1 大型分布式集散控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
??? 近年來，隨著智能化與網(wǎng)絡(luò)化程度的提升，分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)隨之大幅增加。如智能交通控制系統(tǒng)、智能樓宇管理系統(tǒng)、信息化全自動(dòng)生產(chǎn)線等。
??? 例如，廣州地鐵一號(hào)線共有14個(gè)地下車站、2個(gè)地面車站和一座地鐵控制中心（OCC）大樓，全長(zhǎng)18.6千米，采用了集散控制系統(tǒng)（DCS）對(duì)地鐵全線環(huán)控設(shè)備及其他車站機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，并對(duì)全線車站的扶梯、給排水設(shè)備、應(yīng)急電源進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警。以陳家祠站為例，納入監(jiān)控的環(huán)控設(shè)備總數(shù)約100臺(tái)（包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥和水系統(tǒng)設(shè)備等），環(huán)控監(jiān)控總點(diǎn)數(shù)約430點(diǎn)（包括溫濕度等參數(shù)檢測(cè)約60點(diǎn)）。
??? 現(xiàn)代大型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)輸入/輸出點(diǎn)分散，節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，通信距離遠(yuǎn)，且對(duì)數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性有一定的要求。它不但需要穩(wěn)定可靠的分布式數(shù)據(jù)采集模塊，還需要功能強(qiáng)大的控制主機(jī)及友好的人機(jī)界面。同時(shí)，還需要高可靠和高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
2 EPC-8000系列嵌入式工控機(jī)主板
??? 針對(duì)中大規(guī)模的集散式" title="集散式">集散式數(shù)據(jù)采集與控制，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司推出了EPC-8000系列嵌入式工控機(jī)主板" title="工控機(jī)主板">工控機(jī)主板，該系列嵌入式工控機(jī)主板" title="嵌入式工控機(jī)主板">嵌入式工控機(jī)主板具有極高的穩(wěn)定性及可靠性。工業(yè)級(jí)溫度范圍及高ESD、EMC設(shè)計(jì)滿足了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的苛刻要求。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合配有不同總線接口，如以太網(wǎng)、RS-232C、RS-485、CAN總線等。標(biāo)準(zhǔn)PC/104擴(kuò)展總線為用戶提供了極大的可擴(kuò)展性，即使是使用板載的軟硬件資源，也足以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求。
??? 圖1所示為用EPC-8000系列嵌入式工控機(jī)主板構(gòu)成典型集散式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，可以使用主板的一路或兩路以太網(wǎng)接口與控制中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相連，也可以將主板的一路以太網(wǎng)接口接入Internet網(wǎng)絡(luò)，以作為數(shù)據(jù)接入的備份鏈路，或直接與另一臺(tái)工控機(jī)主板相連，形成更大型的集散式控制網(wǎng)絡(luò)。
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??? EPC-8000系列工控機(jī)主板的LCD（觸摸屏）接口及USB鼠標(biāo)鍵盤可以作為現(xiàn)場(chǎng)控制的人機(jī)界面部分。板載的聲卡可以作為現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的聲音報(bào)警輸出。數(shù)字輸入可以用作現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制(如急停、啟動(dòng)等)的控制輸入，數(shù)字輸出可以作為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示等。板載的CF卡接口則可以方便操作者將運(yùn)行參數(shù)文件帶走或設(shè)定運(yùn)行參數(shù)。
??? 板載的RS-232C接口可以連接GPRS/GPS模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的無線備份或定位等，也可以連接打印機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集離現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)較近的數(shù)據(jù)。
??? 板載的RS-485總線及集成ModBus協(xié)議可以用來連接離現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)1km以內(nèi)的數(shù)據(jù)、信號(hào)的采集，或是連接PLC等ModBus/RS-485總線設(shè)備。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供包括模擬量輸入輸出、數(shù)字量" title="數(shù)字量">數(shù)字量輸入輸出及溫度、壓力、頻率量以及混合AI/O分布式數(shù)據(jù)采集的RSM模塊。這些模塊全部使用ModBus協(xié)議作為通信協(xié)議，可以方使地與EPC-8000系列工控機(jī)主板相連。
