一种工业生产线的测控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工业生产线的测控系统，包括中央处理器和电源系统，其特点是中央处理器外挂连接外部存储器接口模块、VGA图形显示接口模块、通讯接口模块、计时器接口模块、PC机键盘接口模块、音响报警接口模块、打印机接口模块、光电隔离D/A输出接口模块、数据触发SCR接口模块、光电隔离A/D输入接口模块、开关量输入接口模块和开关量输出接口模块。本实用新型与现有技术相比具有接口功能可自定义，接口模块将数据全部映射到CPU存储器，用户只需访问指定存储器单元即可访问上述来自硬件的数据，完全屏蔽用户对系统硬件运行的了解，提高用户应用程序编制的透明性和实时性，可靠性高，抗干扰强，方便人机交换，便于企业推广应用。
【专利说明】一种工业生产线的测控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化控制【技术领域】，具体地说是一种工业生产线的测控系统。
[0002]【背景技术】
[0003]当前，工业生产线测控计算机系统一般分为两大类型，一类是以PC机为基础平台加配必要的I/o配件搭建而成，由于PC机具有强大的软硬件资源，此类系统具有应用软件开发速度快，人机界面优良等优点，缺点是可靠性差，不能适应工业现场严酷的环境条件。另一类是可编程逻辑控制器(PLC)，它具有结构紧密，可靠性高，抗干扰强等优点，缺点是I/O接口的数量和类型一般是固定的，用户选择余地少，通常只用于中、小型测控系统。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种工业生产线的测控系统，采用外挂接口模块，接口模块将输入和输出的数据全部映射到CPU存储器，用户只需访问指定存储器单元即可访问上述来自硬件的数据，完全屏蔽用户对系统硬件运行的了解，提高用户应用程序编制的透明性和实时性，可靠性高，抗干扰强，接口功能可自定义，方便人机交换，而且结构简单，可维护性好，成本低。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:一种工业生产线的测控系统，包括连接电源系统2的中央处理器I，其特点是中央处理器外挂连接存储器接口模块、VGA图形显示接口模块、通讯接口模块、计时器接口模块、PC机键盘接口模块、音响报警接口模块、打印机接口模块、光电隔尚D/A输出接口模块、数据触发SCR接口模块、光电隔尚A/D输入接口模块、开关量输入接口模块和开关量输出接口模块；所述通讯接口模块为远程双向通讯接口 ；所述光电隔离A/D输入接口模块和开关量输入接口模块为各模拟量和开关量的信号输入接口 ；所述光电隔离D/A输出接口模块、数据触发SCR接口模块和开关量输出接口模块为各模拟量和开关量的信号输出接口 ；所述VGA图形显示接口模块、PC机键盘接口模块、音响报警接口模块和打印机接口模块为人机交换接口。
[0006]本实用新型与现有技术相比CPU的输入/输出端口功能可自定义，接口模块将输入和输出的数据全部映射到CPU存储器，用户只需访问指定存储器单元即可访问上述来自硬件的数据，完全屏蔽用户对系统硬件运行的了解，提高用户应用程序编制的透明性和实时性，可靠性高，抗干扰强，方便人机交换，结构简单，可维护性好，成本低，便于企业推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]参阅附图1，本实用新型包括连接电源系统2的中央处理器1，中央处理器I外挂连接存储器接口模块11、VGA图形显示接口模块12、通讯接口模块13、计时器接口模块14、PC机键盘接口模块15、音响报警接口模块16、打印机接口模块17、光电隔离D/A输出接口模块18、数据触发SCR接口模块19、光电隔离A/D输入接口模块20、开关量输入接口模块21和开关量输出接口模块22。所述通讯接口模块13为远程双向通讯接口 ；所述光电隔离A/D输入接口模块20和开关量输入接口模块21为各模拟量和开关量的信号输入接口 ；所述光电隔离D/A输出接口模块18、数据触发SCR接口模块19和开关量输出接口模块22为各模拟量和开关量的信号输出接口 ；所述VGA图形显示接口模块12、PC机键盘接口模块15、音响报警接口模块16和打印机接口模块17为人机交换接口。
