本發(fā)明涉及設(shè)計(jì)工業(yè)控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)及其連接方法。

背景技術(shù)：

1、工控系統(tǒng)(industrial?control?systems)，普遍應(yīng)用于生產(chǎn)加工制造行業(yè)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程起到自動(dòng)化監(jiān)督控制作用。工控系統(tǒng)一般由主控計(jì)算機(jī)與邊緣數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成。主控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)生產(chǎn)流程的控制指令的下發(fā)及生產(chǎn)流程中出現(xiàn)問題的處理，邊緣數(shù)據(jù)采集設(shè)備負(fù)責(zé)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)發(fā)。現(xiàn)有用于工業(yè)環(huán)境控制和生產(chǎn)過程中的工控系統(tǒng)一般使用的都是國(guó)外cpu平臺(tái)，但是國(guó)外芯片的工控系統(tǒng)存在著價(jià)格昂貴后期維護(hù)成本高，體積較大，關(guān)鍵技術(shù)不開放等問題，并且兼容性不足，容易造成資源浪費(fèi)。并且相對(duì)于個(gè)人機(jī)和服務(wù)器，工控系統(tǒng)的工作環(huán)境非常惡劣，同時(shí)工控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)安全要求非常高，在具有粉塵、煙霧、高溫、震動(dòng)的工作環(huán)境下依然要求工控系統(tǒng)具有高可靠性。一些工控系統(tǒng)的組合連接方式并不能很好的滿足工業(yè)生產(chǎn)的場(chǎng)景要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有工控系統(tǒng)多為國(guó)外芯片，價(jià)格昂貴后期維護(hù)成本高，體積較大，并且兼容性不足，容易造成資源浪費(fèi)；同時(shí)，現(xiàn)有工控系統(tǒng)的連接關(guān)系對(duì)環(huán)境要求高，針對(duì)此不足，提出了一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)及其連接方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，包括：主控制系統(tǒng)和終端控制系統(tǒng)；所述主控制系統(tǒng)用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)督處理；所述終端控制系統(tǒng)，用于獲取實(shí)施主控制系統(tǒng)的控制命令以及獲取生產(chǎn)設(shè)備的工作運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中；

4、其中，所述主控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令傳輸至終端控制系統(tǒng)，終端控制系統(tǒng)接收到主控制系統(tǒng)的控制命令后控制生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)終端控制設(shè)備實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息并將信息傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)，主控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述主控制系統(tǒng)包括第一控制系統(tǒng)核心板和主控制系統(tǒng)底板，

6、所述第一控制系統(tǒng)核心板用于指令輸出，信息處理；

7、所述主控制系統(tǒng)底板用于搭載第一控制系統(tǒng)核心板，所述主控系統(tǒng)底板包含接口電路模塊。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述主控制系統(tǒng)底板四周和頂面均設(shè)置有若干外部組件，所述外部接口用于連接外部設(shè)備，所述主控制系統(tǒng)底板頂面設(shè)置有第一開槽，所述第一開槽四周分別設(shè)置有第一焊盤；

9、所述外部組件包括音頻組件、lvds顯示組件、usb2.0組件、sd卡組件、sata3.0組件、mini?pcie組件、pcieｘ4組件、pcieｘ1組件，gmac組件、can組件、232組件、485組件、電源組件。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述終端控制系統(tǒng)包括終端控制系統(tǒng)底板和第二控制系統(tǒng)核心板；所述終端控制系統(tǒng)底板用于搭載第二控制系統(tǒng)核心板，同時(shí)接收指令，向生產(chǎn)設(shè)備下達(dá)指令，并采集生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行指令的數(shù)據(jù)；所述終端控制系統(tǒng)底板頂面中間設(shè)置有第二開槽，所述第二開槽四周分別設(shè)置有第二焊盤，所述終端控制系統(tǒng)底板上還設(shè)置有電源組件、音頻組件、usb組件、vga組件、232組件、485組件、gmac組件、can組件。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述第一控制系統(tǒng)核心板與第二控制系統(tǒng)核心板結(jié)構(gòu)相同，可替換使用，所述第一控制系統(tǒng)核心板采用基于國(guó)產(chǎn)cpu的控制系統(tǒng)核心板，所述第一控制系統(tǒng)核心板上搭載有若干內(nèi)存顆粒、電源組件和cpu，所述第一控制系統(tǒng)核心板四周分布設(shè)置有若干郵票孔。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述郵票孔的高度與第一控制系統(tǒng)核心板的高度一致。

13、所述cpu的信號(hào)連接到第一控制系統(tǒng)核心板的郵票孔上。所述cpu引出音頻信號(hào)、lvds顯示信號(hào)、usb2.0信號(hào)、sd卡信號(hào)、sata3.0信號(hào)、mini?pcie信號(hào)、pciex4信號(hào)、pciex1信號(hào),gmac信號(hào)、can信號(hào)、232信號(hào)、485信號(hào)。所述國(guó)產(chǎn)cpu引出信號(hào)分別引出到第一控制系統(tǒng)核心板四周的郵票孔。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述郵票孔的位置于第一焊盤和第二焊盤相對(duì)應(yīng)，用于焊接連接。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述郵票孔內(nèi)壁鍍銅。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，包括以下步驟：

