一种基于国产CPU的工控系统及其连接方法与流程

本发明涉及设计工业控制领域，具体涉及一种基于国产cpu的工控系统及其连接方法。

背景技术：

1、工控系统(industrial control systems)，普遍应用于生产加工制造行业，对整个生产流程起到自动化监督控制作用。工控系统一般由主控计算机与边缘数据采集设备构成。主控计算机负责整个生产流程的控制指令的下发及生产流程中出现问题的处理，边缘数据采集设备负责生产数据的采集与转发。现有用于工业环境控制和生产过程中的工控系统一般使用的都是国外cpu平台，但是国外芯片的工控系统存在着价格昂贵后期维护成本高，体积较大，关键技术不开放等问题，并且兼容性不足，容易造成资源浪费。并且相对于个人机和服务器，工控系统的工作环境非常恶劣，同时工控系统对数据安全要求非常高，在具有粉尘、烟雾、高温、震动的工作环境下依然要求工控系统具有高可靠性。一些工控系统的组合连接方式并不能很好的满足工业生产的场景要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有工控系统多为国外芯片，价格昂贵后期维护成本高，体积较大，并且兼容性不足，容易造成资源浪费；同时，现有工控系统的连接关系对环境要求高，针对此不足，提出了一种基于国产cpu的工控系统及其连接方法。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

3、一种基于国产cpu的工控系统，包括：主控制系统和终端控制系统；所述主控制系统用于对工业生产设备进行控制以及对整个生产流程的监督处理；所述终端控制系统，用于获取实施主控制系统的控制命令以及获取生产设备的工作运行状态并将数据传输到主控制系统中；

4、其中，所述主控制系统发出控制命令传输至终端控制系统，终端控制系统接收到主控制系统的控制命令后控制生产设备进行生产作业，同时终端控制设备实时采集生产设备的状态信息并将信息传输到主控制系统，主控制系统对整个生产流程进行实时的监督。

5、作为本发明的进一步优选，所述主控制系统包括第一控制系统核心板和主控制系统底板，

6、所述第一控制系统核心板用于指令输出，信息处理；

7、所述主控制系统底板用于搭载第一控制系统核心板，所述主控系统底板包含接口电路模块。

8、作为本发明的进一步优选，所述主控制系统底板四周和顶面均设置有若干外部组件，所述外部接口用于连接外部设备，所述主控制系统底板顶面设置有第一开槽，所述第一开槽四周分别设置有第一焊盘；

9、所述外部组件包括音频组件、lvds显示组件、usb2.0组件、sd卡组件、sata3.0组件、mini pcie组件、pcieｘ4组件、pcieｘ1组件，gmac组件、can组件、232组件、485组件、电源组件。

10、作为本发明的进一步优选，所述终端控制系统包括终端控制系统底板和第二控制系统核心板；所述终端控制系统底板用于搭载第二控制系统核心板，同时接收指令，向生产设备下达指令，并采集生产设备执行指令的数据；所述终端控制系统底板顶面中间设置有第二开槽，所述第二开槽四周分别设置有第二焊盘，所述终端控制系统底板上还设置有电源组件、音频组件、usb组件、vga组件、232组件、485组件、gmac组件、can组件。

11、作为本发明的进一步优选，所述第一控制系统核心板与第二控制系统核心板结构相同，可替换使用，所述第一控制系统核心板采用基于国产cpu的控制系统核心板，所述第一控制系统核心板上搭载有若干内存颗粒、电源组件和cpu，所述第一控制系统核心板四周分布设置有若干邮票孔。

12、作为本发明的进一步优选，所述邮票孔的高度与第一控制系统核心板的高度一致。

13、所述cpu的信号连接到第一控制系统核心板的邮票孔上。所述cpu引出音频信号、lvds显示信号、usb2.0信号、sd卡信号、sata3.0信号、mini pcie信号、pciex4信号、pciex1信号,gmac信号、can信号、232信号、485信号。所述国产cpu引出信号分别引出到第一控制系统核心板四周的邮票孔。

