司的型號為MC33063芯片。