[0009]所述中央处理器I的系统主机内核采用系统在芯片上的SOC (System on ship)芯片C8051F120为CPU，SOC内含丰富的数据和模拟两类硬件资源，数据类包括最高运行主频为lOOMhz，即每秒可执行100万条单周期指令的CPU，高速乘累加运算引擎，64个通用可编程数据I/O 口，5个16位通用定时器，6个16位多功能可编程定时比较、捕捉模块，两个双向异步串行通讯接口、一个SPI串口接口、一个I平方C串口接口、8448字节高速静态数据存储器RAM、128K字节程序存储器ROM、电源监控器和硬件看门狗电路。模拟部分包括8通道内含可编程放大器12位A/D变换器，双通道12位D/A变换器，多通道8位高速A/D变换器，高精度参考电源，双模拟比较器。
[0010]所述电源系统2由大功率宽电压肖特基整流模块MBR3045和高精度的三级稳压电路NCP1117DT组成，对交流输入电压变化要求低，可达正负50%，抗干扰能力强，可靠性高，稳定性好特点。
[0011]所述存储器接口模块11，除CPU芯片上数据和程序存储系统还配备FM25CL64、GT21GS、和K6R4008三个存储器芯片，FM25CL64是SPI接口 8K字节铁电存储器，用存储各类需要改变又不挥发的数据，GT21GS是ASCII码和一二级汉字库固定存储器，K6R4008是512K字节高速静态存储器，可用于存储图形显示点阵信息或数据信息。
[0012]所述VGA图形显示接口模块12为国际标准图形显示接口，它由行同步(H)信号，帧同步(V)信号及R、G、B三原色模拟信号。模块的行(H)、帧(V)同步信号由C8051F120芯片内的PCA产生，R、G、B信号则由高速显示存储器K6R4008读出经D/A变换后产生，图形分辨率及行频(H)、帧频(V)均可由软件改变，本接口可与各种品牌和尺寸的LCD显示器配接。
[0013]所述通讯接口模块13为双通道双向RS485通讯接口，可支持MODBUS和PR0FIBUS两种最常用的工业通讯规约，最高通讯波特率可达500KHZ，接口具有主、从两种方式，在主方式下它可挂接多个I/O卡件以扩展本系统功能，作为从方式，它以从站方式挂接在DCS分布系统中与DCS主机双向通讯。
[0014]所述计时器接口模块14为高精度计时器DS3231SN，DS3231SN是内置温补晶振TCXO的串行接口高精度计时器，其计时精度达+/-2PPM，并支持闰年处理至2100年。
[0015]所述PC机键盘接口模块15采用标准PC机键盘接口，在充分分析PC机键盘接口工作时序的基础上，仅用C8051F120芯片内的一个具有中断功能I/O 口作时钟线和一个普通I/O 口作数据线即完成此接口，它支持PC机键盘全部三种工作方式。
[0016]所述音响报警接口模块16在软件支持下仅用C8051F120芯片内的一个PCA输出口即完成此接口，它可由软件设定报警频率和持续时间。
[0017]所述打印机接口模块17为国际标准的8位并行打印机接口，在软件控制下既可打印文本数据，也可直接拷贝LCD显示屏的图形。
[0018]所述光电隔离D/A输出接口模块18，D/A输出的是(T5V电压量，它可驱动250mA负载电流，并具有短路保护功能。
[0019]所述数据触发SCR接口模块19为28路数据触发。
[0020]所述光电隔离A/D输入接口模块20为28路光电隔离。
[0021]所述开关量输入接口模块21为16路光隔开关量输入,支持16路共地干接点开关量输入，并支持热插拔功能，具有过压保护功能。
[0022]所述开关量输出接口模块22为16路光隔开关量输出，具有继电器输出和大电流晶体管输出两种类型，均支持热插拔功能。
[0023]以上只是对本实用新型做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种工业生产线的测控系统，包括连接电源系统2的中央处理器1，其特征在于中央处理器(I)外挂连接存储器接口模块(11 )、VGA图形显示接口模块(12 )、通讯接口模块(13 )、计时器接口模块(14 )、PC机键盘接口模块(15 )、音响报警接口模块(16 )、打印机接口模块(17)、光电隔离D/A输出接口模块(18)、数据触发SCR接口模块(19)、光电隔离A/D输入接口模块(20 )、开关量输入接口模块(21)和开关量输出接口模块(22 );所述通讯接口模块(13 )为远程双向通讯接口 ；所述光电隔离A/D输入接口模块(20 )和开关量输入接口模块(21)为各模拟量和开关量的信号输入接口 ；所述光电隔离D/A输出接口模块(18)、数据触发SCR接口模块(19)和开关量输出接口模块(22)为各模拟量和开关量的信号输出接口 ；所述VGA图形显示接口模块(12 )、PC机键盘接口模块(15 )、音响报警接口模块(16 )和打印机接口模块(17 )为人机交换接口。
【文档编号】G05B19/418GK203433348SQ201320534243
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】任林福 申请人:上海林福机电有限公司