14、作为本发明的进一步优选，所述邮票孔的位置于第一焊盘和第二焊盘相对应，用于焊接连接。

15、作为本发明的进一步优选，所述邮票孔内壁镀铜。

16、作为本发明的进一步优选，包括以下步骤：

17、s1、将第一控制系统核心板或第二控制系统核心板放置于主控制系统底板或终端控制系统底板上；

18、s2、将邮票孔与焊盘对齐；

19、s3、将邮票孔与焊盘进行焊接，使第一控制系统核心板与主控制系统底板、第二控制系统核心板与终端控制系统底板相互连接固定，形成主控制系统、终端控制系统；

20、s4、焊接后，焊接部分将同时起到固定与信号传输作用。

21、本发明提出的一种基于国产cpu的工控系统及其连接方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

22、1、本发明兼容性高，同时满足工控系统连接的高可靠性要求；

23、2、本发明涉及的主控制系统与终端控制系统为主从关系，主控制系统负责全局的决策和控制，终端控制执行具体任务，增强系统的灵活性和可扩展性，主从关系可以有效地分散系统风险，主控制系统进行冗余备份，提高系统的稳定性。当需要扩展和升级时，只需要添加相应的终端控制系统，减少对其他设备的影响，主从关系可以准确定位系统出现故障的位置，降低维护成本提高维护效率。

技术特征：

1.一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，包括：主控制系统和终端控制系统；所述主控制系统用于对工业生产设备进行控制以及对整个生产流程的监督处理；所述终端控制系统，用于获取实施主控制系统的控制命令以及获取生产设备的工作运行状态并将数据传输到主控制系统中；

2.根据权利要求1所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述主控制系统包括第一控制系统核心板和主控制系统底板，

3.根据权利要求2所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述主控制系统底板四周和顶面均设置有若干外部组件，所述外部接口用于连接外部设备，所述主控制系统底板顶面设置有第一开槽，所述第一开槽四周分别设置有第一焊盘；

4.根据权利要求1所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述终端控制系统包括终端控制系统底板和第二控制系统核心板；所述终端控制系统底板用于搭载第二控制系统核心板，同时接收指令，向生产设备下达指令，并采集生产设备执行指令的数据；终端控制系统底板包含接口电路模块，所述终端控制系统底板顶面中间设置有第二开槽，所述第二开槽四周分别设置有第二焊盘，所述终端控制系统底板上还设置有电源组件、音频组件、usb组件、vga组件、232组件、485组件、gmac组件、can组件。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述第一控制系统核心板与第二控制系统核心板结构相同，可替换使用，所述第一控制系统核心板采用基于国产cpu的控制系统核心板，所述第一控制系统核心板上搭载有若干内存颗粒、电源组件和cpu，所述第一控制系统核心板四周分布设置有若干邮票孔。

6.根据权利要求5所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述邮票孔的高度与第一控制系统核心板的高度一致。

7.所述cpu的信号连接到第一控制系统核心板的邮票孔上。所述cpu引出音频信号、lvds显示信号、usb2.0信号、sd卡信号、sata3.0信号、mini pcie信号、pciex4信号、pciex1信号,gmac信号、can信号、232信号、485信号。所述国产cpu引出信号分别引出到第一控制系统核心板四周的邮票孔

8.根据权利要求5所述的一种基于国产cpu的工控系统，其特征在于，所述邮票孔内壁镀铜。

9.根据权利要求6-8任一所述的一种基于国产cpu的工控系统的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于国产CPU的工控系统，包括：主控制系统和终端控制系统；所述主控制系统用于对工业生产设备进行控制以及对整个生产流程的监督处理；所述终端控制系统，用于获取实施主控制系统的控制命令以及获取生产设备的工作运行状态并将数据传输到主控制系统中，其中，所述主控制系统发出控制命令传输至终端控制系统，终端控制系统接收到主控制系统的控制命令后控制生产设备进行生产作业，同时终端控制设备实时采集生产设备的状态信息并将信息传输到主控制系统，主控制系统对整个生产流程进行实时的监督，相比现有技术，本发明兼容性高，同时满足工控系统连接的高可靠性要求。技术研发人员：贾庆生,相春雨,梁江飞,何镇君,李福琛受保护的技术使用者：南京熊猫电子制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9