基于VME总线架构的多功能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了基于VME总线架构的多功能控制系统，包括上位机和控制器，所述控制器的内部安装有主控CPU板、VME总线背板和电源，所述控制器上安装有单元板卡，所述单元板卡的数量设置有多个，所述主控CPU板和多个所述单元板卡均安装在VME总线背板上的卡槽上，多个所述单元板卡分别为多串口单元、I/O单元、AD/DA单元、模拟单元和脉冲单元，所述VME总线背板上设置有VME总线；所述上位机与主控CPU板之间通过TPC/IP网络通信。本发明专利技术通过应用VME总线，能够实现上位机实时的对各个单元板卡进行指令传送和数据监控，各个单元板卡与上位机之间通信时相互不干扰，实时同步性能好，且多块不同类型的单元板卡之间数据可以进行交互。型的单元板卡之间数据可以进行交互。型的单元板卡之间数据可以进行交互。

【技术实现步骤摘要】
基于VME总线架构的多功能控制系统


[0001]本专利技术涉及控制系统领域，具体涉及基于VME总线架构的多功能控制系统。

技术介绍

[0002]VME总线是一种通用的计算机总线，结合了Motorola公司Versa总线的电气标准和在欧洲建立的Eurocard标准的机械形状因子，是一种开放式架构。它定义了一个在紧密耦合硬件构架中可进行互连数据处理、数据存储和连接外围控制器件的系统。经过多年的改造升级，VME系统已经发展的非常完善，围绕其开发的产品遍及了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等领域。
[0003]目前，传统的PLC以其高速度、高性能、高可靠性在工业控制领域得到了广泛的应用。然而，由于传统PLC的生产厂商之间的产品互相不兼容，各厂商产品的编程方法差别很大，多个不同类型的设备与上位机之间通信时存在相互干扰，实时同步性能差，且多个不同类型的设备之间数据无法及时交互。
[0004]因此，专利技术基于VME总线架构的多功能控制系统来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供基于VME总线架构的多功能控制系统，通过应用VME总线，主控CPU板可以通过驱动地址来选着不同的单元板卡进行数据交互，主控CPU板通过TPC/IP网络与上位机通信，从而实现上位机实时的对各个单元板卡进行指令传送和数据监控，各个单元板卡与上位机之间通信时相互不干扰，实时同步性能好，且不同的单元板卡之间的通信以主控CPU板作为桥梁进行，主控CPU板首先驱动地址线选中需要发送数据的单元板卡，并将数据读取出来，然后再将此数据发送到另一块需要接收此数据的单元板卡中，多块不同类型的单元板卡之间数据可以进行交互，以解决技术中的上述不足之处。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于VME总线架构的多功能控制系统，包括上位机和控制器，所述控制器的内部安装有主控CPU板、VME总线背板和电源，所述控制器上安装有单元板卡，所述单元板卡的数量设置有多个，所述主控CPU板和多个所述单元板卡均安装在VME总线背板上的卡槽上，多个所述单元板卡分别为多串口单元、I/O单元、AD/DA单元、模拟单元和脉冲单元，所述VME总线背板上设置有VME总线；
[0007]所述上位机与主控CPU板之间通过TPC/IP网络通信，所述上位机用于对各个所述单元板卡进行参数设置、指令发送和数据监控；
[0008]所述主控CPU板负责任务调度，控制整个系统通信的运行，一方面通过TCP/IP网络通信协议和上位机进行数据交互，另一方面通过VME总线和各个所述单元板卡进行通信；
[0009]所述多串口单元主要实现三类串行接口功能：两个满足RS232协议的串行接口，一个满足RS422协议的串行接口，五个满足RS485协议的串行接口，实现各个串行接口与VME总线上数据交换；
[0010]所述AD/DA单元主要实现模拟部分AD/DA转换功能；
[0011]所述I/O单元主要实现两类数据接口：16路具有隔离的数字输入量，16路具有隔离的数字输出量，实现各个数字量与VME总线上数据交换；
[0012]所述脉冲单元主要提供6路AB相/单项脉冲信号的数据接口。
[0013]优选的，所述控制器采用标准3U机箱模块化设计。
[0014]优选的，所述电源采用计算机一体化电源。
[0015]优选的，所述VME总线背板采用21槽6U板卡。
[0016]优选的，各个所述单元板卡之间可以通过硬件设置地址，相互互换插槽位置。
[0017]优选的，所述主控CPU板采用高性能6U 4HP板卡，其板载一颗FPGA及微处理器，所述主控CPU板上设置有背板VME接口、SRIO、PCIe、千兆以太网、UART及双通道QSFP接口。
[0018]优选的，所述I/O单元的16路数字输入信号端连接有光电耦合器。
