脚，为系统提供BootLoader及操作系统，作为系统外部存储器使用。
[0044]负载模块通过MXM连接器，同时为Q-SEVEN模块和通讯控制模块提供电源，在本实施例中由外部供电直接提供12V电源，通过LM22676或LT1117CST芯片提供5V电源，通过TPS5430芯片提供3.3V电源。
[0045]在本实施例中，Q-SEVEN模块采用conga-QMX6，同样仅作为说明系统构成方案的一例，本发明并不限于conga-QMX6这一型号的Q-SEVEN模块。
[0046]如图3所示，通讯控制模块由一片XC6SLX25T型号的FPGA及相关配置电路、两片MT41J64M16组成的存储器、一片PC28F00BM29EWHA型号的FLASH组成的固存、一片INTEL825741网络控制芯片及两片DP83848T以太网PHY芯片组成的网络接口构成。数据交换通过5767130连接器与负载模块连接。
[0047]其中FPGA用于实现基于软核CPU的S0C，包含了自动化控制逻辑、存储器控制器、对Q-SEVEN模块的PC1-E接口、以太网控制逻辑以及软件层面实现的PowerLink协议栈。
[0048]通过在FPGA上配置Microblaze软核CPU、DDR控制器、PC1-E控制器、以太网控制器、和必要的上电自检逻辑，构成一个紧凑的SOC，PowerLink运行于软核CPU之上，使SOC成为一个支持PowerLink的通讯控制芯片。
[0049]两片MT41J64M16组成256MB存贮器，用于系统工作过程中的数据存取。
[0050]一片PC28R)0BM29EWHA作为128MB固存，用于PowerLink及上层应用程序、配置数据的存贮，以便在系统开始工作时加载。
[0051]—片INTEL825741及两片DP83848T构成了以太网的物理层和数据链路层，其它ISO层次由PowerLink负责实现。
[0052]参照图4，系统上电时，三个模块同时加电运行，Q-SEVEN从SD卡读取启动信息并逐步加载操作系统；通讯控制模块上，FPGA从配置芯片下载软核SOC，SOC从FLASH读取程序，开始初始化并建立PowerLink协议栈；由于通讯控制模块通过PC1-E总线与Q-SEVEN模块连接，初始化完成后，通讯控制模块将作为Q-SEVEN模块的一个标准PC1-E设备存在。
[0053]Q-SEVEN上的操作系统(Windows或Linux)启动就绪后，用户通过人机界面对系统进行控制、查询、状态监视等任务。
[0054]控制命令由操作系统通过调用驱动程序，从PC1-E总线下达给通讯控制模块，后者按照指令通过PowerLink实际发送控制活动到被控制设备；
[0055]查询命令由操作系统通过调用驱动程序，从PCJ-E总线下达给通讯控制模块，通讯控制模块通过PowerLink向被控制设备发送相应的查询指令以读取对方寄存器值，并将结果返回给操作系统，并显示给用户；
[0056]在不下达查询命令时，通讯控制模块定时读取系统本身及被控制设备主要状态寄存器，并以中断方式向操作系统报告。操作系统收到中断信号后，将状态信息读取至主存储器并分别记录到日志并显示给用户。
[0057]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种自动化控制系统，其特征在于:包括负载模块、Q-SEVEN模块和通讯控制模块， 所述负载模块，用于为系统提供电源、调试接口、外设接口、人机界面接口 ； 所述Q-SEVEN模块，作为系统的控制中心，运行上层应用程序，提供人机界面，下达控制和查询命令，接收并处理被控制设备状态； 所述通讯控制模块，完成对目标设备的控制、查询及状态监视任务。2.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其特征在于:所述的通讯控制模块与Q-SEVEN模块之间经过负载模块上的连接器采用PC1-E总线连接，且通讯控制模块作为Q-SEVEN模块的一个标准PC1-E设备存在。3.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其特征在于:所述的负载模块包括:为自身及Q-SEVEN模块和通讯控制模块供电的电源，采用VGA或HDMI格式的视频输出芯片及连接器、用于输入输出调试信息的串口、用于连接输入设备的USB接口、用于外部存储器的SD连接器、用于连接Q-SEVEN模块的MXM连接器、用于连接通讯控制模块的5767130连接器。4.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其特征在于:所述Q-SEVEN模块的上运行的软件包括: 具有人机界面的操作系统，通讯控制模块在操作系统下的驱动程序，具有设备控制、查询、状态监视功能的上层应用软件。5.根据权利要求1所述的自动化控制系统，其特征在于:所述的通讯控制模块包括: 支持PC1-E高速1的FPGA、SD-RAM构成的主存储器、FLASH构成的固存、网络控制芯片及PHY构成的以太网物理层及数据链路层。6.根据权利要求5所述的自动化控制系统，其特征在于:所述FPGA上加载的逻辑包括:用于运行PowerLink协议栈和控制软件的软核CPU，软核SOC的内部总线，用于与Q-SEVEN模块连接的PC1-E控制器，用于读写主存储器的内存控制器，用于控制PowerLink链路的以太网控制器。7.根据权利要求5所述的自动化控制系统，其特征在于:软核CPU上运行的程序包括: 用于与目标设备通讯的PowerLink协议栈，控制目标设备功能的控制子程序，查询目标设备寄存器的查询子程序，处理、记录及显示自身及目标设备状态的状态监视子程序。8.一种自动化控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 负载模块加电，同时为Q-SEVEN模块与通讯控制模块提供所需电源，Q-SEVEN模块与通讯控制模块分别初始化； Q-SEVEN模块从负载模块连接的外存储器加载操作系统，初始化通讯控制模块的驱动程序，并在人机界面就绪； 通讯控制模块上的FPGA从配置电路加载逻辑，软核CPU就绪后，PC1-E控制器响应Q-SEVEN模块对PC1-E设备的初始化，CPU从FLASH默认位置加载PowerLink协议栈，加载控制、查询、状态监控程序，控制、查询程序就绪，状态监控程序即开始自动读取目标设备主要寄存器，并存入主存预留的栈空间，当栈空间达到预设满度后，向Q-SEVEN模块发出中断，Q-SEVEN模块上的操作系统响应中断并将通讯控制模块上报的数据读入内存，进行显示和记录； 用户从人机界面查询目标设备状态，确认目标设备工作正常，下达相应的指令，或者系统在无人值守状态下自动开始执行预配置指令；指令通过PC1-E总线下达给通讯控制模块，通讯控制模块根据命令类型，对目标设备进行控制、查询。
【专利摘要】本发明公开了一种自动化控制系统及方法，该系统包括采用Q-SEVEN架构实现的计算机系统，用于系统的上层应用软件运行，完成对目标设备的控制、查询和状态监视；采用PowerLink技术实现的目标设备控制模块，作为Q-SEVEN模块的一个PCI-E设备，通过架设软核SOC并在其上运行PowerLink协议栈与目标设备进行通讯；提供电源及外围设备接口的负载模块，为系统提供人机界面、调试串口、输入输出设备接口。与现有技术相比，本发明具有体积小、成本低、配置灵活、应用领域广泛等特点。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105137874
【申请号】CN201510519423
【发明人】宋张波
【申请人】宋张波
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日