一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)，包括中央處理器和電源系統(tǒng)，其特點(diǎn)是中央處理器外掛連接外部存儲器接口模塊、VGA圖形顯示接口模塊、通訊接口模塊、計時器接口模塊、PC機(jī)鍵盤接口模塊、音響報警接口模塊、打印機(jī)接口模塊、光電隔離D/A輸出接口模塊、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊、光電隔離A/D輸入接口模塊、開關(guān)量輸入接口模塊和開關(guān)量輸出接口模塊。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有接口功能可自定義，接口模塊將數(shù)據(jù)全部映射到CPU存儲器，用戶只需訪問指定存儲器單元即可訪問上述來自硬件的數(shù)據(jù)，完全屏蔽用戶對系統(tǒng)硬件運(yùn)行的了解，提高用戶應(yīng)用程序編制的透明性和實(shí)時性，可靠性高，抗干擾強(qiáng)，方便人機(jī)交換，便于企業(yè)推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)線測控計算機(jī)系統(tǒng)一般分為兩大類型，一類是以PC機(jī)為基礎(chǔ)平臺加配必要的I/o配件搭建而成，由于PC機(jī)具有強(qiáng)大的軟硬件資源，此類系統(tǒng)具有應(yīng)用軟件開發(fā)速度快，人機(jī)界面優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是可靠性差，不能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場嚴(yán)酷的環(huán)境條件。另一類是可編程邏輯控制器(PLC)，它具有結(jié)構(gòu)緊密，可靠性高，抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是I/O接口的數(shù)量和類型一般是固定的，用戶選擇余地少，通常只用于中、小型測控系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計的一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)，采用外掛接口模塊，接口模塊將輸入和輸出的數(shù)據(jù)全部映射到CPU存儲器，用戶只需訪問指定存儲器單元即可訪問上述來自硬件的數(shù)據(jù)，完全屏蔽用戶對系統(tǒng)硬件運(yùn)行的了解，提高用戶應(yīng)用程序編制的透明性和實(shí)時性，可靠性高，抗干擾強(qiáng)，接口功能可自定義，方便人機(jī)交換，而且結(jié)構(gòu)簡單，可維護(hù)性好，成本低。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)，包括連接電源系統(tǒng)2的中央處理器I，其特點(diǎn)是中央處理器外掛連接存儲器接口模塊、VGA圖形顯示接口模塊、通訊接口模塊、計時器接口模塊、PC機(jī)鍵盤接口模塊、音響報警接口模塊、打印機(jī)接口模塊、光電隔尚D/A輸出接口模塊、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊、光電隔尚A/D輸入接口模塊、開關(guān)量輸入接口模塊和開關(guān)量輸出接口模塊；所述通訊接口模塊為遠(yuǎn)程雙向通訊接口 ；所述光電隔離A/D輸入接口模塊和開關(guān)量輸入接口模塊為各模擬量和開關(guān)量的信號輸入接口 ；所述光電隔離D/A輸出接口模塊、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊和開關(guān)量輸出接口模塊為各模擬量和開關(guān)量的信號輸出接口 ；所述VGA圖形顯示接口模塊、PC機(jī)鍵盤接口模塊、音響報警接口模塊和打印機(jī)接口模塊為人機(jī)交換接口。
[0006]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比CPU的輸入/輸出端口功能可自定義，接口模塊將輸入和輸出的數(shù)據(jù)全部映射到CPU存儲器，用戶只需訪問指定存儲器單元即可訪問上述來自硬件的數(shù)據(jù)，完全屏蔽用戶對系統(tǒng)硬件運(yùn)行的了解，提高用戶應(yīng)用程序編制的透明性和實(shí)時性，可靠性高，抗干擾強(qiáng)，方便人機(jī)交換，結(jié)構(gòu)簡單，可維護(hù)性好，成本低，便于企業(yè)推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]參閱附圖1，本實(shí)用新型包括連接電源系統(tǒng)2的中央處理器1，中央處理器I外掛連接存儲器接口模塊11、VGA圖形顯示接口模塊12、通訊接口模塊13、計時器接口模塊14、PC機(jī)鍵盤接口模塊15、音響報警接口模塊16、打印機(jī)接口模塊17、光電隔離D/A輸出接口模塊18、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊19、光電隔離A/D輸入接口模塊20、開關(guān)量輸入接口模塊21和開關(guān)量輸出接口模塊22。所述通訊接口模塊13為遠(yuǎn)程雙向通訊接口 ；所述光電隔離A/D輸入接口模塊20和開關(guān)量輸入接口模塊21為各模擬量和開關(guān)量的信號輸入接口 ；所述光電隔離D/A輸出接口模塊18、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊19和開關(guān)量輸出接口模塊22為各模擬量和開關(guān)量的信號輸出接口 ；所述VGA圖形顯示接口模塊12、PC機(jī)鍵盤接口模塊15、音響報警接口模塊16和打印機(jī)接口模塊17為人機(jī)交換接口。
