基于嵌入式处理器的分布式工控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于嵌入式处理器的分布式工控系统，现有技术硬件系统复杂，成本高，本实用新型专利技术基于嵌入式处理器的分布式工控系统通过LCD触摸显示器输入操作命令，主控制系统将操作命令数据打包并通过总线发送给指定的从控制系统，从控制系统接收到数据包后，解析出数据包中的操作命令后做相应的命令操作。控制系统将操作过程通过总线实时传送给主控制系统，主控制系统将反馈的数据通过显示器显示给用户。新加入的从控制系统通过总线广播方式向主控制系统申请一个地址，主控制系统接收到请求后生成一个新地址，通过总线广播方式将新地址分配给新加入的从控制系统。本实用新型专利技术降低了硬件开发调试难度，增加了系统稳定性，降低了成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电气控制领域，尤其是一种基于嵌入式处理器的分布式エ控系统。
技术介绍
エ业生产过程流程长、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，并且生产现场エ况和控制对象复杂，生产环境条件较恶劣。目前用于エ业生产现场控制的主要有两种エ控机(IPC)和PLC，IPC由于运行速度快、各种硬件I/O接ロ资源丰富，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エ控系统。
技术实现思路
本技术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エ控系统。为实现以上目的，本技术采用的技术方案为—种基于嵌入式处理器的分布式エ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、IXD触摸显示器、CANBUS驱动模块、SD卡模块、RS485模块、USB接ロ模块、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，IXD触摸显示器通过FPC线与主控制板连接，CANBUS驱动模块通过SPI接ロ与嵌入式主处理器模块连接，以太网模块通过ISA接ロ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ロ USARTl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ロ 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接ロ模块通过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ロ USARTO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ロ USARTl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；IXD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DAVIC0M公司的型号为DM9000芯片；RS485模块的电平转换芯片选用MAX頂公司的型号为MAX3430芯片，RS232模块的电平转换芯片选用MAX頂公司的型号为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F0D053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F0D053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。本技术所具有的有益效果是系统采用分布式结构，从控制系统的节点数可以灵活调整，简化了系统硬件的开发流程。主控制系统和从控制系统硬件组成模块化处理，并且提供多种模块组成方案，相同模块采用相同的接ロ，简化了硬件的设计并降低了调试难度；利用上述分布式エ控系统硬件平台的可调整性，可以大大提高系统的性价比；由于可更换的模块采用相同的硬件接ロ，在选择不同处理器平台时，降低了驱动开发人员移植驱动程序的难度；这样的方法有效的提高系统开发效率，有利于产品快速投向市场。附图说明图I为本使用新型的系统拓扑结构示意图；图2.主控制系统示意图；图3.从控制系统示意图。具体实施方式以下结合附图和实例对本技术进ー步说明。如图I所不,一种基于嵌入式处理器的分布式エ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。如图2所示，主控制系统包括主控制板、嵌入式主处理器模块、IXD触摸显示器、CANBUS驱动模块、SD卡模块、RS485模块、USB接ロ模块、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，IXD触摸显示器通过FPC线与主控制板连接，CANBUS驱动模块通过SPI接ロ与嵌入式主处理器模块连接，以太网模块通过ISA接ロ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ロ USARTl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ロ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接ロ模块通过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。如图3所示，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ロ USARTO连接，R S232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ロ USARTl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；IXD触摸显示器为4. 2寸至19寸的TFT真彩数本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于嵌入式处理器的分布式工控系统，其特征在于：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。...

【技术特征摘要】
1.基于嵌入式处理器的分布式工控系统，其特征在于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、IXD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，IXD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 USARTl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...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继业，高明煜，蔡步森，王文皓，邹宏，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：