17、s1、將第一控制系統(tǒng)核心板或第二控制系統(tǒng)核心板放置于主控制系統(tǒng)底板或終端控制系統(tǒng)底板上；

18、s2、將郵票孔與焊盤對(duì)齊；

19、s3、將郵票孔與焊盤進(jìn)行焊接，使第一控制系統(tǒng)核心板與主控制系統(tǒng)底板、第二控制系統(tǒng)核心板與終端控制系統(tǒng)底板相互連接固定，形成主控制系統(tǒng)、終端控制系統(tǒng)；

20、s4、焊接后，焊接部分將同時(shí)起到固定與信號(hào)傳輸作用。

21、本發(fā)明提出的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)及其連接方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

22、1、本發(fā)明兼容性高，同時(shí)滿足工控系統(tǒng)連接的高可靠性要求；

23、2、本發(fā)明涉及的主控制系統(tǒng)與終端控制系統(tǒng)為主從關(guān)系，主控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)全局的決策和控制，終端控制執(zhí)行具體任務(wù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，主從關(guān)系可以有效地分散系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，主控制系統(tǒng)進(jìn)行冗余備份，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)需要擴(kuò)展和升級(jí)時(shí)，只需要添加相應(yīng)的終端控制系統(tǒng)，減少對(duì)其他設(shè)備的影響，主從關(guān)系可以準(zhǔn)確定位系統(tǒng)出現(xiàn)故障的位置，降低維護(hù)成本提高維護(hù)效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，包括：主控制系統(tǒng)和終端控制系統(tǒng)；所述主控制系統(tǒng)用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)督處理；所述終端控制系統(tǒng)，用于獲取實(shí)施主控制系統(tǒng)的控制命令以及獲取生產(chǎn)設(shè)備的工作運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制系統(tǒng)包括第一控制系統(tǒng)核心板和主控制系統(tǒng)底板，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制系統(tǒng)底板四周和頂面均設(shè)置有若干外部組件，所述外部接口用于連接外部設(shè)備，所述主控制系統(tǒng)底板頂面設(shè)置有第一開槽，所述第一開槽四周分別設(shè)置有第一焊盤；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述終端控制系統(tǒng)包括終端控制系統(tǒng)底板和第二控制系統(tǒng)核心板；所述終端控制系統(tǒng)底板用于搭載第二控制系統(tǒng)核心板，同時(shí)接收指令，向生產(chǎn)設(shè)備下達(dá)指令，并采集生產(chǎn)設(shè)備執(zhí)行指令的數(shù)據(jù)；終端控制系統(tǒng)底板包含接口電路模塊，所述終端控制系統(tǒng)底板頂面中間設(shè)置有第二開槽，所述第二開槽四周分別設(shè)置有第二焊盤，所述終端控制系統(tǒng)底板上還設(shè)置有電源組件、音頻組件、usb組件、vga組件、232組件、485組件、gmac組件、can組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制系統(tǒng)核心板與第二控制系統(tǒng)核心板結(jié)構(gòu)相同，可替換使用，所述第一控制系統(tǒng)核心板采用基于國(guó)產(chǎn)cpu的控制系統(tǒng)核心板，所述第一控制系統(tǒng)核心板上搭載有若干內(nèi)存顆粒、電源組件和cpu，所述第一控制系統(tǒng)核心板四周分布設(shè)置有若干郵票孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述郵票孔的高度與第一控制系統(tǒng)核心板的高度一致。

7.所述cpu的信號(hào)連接到第一控制系統(tǒng)核心板的郵票孔上。所述cpu引出音頻信號(hào)、lvds顯示信號(hào)、usb2.0信號(hào)、sd卡信號(hào)、sata3.0信號(hào)、mini?pcie信號(hào)、pciex4信號(hào)、pciex1信號(hào),gmac信號(hào)、can信號(hào)、232信號(hào)、485信號(hào)。所述國(guó)產(chǎn)cpu引出信號(hào)分別引出到第一控制系統(tǒng)核心板四周的郵票孔

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)，其特征在于，所述郵票孔內(nèi)壁鍍銅。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一所述的一種基于國(guó)產(chǎn)cpu的工控系統(tǒng)的連接方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于國(guó)產(chǎn)CPU的工控系統(tǒng)，包括：主控制系統(tǒng)和終端控制系統(tǒng)；所述主控制系統(tǒng)用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)督處理；所述終端控制系統(tǒng)，用于獲取實(shí)施主控制系統(tǒng)的控制命令以及獲取生產(chǎn)設(shè)備的工作運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中，其中，所述主控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令傳輸至終端控制系統(tǒng)，終端控制系統(tǒng)接收到主控制系統(tǒng)的控制命令后控制生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)終端控制設(shè)備實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息并將信息傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)，主控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明兼容性高，同時(shí)滿足工控系統(tǒng)連接的高可靠性要求。

技術(shù)研發(fā)人員：賈慶生,相春雨,梁江飛,何鎮(zhèn)君,李福琛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京熊貓電子制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9