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)、信息化全自動生產(chǎn)線等。
??? 例如，廣州地鐵一號線共有14個地下車站、2個地面車站和一座地鐵控制中心（OCC）大樓，全長18.6千米，采用了集散控制系統(tǒng)（DCS）對地鐵全線環(huán)控設備及其他車站機電設備進行集中監(jiān)控，并對全線車站的扶梯、給排水設備、應急電源進行監(jiān)視報警。以陳家祠站為例，納入監(jiān)控的環(huán)控設備總數(shù)約100臺（包括風機、風閥和水系統(tǒng)設備等），環(huán)控監(jiān)控總點數(shù)約430點（包括溫濕度等參數(shù)檢測約60點）。
??? 現(xiàn)代大型控制系統(tǒng)的特點是數(shù)據(jù)輸入/輸出點分散，節(jié)點數(shù)量多，通信距離遠，且對數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)膶崟r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，還需要功能強大的控制主機及友好的人機界面。同時，還需要高可靠和高實時性的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
2 EPC-8000系列嵌入式工控機主板
??? 針對中大規(guī)模的集散式" title="集散式">集散式數(shù)據(jù)采集與控制，廣州致遠電子有限公司推出了EPC-8000系列工控機主板" title="工控機主板">工控機主板" title="嵌入式工控機主板" title="嵌入式工控機主板">嵌入式工控機主板">嵌入式工控機主板，該系列嵌入式工控機主板具有極高的穩(wěn)定性及可靠性。工業(yè)級溫度范圍及高ESD、EMC設計滿足了工業(yè)現(xiàn)場的苛刻要求。根據(jù)不同的應用場合配有不同總線接口，如以太網(wǎng)、RS-232C、RS-485、CAN總線等。標準PC/104擴展總線為用戶提供了極大的可擴展性，即使是使用板載的軟硬件資源，也足以滿足絕大多數(shù)應用的需求。
??? 圖1所示為用EPC-8000系列嵌入式工控機主板構(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)庫服務器相連，也可以將主板的一路以太網(wǎng)接口接入Internet網(wǎng)絡，以作為數(shù)據(jù)接入的備份鏈路，或直接與另一臺工控機主板相連，形成更大型的集散式控制網(wǎng)絡。
?
?
圖1 用EPC-8000系列嵌入式工控機主板構(gòu)成典型集散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
??? EPC-8000系列工控機主板的LCD（觸摸屏）接口及USB鼠標鍵盤可以作為現(xiàn)場控制的人機界面部分。板載的聲卡可以作為現(xiàn)場控制點的聲音報警輸出。數(shù)字輸入可以用作現(xiàn)場手動控制(如急停、啟動等)的控制輸入，數(shù)字輸出可以作為系統(tǒng)運行狀態(tài)指示等。板載的CF卡接口則可以方便操作者將運行參數(shù)文件帶走或設定運行參數(shù)。
??? 板載的RS-232C接口可以連接GPRS/GPS模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的無線備份或定位等，也可以連接打印機或現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設備，采集離現(xiàn)場控制點較近的數(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)場控制點1km以內(nèi)的數(shù)據(jù)、信號的采集，或是連接PLC等ModBus/RS-485總線設備。廣州致遠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距離的實時數(shù)據(jù)采集/控制點。CAN總線的通信距離最遠可達10km。廣州致遠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。如果需要更遠的傳輸距離，還可以連接CAN中繼器以延長轉(zhuǎn)輸距離或通過CAN網(wǎng)關(guān)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換或是通過CAN集線器來擴大CAN節(jié)點數(shù)，以組成更大型更長通信距離的集散式數(shù)據(jù)采集與控制網(wǎng)絡。
??? 通過EPC-8000系列工控機主板上的PC/104擴散總線，還可以擴展各種PC/104從機板卡，如模擬量輸入輸出板卡、數(shù)字量輸入輸出板卡，或是擴展其他總線接口。廣州致遠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從機板卡。
??? EPC-8000系列工控機主板板載資源及選型表如表1所示。使用EPC-8000系列工控機主板可以輕松實現(xiàn)系統(tǒng)級的互連，組成大型集散式控制系統(tǒng)。在完善的軟硬件平臺上（提供的通信接口以及預裝的操作系統(tǒng)及通信協(xié)議等），系統(tǒng)集成開發(fā)人員只要對相應的控制點發(fā)出控制命令，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)的整體監(jiān)控，而無需了解各種通信協(xié)議的細節(jié)及硬件平臺穩(wěn)定性的驗證。這可以大大節(jié)約系統(tǒng)集成工程師的開發(fā)時間，在短時間內(nèi)完成整個系統(tǒng)的調(diào)試安裝工作。
?
3 EPC-8000系列工控機主板特點及優(yōu)勢
??? (1)為用戶提供一站式解決方案
??? 致遠電子能夠提供包括EPC-8000系列嵌入式工控機主板在內(nèi)的各種分布式數(shù)據(jù)采集/控制節(jié)點及PC/104從機板。PC/104從機板提供包括模擬量、數(shù)字量、總線擴展等一系列板卡。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)場應用的苛刻要求
?? ?所有產(chǎn)品出廠前均進行高低溫測試(-40℃～+85℃)；電源模塊使用優(yōu)質(zhì)電感，可靠性高，EMC達到4kV；多級看門狗設計，硬件看門狗監(jiān)視操作系統(tǒng)運行，系統(tǒng)看門狗監(jiān)視用戶應用程序的運行；多達5個RS-232C串口，滿足多串口應用的需求；板載接口齊全，無需擴展即能滿足絕大多數(shù)應用；用戶應用程序可加密，有效防止盜版；預裝正版操作系統(tǒng)，用戶無需再支付購買操作系統(tǒng)的費用。
??? (3)人性化的設計
??? 所有接插件均具有防插反功能；用戶可方便更換開機logo；用戶可自由選購觸摸屏與液晶屏；多種選配件，功能擴展靈活多樣；板載電子硬盤；板載CAN、RS-485及iCAN、ModBus應用層協(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，無需風扇以及散熱片。
??? EPC-8000系列嵌入式工控機主板滿足當前嵌入式行業(yè)中高端產(chǎn)品的應用需求，具有適應工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境應用的特點，無論是集中式控制還是集散式控制，廣州致遠電子有限公司都能為用戶提供滿足應用需求的穩(wěn)定可靠平臺，快捷高效的技術(shù)支持可以使用戶在極短的時間里開發(fā)出高性能高穩(wěn)定性的大型集散式控制系統(tǒng)。