[实用新型]基于嵌入式处理器的分布式工控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电气控制领域，尤其是一种基于嵌入式处理器的分布式工控系统。

背景技术

工业生产过程流程长、现场机电设备多，往往既有强电，又有弱电；既有模拟量，又有数字量和开关量，并且生产现场工况和控制对象复杂，生产环境条件较恶劣。目前用于工业生产现场控制的主要有两种：工控机（IPC）和PLC，IPC由于运行速度快、各种硬件I/O接口资源丰富，并且可有现成的各种操作系统支持，因此目前仍广泛用于各种生产现场、复杂对象的现场控制，IPC的缺点是成本较高、并且CPU需用风扇降温，从而较低了IPC的可靠性；而PLC组合灵活，已用于各种机电设备和生产过程控制，但目前PLC控制器和触摸显示屏往往是分开的，另外PLC组合经常造成系统硬件资源多余，从而增加了系统构建成本。因此为了适应各种小型机电设备和简单生产过程的控制，需要一种系统硬件资源简单化、成本最低廉，可根据现场电机设备的数量灵活增减系统硬件资源，并集现场实时控制和人机操作界面于一体的新型工控系统。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于嵌入式处理器的分布式工控系统。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于嵌入式处理器的分布式工控系统由一个主控制系统和多个从控制系统组成，主控制系统和从控制系统通过总线相互连接。主控制系统包括主控制板、嵌入式主处理器模块、LCD触摸显示器、CANBUS驱动模块、SD卡模块、RS485模块、USB接口模块、RS232模块、以太网模块和第一直流电源模块，主控制系统硬件采用模块化结构，嵌入式主处理器模块通过双排接插件与主控制板连接，LCD触摸显示器通过FPC线与主控制板连接，CANBUS驱动模块通过SPI接口与嵌入式主处理器模块连接，以太网模块通过ISA接口与嵌入式主处理器模块连接，RS485模块通过TTL-RS485电平转换芯片与嵌入式主处理器模块的一路异步串行口USART1连接，RS232模块通过TTL-RS232电平转换芯片与嵌入式主处理器模块的另一路异步串行口USART2连接，SD卡模块通过MMC总线与嵌入式主处理器模块连接，USB接口模块通过USB总线与嵌入式主处理器模块连接，第一直流电源模块与主控制板连接。

每个从控制系统结构相同，从控制系统包括从控制板、协处理器模块、8路开关量输入、8路开关量输出、8路模拟量输入、8路模拟量输出和第二直流电源模块，从控制系统硬件采用模块化结构，协处理器模块通过双排接插件与从控制板连接，CANBUS驱动模块与协处理器模块连接，RS485模块通过TTL-RS485电平转换芯片与协处理器模块的一路异步串行口USART0连接，RS232模块通过TTL-RS232电平转换芯片与协处理器模块的另一路异步串行口USART1连接，8路开关量输入与协处理器模块连接，8路开关量输出与协处理器模块连接，8路模拟量输入与协处理器模块连接，8路模拟量输出与协处理器模块连接。第二直流电源模块与从控制板连接。

嵌入式主处理器模块选用S3C2440、PXA270、AT9261三款处理器为核心的三种模块，用于实现整个分布式系统的运行管理和控制；LCD触摸显示器为4.2寸至19寸的TFT真彩数字屏并结合相应尺寸的电阻式触摸屏；CANBUS驱动模块选用NXP半导体公司的型号为MCP2515芯片；以太网模块电路选用DAVICOM公司的型号为DM9000芯片；RS485模块的电平转换芯片选用MAXIM公司的型号为MAX3430芯片，RS232模块的电平转换芯片选用MAXIM公司的型号为MAX232芯片；协处理器模块选用MC9S08AW32、TMS320F2801、STM32F103为核心的三种最小MCU板，用于从控制系统的数据采集与处理，并将处理的结果标准化后传送给主控制系统；8路开关量输入模块选用FAIRCHILD公司的型号为FOD053光耦和TAKAMISAWA公司的型号为NY24W-K继电器；8路开关量输出选用FAIRCHILD公司的型号为FOD053光耦和TAKAMISAWA公司的型号为NY24W-K继电器；8模拟量输入模块选用TI公司的型号为ADS1100芯片；8模拟量输出模块选用TI公司的型号为DAC7571和 DAC8568芯片；直流电源模块选用国家半导体公司的型号分别为LM78M12、LM1117-3.3V、LM1117-2.5V、LM1117-1.2V芯片以及摩托罗拉公司的型号为MC33063芯片。