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数字装备工业控制平台功能实现

发布时间:2022年08月18日    点击:[2]人次

2017-02-19 22:08:34来源: 贤集网

平台系统架构

数字装备工业控制平台采用主/客分体的系统架构。平台由主控制子系统、输入/输出扩展子系统、背板、电源模块组成,各模块为独立单元,之间可通过电连接器组合成不同配置的整机,给工业现场提供新的解决方案。其中客制系统:输入/输出扩展子系统,可以是DSP、FPGA、I/O扩展,以及其他智能系统。系统主客分离,可以实现系统的任意组合,能够满足多种应用需求。

系统采用开放式模块化的体系架构,采取可抽拉式的模块化设计,各模块独立装配,抽拉连接,扩展子系统无风扇设计,易安装、易升级、易维护、易扩展、硬件可重新配置。系统采用3U高度,扩展子系统和背板之间支持高速连接,支持最高8GHz总线速度。系统总线扩展架构:支持主从结构和交换架构。通过主控制子系统+输入输出扩展子系统+行业组态软件就可快速组建客户需要的应用。整个系统有两种应用方式:一是主控制子系统独立使用。主控机箱本身可以提供功能扩展插卡,在最简单的情形,不需要连接扩展箱。

二是主控制子系统+输入输出扩展子系统组合使用。主控制子系统提供外扩展模式,通过预先定义的扩展接口,与输入输出扩展子系统扩展机箱直接连接,或者通过扩展电缆与输入输出扩展子系统扩展机箱连接。主控制子系统可以采用最先进的技术,输入输出扩展子系统可保留客户最成熟的技术,从更高的层面保护客户投资。主控制子系统和输入输出扩展子系统拼接起来也可上架,满足上架应用场合。

主控制子系统

主控制子系统采用双控制器的系统架构,具备系统热备份和热切换的功能。在系统运行时,两套控制器中运行相同的输入输出接口处理程序,当其中一个系统控制器执行程序发生故障时,另一系统控制器可在很短的时间内,无缝切换到另一套控制系统,实现对输入输出接口处理程序的处理,这种双系统的设计能够有效提升系统的可靠性。主控制子系统内的主板模块、扩展模块、硬盘模块等均采用推拉安装方式,便于维护及更换。主板模块安装有铝合金散热器,将主板工作发热传导到箱体外。主控机所有功能接口均前置,机箱部无接口。

输入/输出扩展子系统

输入/输出扩展子系统采用多种组合方式配置I/O模块。以太网连接扩展:在设计中,在系统背板上设置至少一个以太网总线扩展接口,I/O模块通过背板的以太网总线来扩展本地I/O连接和远程I/O连接。通信距离最远可达100米。以太网交换机扩展:通过以太网交换机连接两个底板。具备可增强I/O扩展的灵活性,通信距离可达400米以上。网络拓扑连接扩展:组建菊花链式、树形或星形拓扑结构用于I/O扩展,实现本地和远程的I/O组合。

可重构IO(ReconfigurableI/O)

可重构IO技术基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的硬件编程的设计思想。在开发中,运用组态软件的图形化开发工具,在FPGA上开发出经过优化的可配置的硬件电路模块,以实现对可重构IO硬件上所有输入输出信号灵活控制。FPGA模块内嵌在数字装备工业控制平台的机箱中,以星形拓扑的方式连接并直接访问每个输入输出接口的模块,以实现对每个模块的准确访问和控制。这些输入输出接口模块能够直接和外部的传感器、调节器等器件、设备相连。采集的数据经内部系统总线由嵌入式机箱上FPGA模块传送到控制器中。

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