整機系統簡介
EMX2000系列工控機是英創公司設計的一款模塊化的工控機應用整機方案,采用雙層電路板結構,其中一級應用底板引出工控機的高速接口,以及8通道模擬信號采集接口;二級應用底板可支持多達10路低速工業標準通訊接口,包括RS485、RS232、CAN等,以及若干數字IO端口。EMX2000系列工控機的另一個特色,是可選配5”LCD面板,構成帶人機界面的工控智能終端。
目前EMX2000系列工控機有2種一級應用底板可選:
1、EMX2000應用底板,搭載ESM7200或ESM7000主板,支持8路單端(0-5V)電壓輸入低成本數采,主要應用于環保監測、過程監控等各種工業應用。
2、EMX2001應用底板,搭載ESM7000或ESM8000主板,支持8路高精度并行數據采集,主要應用于電力系統方面的應用。
此外,常規的WiFi、4G無線通訊也在EMX2000中做了相應配置。
整機電路結構
EMX2000系列工控機電路,采用雙層應用底板結構。
第一級應用底板:用于承載ESMARC工控主板,并設計出通用的高速通訊信號接口:如USB、網絡、顯示等。在EMX2000系列工控機中,一級應用底板最大的特點,就是支持8路模擬電流/電壓信號輸入,根據應用需求不同,選用不同型號的一級應用底板。一級應用底板搭載ESMARC工控主板后,就可以直接應用了。
一級應用底板EMX2000資源接口示意圖
一級應用底板尺寸
一級應用底板端口示意圖
第二級應用底板:基于EMX2000系列工控機一級應用底板進行設計,引用一級應用底板輸出的GPIO、串口、CAN等信號資源,設計出可適用于工業現場需求的接口,如DIN、DOUT、RS485、CAN等。同時為EMX2000工控機整機系統提供電源輸入。
二級應用底板 EMX2010資源接口示意圖
二級應用底板 EMX2010工控機應用底板外形尺寸參數(LCD外框區域為挖空缺口)
二級應用底板 EMX2010端面接口示意圖
整機機箱設計
EMX2000系列整機采用低成本鋁合金機殼,外形尺寸為:180mm x 120mm x 160mm(長、寬、深)。兩層電路板的所有接口信號均在一面引出,機殼的一面開孔引出,并配有激光絲印字符標識。如下圖所示:
EMX2000-ME工控機外殼通訊接口面
機殼的另一面可選配5”LCD屏(分辨率為800×480),構成帶顯示界面的工業控制器,也可選擇單純背板。兩種不同配置的整機效果如下圖所示:
EMX2000-ME-LCD 工控機外殼背面帶LCD屏 EMX2000-ME 工控機外殼背面無LCD屏
模塊型號列表
EMX2000系列工控機是由一級應用底板、二級應用底板、機殼等多種模塊類型部件組合而成的??蛻艨筛鶕嶋H應用需求,選擇具體的模塊型號,快速搭建性價比最高的工控整機系統。
類別 | 型號 | 特點 |
一級應用底板 | EMX2000-7200 | 與ESM7200配套使用,實現8路單端電壓信號采集,12-bit AD,2路USB、2路100M網口,2級底板信號接口 |
EMX2000-7000 | 與ESM7000配套使用,實現8路單端電壓信號采集,14-bit AD,2路USB、2路網口(100M+1000M),2級底板信號接口 | |
EMX2001-7000 | 與ESM7000配套使用,實現8路并行波形采集,100Ksps,16-bit AD,2路USB、2路網口(100M+1000M),2級底板信號接口 | |
EMX2001-8000 | 與ESM8000配套使用,實現8路并行波形采集,100Ksps,16-bit AD,2路USB、2路網口(100M+1000M),2級底板信號接口 | |
二級應用底板 | EMX2010-PN | DC9~24V電源輸入,采用非隔離DC-DC調整后為整個應用系統供電 |
EMX2010-P20 | DC9~24V電源輸入,采用隔離型的DC-DC調整為整個應用系統供電 | |
無線通訊模塊 | ETA203 | 基于串口的WiFi無線通訊模塊,安裝在1級應底板 |
ETA204 | 基于串口的4G無線通訊模塊,安裝在1級應用底板 | |
機殼 | EMX2000-ME-LCD | EMX2000系列工控機專用機殼,配5"LCD屏 |
EMX2000-ME | EMX2000系列工控機專用機殼,沒有LCD屏 |
目前有2種一級應用底板EMX2000和EMX2001可供選擇,它們的主要差別是模擬信號的采集方面,EMX2000主要面向常規慢變化信號,使用于一般工控、環保監測方面的應用;而EMX2001則實現并行高速高精度采集,面向電力系統方面的應用。具體的技術指標如下表所示:
資源 | EMX2000 | EMX2001 |
1000Mbps接口 | 1 | 1 |
100Mbos接口 | 1 | 1 |
USB-HOST | 3 | 3 |
二級應用底板接口 | √ | √ |
顯示接口 | RGB | RGB |
配套主板 | ESM7200,ESM7000 | ESM7000,ESM8000 |
模擬信號通道 | 8 | 8 |
模擬信號類型 | 0~5V單端電壓輸入 | ±10V電壓輸入 |
A/D類型 | ESM7x00板載A/D | 并行16-bit AD,100Ksps |
串口WiFi或4G | √ | √ |
軟件平臺 | Linux或WEC7 | Linux |
EMX2000應用底板是直接利用主板(ESM7200或ESM7000)上自帶的AD單元來實現數據采集的,其中ESM7200的AD分辨率為12-bit,ESM7000的AD分辨率為14-bit。EMX2001應用底板則采用了一片SPI接口的專用AD芯片(ADS8588S),用于實現8路并行采集,每路采樣率100Ksps的高速數據采集,具體的采集實現使用了主板內部的MCU單元,因此只能與ESM7000或ESM8000配套使用。
應用底板的組裝
● 一級應用底板承載ESMARC工控主板,同時設計有2個40芯、2.54mm IDC插座,用于連接二級應用底板。
● 二級應用底板利用2個40芯、2.54mm IDC插座,通過45mm長度的IDC雙排插針,與一級應用底板連接起來。IDC插針主要作為信號及電源通路,以及簡單的支撐。
● 一級應用底板與二級應用底板,還需要使用50mm長度的螺柱進行連以,作為主要的支撐連接。
● 在EMX2000機殼內,二級應用底板插入機殼的固定槽內,再利用前、后面板擋住PCB,最終牽固地將應用底板安裝在機殼中。
EMX2000工控機的組裝,如下圖所示:
EMX2000工控機結構
EMX2000應用底板在機殼內的安裝
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