[发明专利]一种嵌入式实时控制装置、控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种嵌入式实时控制装置、控制系统及控制方法，控制系统包括远程控制端、若干个现场分系统和所述的嵌入式实时控制装置；嵌入式实时控制装置根据远程控制端发出的时序脉冲信号输出对应的脉冲信号，将脉冲信号转换为光脉冲后输出来控制各个现场分系统的工作状态；各个现场分系统采集现场的数据信号并转换处理，通过对应的串口传输给嵌入式实时控制装置；嵌入式实时控制装置将数据信号进行转换处理后，通过以太网传输至远程控制端上进行数据监测显示。通过脉冲信号实现了时序控制；通过以太网传输采集的数据信号至远程控制端上进行数据监测显示，传输时抗电磁干扰能力更强，信号传输距离更远，实现了远距离监控。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体而言涉及一种嵌入式实时控制装置、控制系统及控制方法。

背景技术

常用于时序控制的PCC((Programmable Computer Controller，可编程计算机控制器))和PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)或其他的如PXI(PCIextensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)总线的工业控制器等，主要是通过带有CPU的机箱或主板，然后通过PXI总线或其他总线的方式，根据功能选配串口模块、I/O模块、A/D模块、D/A、计数器模块等，完成现场的工业信号时序控制和状态信息监测通常需要3U(4.45cm＊3)－4U(4.45cm＊4)高度的机箱；同时，还存在以下的工程化要求：

基于工业现场的强辐射强干扰，以及信号的远距离传输；则需要通过光纤传输，而光纤传输则需要有光电转换和电光转换。同时由于通信接口的要求，又有串口转成网络，以及RS485、RS422或RS232的不同类型的串口要求。基于PLC或工业控制器均采用根据不同的功能来配置不同的模块，所有模块都基于统一的工业总线标准通信，如：profibus，PXI等。这样，基于上述不同的串口需要配置不同的串口功能模块，基于光纤需要配置光电转换模块，通常核心控制器架构没有光电转换模块时，则需要另外设计一套机箱，提供电源、光电、电光转换的模块，设计构成光电、电光转换的机箱，与上述的时序控制和状态信息监测的机箱构成整体控制。这样的工程设计，就会使得控制系统较大，基本上有两个4U的机箱。

并且，现有的工业控制器或单片机的低温工作在－20℃，但有时要求在－40℃的温度条件下工作。在这种要求下，很多的商用核心控制器都不能正常工作。同时，现有的工业控制器实现时序控制，控制精度一般为us量级，采用专门的板卡或模块可达到ns量级，但成本很高；不能实现各个设备之间严格的高精度的时序控制。

发明内容

针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种嵌入式实时控制装置、控制系统及控制方法，通过脉冲信号实现了对现场分系统的时序控制；通过以太网传输采集的数据信号至远程控制端上进行数据监测显示，传输时抗电磁干扰能力更强，信号传输距离更远，实现了远距离监控。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种嵌入式实时控制装置，连接远程控制端和现场分系统，其包括FPGA、串口转网络模块和若干个光电转换模块；所述FPGA连接串口转网络模块和若干个光电转换模块，各个光电转换模块外接现场分系统；

所述串口转网络模块接收远程控制端发出的时序脉冲信号并传输给FPGA；所述FPGA根据时序脉冲信号输出对应的脉冲信号，光电转换模块对脉冲信号进行电光转换后输出给现场分系统；

所述光电转换模块接收现场分系统通过串口传输的数据信号并传输给FPGA，串口转网络模块对FPGA传输的数据信号进行转换后，通过以太网传输给远程控制端。

进一步，所述的嵌入式实时控制装置中，所述FPGA的第二串口通过串口转网络模块与远程控制端进行通信，远程控制端通过第二串口来对时序脉冲信号的参数进行调节。