??? 板載的CAN總線接口及集成iCAN協(xié)議可以用來連接較遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集/控制點(diǎn)。CAN總線的通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供包括模擬量輸入輸出、數(shù)字量輸入輸出及溫度、壓力、頻率量以及混合AI/O分布式數(shù)據(jù)采集的iCAN模塊。如果需要更遠(yuǎn)的傳輸距離，還可以連接CAN中繼器以延長(zhǎng)轉(zhuǎn)輸距離或通過CAN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換或是通過CAN集線器來擴(kuò)大CAN節(jié)點(diǎn)數(shù)，以組成更大型更長(zhǎng)通信距離的集散式數(shù)據(jù)采集與控制網(wǎng)絡(luò)。
??? 通過EPC-8000系列工控機(jī)主板上的PC/104擴(kuò)散總線，還可以擴(kuò)展各種PC/104從機(jī)板卡，如模擬量輸入輸出板卡、數(shù)字量輸入輸出板卡，或是擴(kuò)展其他總線接口。廣州致遠(yuǎn)電子有限公司提供包括數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出以及RS-232C、RS-485、CAN總線等一系列PC/104從機(jī)板卡。
??? EPC-8000系列工控機(jī)主板板載資源及選型表如表1所示。使用EPC-8000系列工控機(jī)主板可以輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的互連，組成大型集散式控制系統(tǒng)。在完善的軟硬件平臺(tái)上（提供的通信接口以及預(yù)裝的操作系統(tǒng)及通信協(xié)議等），系統(tǒng)集成開發(fā)人員只要對(duì)相應(yīng)的控制點(diǎn)發(fā)出控制命令，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體監(jiān)控，而無需了解各種通信協(xié)議的細(xì)節(jié)及硬件平臺(tái)穩(wěn)定性的驗(yàn)證。這可以大大節(jié)約系統(tǒng)集成工程師的開發(fā)時(shí)間，在短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試安裝工作。
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3 EPC-8000系列工控機(jī)主板特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
??? (1)為用戶提供一站式解決方案
??? 致遠(yuǎn)電子能夠提供包括EPC-8000系列嵌入式工控機(jī)主板在內(nèi)的各種分布式數(shù)據(jù)采集/控制節(jié)點(diǎn)及PC/104從機(jī)板。PC/104從機(jī)板提供包括模擬量、數(shù)字量、總線擴(kuò)展等一系列板卡。RSM模塊提供包括模擬量、數(shù)字量、頻率、傳感器等一系列分布式數(shù)據(jù)采集模塊。iCAN模塊提供包括模擬量、數(shù)字量、頻率、傳感器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋等一系列分布式數(shù)據(jù)采集模塊。
??? (2)滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的苛刻要求
??? 所有產(chǎn)品出廠前均進(jìn)行高低溫測(cè)試(-40℃~+85℃)；電源模塊使用優(yōu)質(zhì)電感，可靠性高，EMC達(dá)到4kV；多級(jí)看門狗設(shè)計(jì)，硬件看門狗監(jiān)視操作系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)看門狗監(jiān)視用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行；多達(dá)5個(gè)RS-232C串口，滿足多串口應(yīng)用的需求；板載接口齊全，無需擴(kuò)展即能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用；用戶應(yīng)用程序可加密，有效防止盜版；預(yù)裝正版操作系統(tǒng)，用戶無需再支付購買操作系統(tǒng)的費(fèi)用。
??? (3)人性化的設(shè)計(jì)
??? 所有接插件均具有防插反功能；用戶可方便更換開機(jī)logo；用戶可自由選購觸摸屏與液晶屏；多種選配件，功能擴(kuò)展靈活多樣；板載電子硬盤；板載CAN、RS-485及iCAN、ModBus應(yīng)用層協(xié)議，大大降低成本且提升系統(tǒng)穩(wěn)定度；提供大量成熟軟件包，用戶二次開發(fā)便捷可靠。
??? (4)功耗極低，無需散熱片
??? 單5V電源供電，典型電流值僅500mA，發(fā)熱量低，無需風(fēng)扇以及散熱片。
?? ?EPC-8000系列嵌入式工控機(jī)主板滿足當(dāng)前嵌入式行業(yè)中高端產(chǎn)品的應(yīng)用需求，具有適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境應(yīng)用的特點(diǎn)，無論是集中式控制還是集散式控制，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司都能為用戶提供滿足應(yīng)用需求的穩(wěn)定可靠平臺(tái)，快捷高效的技術(shù)支持可以使用戶在極短的時(shí)間里開發(fā)出高性能高穩(wěn)定性的大型集散式控制系統(tǒng)。