[0019]优选的，所述I/O单元的16路数字输出信号端连接有光继电器。
[0020]优选的，所述控制器的左侧开设有散热口，所述散热口的内部安装有排气风扇，所述控制器的右侧开设有进气口，所述进气口的内部安装有进风风扇。
[0021]优选的，所述散热口的左端端口固定有第一防尘网，所述进气口的右端端口固定有第二防尘网。
[0022]在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：
[0023]1、通过应用VME总线，主控CPU板可以通过驱动地址来选着不同的单元板卡进行数据交互，主控CPU板通过TPC/IP网络与上位机通信，从而实现上位机实时的对各个单元板卡进行指令传送和数据监控，各个单元板卡与上位机之间通信时相互不干扰，实时同步性能好，且不同的单元板卡之间的通信以主控CPU板作为桥梁进行，主控CPU板首先驱动地址线选中需要发送数据的单元板卡，并将数据读取出来，然后再将此数据发送到另一块需要接收此数据的单元板卡中，多块不同类型的单元板卡之间数据可以进行交互，操作简单，具有灵活的数据流处理方式，具有对处理信息量大以及控制算法复杂等复杂网络架构的综合适应能力；
[0024]2、通过在I/O单元的16路数字输入信号端连接有光电耦合器，光电耦合器能够保护电路免于外界信号的干扰及损坏，提高输入信号的门限，从而杜绝感应耦合产生低压信号造成的误操作，在I/O单元的16路数字输出信号端连接有光继电器，采用光继电器来实现数字信号的输出，增加了抗干扰能力，增加了信号输出的稳定性；
[0025]3、通过在控制器的左侧开设有散热口，散热口的内部安装有排气风扇，控制器的右侧开设有进气口，进气口的内部安装有进风风扇，能够有效的加快控制器内部空气与外部空气的交换，大大提高了控制器内部元件的散热效果，有效地延长了控制器内部元件的使用寿命。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的系统原理图；
[0028]图2为本专利技术的单元板卡连接图；
[0029]图3为本专利技术的I/O单元信号处理流程图；
[0030]图4为本专利技术的主控CPU板示意图；
[0031]图5为本专利技术的控制器示意图；
[0032]图6为本专利技术的控制器立体图。
[0033]附图标记说明：
[0034]1上位机、2控制器、3主控CPU板、4 VME总线、5电源、6单元板卡、7多串口单元、8 I/O单元、9 AD/DA单元、10模拟单元、11脉冲单元、12光电耦合器、13光继电器、14排气风扇、15进风风扇、16第一防尘网、17第二防尘网。
具体实施方式
[0035]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。
[0036]本专利技术提供了如图1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于VME总线架构的多功能控制系统，包括上位机(1)和控制器(2)，其特征在于：所述控制器(2)的内部安装有主控CPU板(3)、VME总线背板和电源(5)，所述控制器(2)上安装有单元板卡(6)，所述单元板卡(6)的数量设置有多个，所述主控CPU板(3)和多个所述单元板卡(6)均安装在VME总线背板上的卡槽上，多个所述单元板卡(6)分别为多串口单元(7)、I/O单元(8)、AD/DA单元(9)、模拟单元(10)和脉冲单元(11)，所述VME总线背板上设置有VME总线(4)；所述上位机(1)与主控CPU板(3)之间通过TPC/IP网络通信，所述上位机(1)用于对各个所述单元板卡(6)进行参数设置、指令发送和数据监控；所述主控CPU板(3)负责任务调度，控制整个系统通信的运行，一方面通过TCP/IP网络通信协议和上位机(1)进行数据交互，另一方面通过VME总线(4)和各个所述单元板卡(6)进行通信；所述多串口单元(7)主要实现三类串行接口功能：两个满足RS232协议的串行接口，一个满足RS422协议的串行接口，五个满足RS485协议的串行接口，实现各个串行接口与VME总线(4)上数据交换；所述AD/DA单元(9)主要实现模拟部分AD/DA转换功能；所述I/O单元(8)主要实现两类数据接口：16路具有隔离的数字输入量，16路具有隔离的数字输出量，实现各个数字量与VME总线(4)上数据交换；所述脉冲单元(11)主要提供6路AB相/单项脉冲信号的数据接口。2.根据权利要求1所述的基于VME总线架构的多功能控制系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑川，周康成，殷科军，邓虹波，
申请(专利权)人：上海泛腾电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：