應用方案

SBC860模塊化工控機方案作者:朱賢武    發布時間:2019-5-13    被閱覽數:

  SBC860是一款模塊化工控單板計算機應用底板,可搭載英創ESMARC規范的各種工控主板。同時SBC860應用底板有專用I/O及串口資源接口,配合專用模塊,可以方便地擴展出多樣性的接口資源,如串口、CAN、I/O、A/D等,構成可以直接使用的工控機系統,實現工業應用所需端口資源的靈活配置。此外,SBC860還保留了mini PCIe模塊插座,可以支持基于USB接口的3G/4G/WiFi無線通訊模塊。


  在使用時,根據接口資源需求情況,選用資源及處理性能滿足要求的ESMARC工控主板插在SBC860應用底板上,再從SBC860的資源接口上,利用2.54mm的帶線,連接不同功能的模塊,以實現應用需求。


  使用SBC860模塊化工控機方案,可以實現的資源如下:

  ● 2路以太網接口

  ● 2路USB-Host接口

  ● 3G/4G模塊支持

  ● 4路攝相頭信號輸入

  ● 1路VGA顯示接口

  ● 14路RS485接口

  ● 14路RS232接口

  ● 6路CAN總線

  ● 32路繼電器空觸點輸出

  ● 32路空觸點輸入

  ● 16路模擬信號輸入


  需要說明一下,以上的資源為SBC860模塊化工控機方案中,能引出的單一資源最多數量,且是需要ESMARC工控主板支持、同時在SBC860應用底板上連接相應的擴展模塊才能實現。如果在應用中要使用多種類型的資源接口,則單一類型的資源不會達到最大資源接口數量。


  SBC860模塊化工控機系統基本結構如下圖所示:


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860模塊化工控機系統構示意圖


SBC860模塊化工控機可以使用的ESMARC工控主板


支持的主板支持的擴展模塊串口 / CAN等資源描述
ESM928x3G/4G模塊可以實現最多6路串口、2路CAN資源
ESM68003G/4G模塊可以實現最多12路串口、2路CAN資源
ESM335x

ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G

使用ETA508模塊可以實現最多13路串口,如果使用ETA503模塊可以實現最多9路串口,6路CAN資源
ESM7000ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G使用ETA508模塊可以實現最多14路串口,如果使用ETA503模塊可以實現最多10路串口,6路CAN資源
ESM7100ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G、ETA6869使用ETA508模塊可以實現最多14路串口,如果使用ETA503模塊可以實現最多10路串口,6路CAN資源。ETA6869模塊是一個可以對4路攝相頭信號進行同時采集的視頻模塊,它占用mini PCI-e插座,在沒有使用3G/4G模塊時,可以實現8路視頻信號輸入,由系統設置選通
ESM6802ETA508、ETA503、ETA704、3G/4G,ETA6869使用ETA508模塊可以實現最多14路串口,如果使用ETA503模塊可以實現最多10路串口,6路CAN資源。ETA6869模塊是一個可以對4路攝相頭信號進行同時采集的視頻模塊,它占用mini PCI-e插座,在沒有使用3G/4G模塊時,可以實現8路視頻信號輸入,由系統設置選通


SBC860已支持的模塊型號


  在SBC860模塊化工控機系統規劃時,考慮到各種模塊的互換性與生產方便性,將所有的模塊尺寸及安裝定位孔都規定為統一的尺寸參數,如下圖所示:


SBC860模塊化工控機方案.png

基于SBC860模塊化工控機系統的模塊尺寸


  由于不同的功能模塊信號連接端數量不同,所以不同功能的模塊的連接器引腳數不同。下表列出了現在SBC860模塊化工控機系統支持的功能模塊及其特性:


產品型號產品類型連接器引腳簡要描述連接個數
SBC860-IO1數字IO模塊8x2(16腳)I2C擴展的數字IO模塊8個模塊
SBC860-S1串口驅動模塊6x2(12腳)雙通道RS232/RS4852個模塊
SBC860-C1CAN驅動模塊5x2(10腳)雙通道CAN總線驅動模塊2個模塊
SBC860-AD1AD模塊6x2(12腳)利用串口通訊的模擬數據采集模塊4個模塊


  說明:連接個數,是指同一條連接帶線上,可以連接該類型的模塊數量


  最后產品完成設計時,可以使用1U機箱,將各個模塊安裝到機箱內,最終構建成產品。安裝到機箱時,只需要根據模塊尺寸參數,在機箱內設計固定螺釘,同時根據模塊連接器參數,在機殼面板開孔,使連接器平整地分布在面板平面。如下圖所示:


SBC860模塊化工控機方案.png

機箱背面接線端處理示意圖


SBC860模塊化工控機的基本硬件情況


  SBC860應用底板接口資源


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860資源分布圖


  SBC860-IO模塊

  SBC860-IO模塊,是利用I2C總線擴展出GPIO,再對信號進行隔離,最終實現4路空觸點輸出,4路空觸點輸入的應用模塊。該模塊連接在SBC860應用底板的J5接口上,一條帶線可以連接最多8個模塊,通過SBC860-IO模塊上的跳線器決定每一個模塊的I2C地址。


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860-IO繼電器擴展模塊


  SBC860-AD模塊

  SBC860-AD模塊,是采用單片機系統,控制A/D芯片,實現8路單端模擬信號輸入采集,或者4路差分模擬信號輸入采集的模塊,通過串口與SBC860應用底板連接。


  SBC860-AD可以連接在SBC860應用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。在使用SBC860-AD時,需要注意每個接口的差異,如下表所示:


接口連接模塊數條件/說明
J14使用COM2~COM5
J22只能使用COM6\COM7
J34需使用ETA503、ETA508
J44需使用ETA508


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860-AD模擬信號采集模塊


  SBC860-S模塊

  SBC860-S是串口驅動模塊,該模塊同時將2路TTL電平信號的串口信號轉換成RS232與RS485,但通過不同的接線端子引出,可以同時連接并使用。由于RS485在應用中,根據實際情況才能確認是否需要總線匹配,因此,在接線端子上設計了120歐姆匹配電阻連接端。在需要的情況下,短接相應的2個連接端子即可。


  SBC860-S可以連接在SBC860應用底板上的J1、J2、J3、J4接口上。其中J1、J3、J4接口通過帶線,最多可以連接2個SBC860-S模塊。J2接口通過帶線,只能連接1個模塊,且SBC860-S模塊上,只能選擇COM1、COM2。


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860-S串口驅動模塊


  SBC860-C模塊

  SBC860-C是CAN總線驅動模塊,該模塊同時驅動輸出2路CAN總線,由不同的接線端子引出。由于CAN總線也類似RS485總線,根據實際情況才能確認是否需要總線匹配,因此,在接線端子上設計了120歐姆匹配電阻連接端。在需要的情況下,短接相應的2個連接端子即可。


  SBC860-C可以連接在SBC860應用底板上的J2、J3接口上。其中J2接口通過帶線,只能連接1個模塊,且SBC860-C模塊上,只能選擇CAN3、CAN4。J3接口通過帶線,最多可以連接2個SBC860-C模塊,但是必需在SBC860應用底板上掛接ETA704模塊才能使用。


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860-C CAN總線驅動模塊


  關于各資源接口模塊的詳細說明及信號連接,請參考對應模塊的數據手冊。


  SBC860與資源模塊連接的方式如下圖所示:


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860通過SBC860-IO模塊與SBC860-AD模塊


 SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860通過J2連接SBC860-C模塊和SBC860-S模塊


SBC860模塊化工控機方案.png

SBC860通過J1連接2張SBC860-S模塊

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