[0009]所述中央處理器I的系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)核采用系統(tǒng)在芯片上的SOC (System on ship)芯片C8051F120為CPU，SOC內(nèi)含豐富的數(shù)據(jù)和模擬兩類硬件資源，數(shù)據(jù)類包括最高運(yùn)行主頻為lOOMhz，即每秒可執(zhí)行100萬條單周期指令的CPU，高速乘累加運(yùn)算引擎，64個通用可編程數(shù)據(jù)I/O 口，5個16位通用定時器，6個16位多功能可編程定時比較、捕捉模塊，兩個雙向異步串行通訊接口、一個SPI串口接口、一個I平方C串口接口、8448字節(jié)高速靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器RAM、128K字節(jié)程序存儲器ROM、電源監(jiān)控器和硬件看門狗電路。模擬部分包括8通道內(nèi)含可編程放大器12位A/D變換器，雙通道12位D/A變換器，多通道8位高速A/D變換器，高精度參考電源，雙模擬比較器。
[0010]所述電源系統(tǒng)2由大功率寬電壓肖特基整流模塊MBR3045和高精度的三級穩(wěn)壓電路NCP1117DT組成，對交流輸入電壓變化要求低，可達(dá)正負(fù)50%，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，穩(wěn)定性好特點(diǎn)。
[0011]所述存儲器接口模塊11，除CPU芯片上數(shù)據(jù)和程序存儲系統(tǒng)還配備FM25CL64、GT21GS、和K6R4008三個存儲器芯片，F(xiàn)M25CL64是SPI接口 8K字節(jié)鐵電存儲器，用存儲各類需要改變又不揮發(fā)的數(shù)據(jù)，GT21GS是ASCII碼和一二級漢字庫固定存儲器，K6R4008是512K字節(jié)高速靜態(tài)存儲器，可用于存儲圖形顯示點(diǎn)陣信息或數(shù)據(jù)信息。
[0012]所述VGA圖形顯示接口模塊12為國際標(biāo)準(zhǔn)圖形顯示接口，它由行同步(H)信號，幀同步(V)信號及R、G、B三原色模擬信號。模塊的行(H)、幀(V)同步信號由C8051F120芯片內(nèi)的PCA產(chǎn)生，R、G、B信號則由高速顯示存儲器K6R4008讀出經(jīng)D/A變換后產(chǎn)生，圖形分辨率及行頻(H)、幀頻(V)均可由軟件改變，本接口可與各種品牌和尺寸的LCD顯示器配接。
[0013]所述通訊接口模塊13為雙通道雙向RS485通訊接口，可支持MODBUS和PR0FIBUS兩種最常用的工業(yè)通訊規(guī)約，最高通訊波特率可達(dá)500KHZ，接口具有主、從兩種方式，在主方式下它可掛接多個I/O卡件以擴(kuò)展本系統(tǒng)功能，作為從方式，它以從站方式掛接在DCS分布系統(tǒng)中與DCS主機(jī)雙向通訊。
[0014]所述計時器接口模塊14為高精度計時器DS3231SN，DS3231SN是內(nèi)置溫補(bǔ)晶振TCXO的串行接口高精度計時器，其計時精度達(dá)+/-2PPM，并支持閏年處理至2100年。
[0015]所述PC機(jī)鍵盤接口模塊15采用標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)鍵盤接口，在充分分析PC機(jī)鍵盤接口工作時序的基礎(chǔ)上，僅用C8051F120芯片內(nèi)的一個具有中斷功能I/O 口作時鐘線和一個普通I/O 口作數(shù)據(jù)線即完成此接口，它支持PC機(jī)鍵盤全部三種工作方式。
[0016]所述音響報警接口模塊16在軟件支持下僅用C8051F120芯片內(nèi)的一個PCA輸出口即完成此接口，它可由軟件設(shè)定報警頻率和持續(xù)時間。
[0017]所述打印機(jī)接口模塊17為國際標(biāo)準(zhǔn)的8位并行打印機(jī)接口，在軟件控制下既可打印文本數(shù)據(jù)，也可直接拷貝LCD顯示屏的圖形。
[0018]所述光電隔離D/A輸出接口模塊18，D/A輸出的是(T5V電壓量，它可驅(qū)動250mA負(fù)載電流，并具有短路保護(hù)功能。
[0019]所述數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊19為28路數(shù)據(jù)觸發(fā)。
[0020]所述光電隔離A/D輸入接口模塊20為28路光電隔離。
[0021]所述開關(guān)量輸入接口模塊21為16路光隔開關(guān)量輸入,支持16路共地干接點(diǎn)開關(guān)量輸入，并支持熱插拔功能，具有過壓保護(hù)功能。
[0022]所述開關(guān)量輸出接口模塊22為16路光隔開關(guān)量輸出，具有繼電器輸出和大電流晶體管輸出兩種類型，均支持熱插拔功能。
[0023]以上只是對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，并非用以限制本專利，凡為本實(shí)用新型等效實(shí)施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)生產(chǎn)線的測控系統(tǒng)，包括連接電源系統(tǒng)2的中央處理器1，其特征在于中央處理器(I)外掛連接存儲器接口模塊(11 )、VGA圖形顯示接口模塊(12 )、通訊接口模塊(13 )、計時器接口模塊(14 )、PC機(jī)鍵盤接口模塊(15 )、音響報警接口模塊(16 )、打印機(jī)接口模塊(17)、光電隔離D/A輸出接口模塊(18)、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊(19)、光電隔離A/D輸入接口模塊(20 )、開關(guān)量輸入接口模塊(21)和開關(guān)量輸出接口模塊(22 );所述通訊接口模塊(13 )為遠(yuǎn)程雙向通訊接口 ；所述光電隔離A/D輸入接口模塊(20 )和開關(guān)量輸入接口模塊(21)為各模擬量和開關(guān)量的信號輸入接口 ；所述光電隔離D/A輸出接口模塊(18)、數(shù)據(jù)觸發(fā)SCR接口模塊(19)和開關(guān)量輸出接口模塊(22)為各模擬量和開關(guān)量的信號輸出接口 ；所述VGA圖形顯示接口模塊(12 )、PC機(jī)鍵盤接口模塊(15 )、音響報警接口模塊(16 )和打印機(jī)接口模塊(17 )為人機(jī)交換接口。
【文檔編號】G05B19/418GK203433348SQ201320534243
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】任林福 申請人:上海林福機(jī)電有限公司