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  • EMX2000系列工控機應用方案

     2021-5-8     作者:朱賢武    

    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。


    EMX2000系列工控機整機方案介紹2.png

    一級應用底板EMX2000資源接口示意圖


    EMX2000系列工控機應用方案.png

    一級應用底板尺寸


     emx2000前面板.png

    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。


    EMX2000系列工控機整機方案介紹3.png

    二級應用底板 EMX2010資源接口示意圖


     emx2010機械尺寸圖.png

    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)


     emx2010前面板.png

    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整機機械尺寸圖.png

    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整機背面帶顯示屏.png    emx2000整機背面不帶顯示屏.png

    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-PNDC9~24V電源輸入,采用非隔離DC-DC調整后為整個應用系統供電
    EMX2010-P20DC9~24V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-LCDEMX2000系列工控機專用機殼,配5"LCD屏
    EMX2000-MEEMX2000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EMX2000EMX2001
    1000Mbps接口
    11
    100Mbos接口11
    USB-HOST33
    二級應用底板接口
    顯示接口RGBRGB
    配套主板ESM7200,ESM7000ESM7000,ESM8000
    模擬信號通道88
    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WEC7Linux


      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系列工控機應用方案.png

    EMX2000工控機結構


    EMX2000系列工控機應用方案.png

    EMX2000應用底板在機殼內的安裝


      如果需要更多詳細的資料,請與英創公司聯系。

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