整机系统简介
EMX2000系列工控机是英创公司设计的一款模块化的工控机应用整机方案,采用双层电路板结构,其中一级应用底板引出工控机的高速接口,以及8通道模拟信号采集接口;二级应用底板可支持多达10路低速工业标准通讯接口,包括RS485、RS232、CAN等,以及若干数字IO端口。EMX2000系列工控机的另一个特色,是可选配5”LCD面板,构成带人机界面的工控智能终端。
目前EMX2000系列工控机有2种一级应用底板可选:
1、EMX2000应用底板,搭载ESM7200或ESM7000主板,支持8路单端(0-5V)电压输入低成本数采,主要应用于环保监测、过程监控等各种工业应用。
2、EMX2001应用底板,搭载ESM7000或ESM8000主板,支持8路高精度并行数据采集,主要应用于电力系统方面的应用。
此外,常规的WiFi、4G无线通讯也在EMX2000中做了相应配置。
整机电路结构
EMX2000系列工控机电路,采用双层应用底板结构。
第一级应用底板:用于承载ESMARC工控主板,并设计出通用的高速通讯信号接口:如USB、网络、显示等。在EMX2000系列工控机中,一级应用底板最大的特点,就是支持8路模拟电流/电压信号输入,根据应用需求不同,选用不同型号的一级应用底板。一级应用底板搭载ESMARC工控主板后,就可以直接应用了。
一级应用底板EMX2000资源接口示意图
一级应用底板尺寸
一级应用底板端口示意图
第二级应用底板:基于EMX2000系列工控机一级应用底板进行设计,引用一级应用底板输出的GPIO、串口、CAN等信号资源,设计出可适用于工业现场需求的接口,如DIN、DOUT、RS485、CAN等。同时为EMX2000工控机整机系统提供电源输入。
二级应用底板 EMX2010资源接口示意图
二级应用底板 EMX2010工控机应用底板外形尺寸参数(LCD外框区域为挖空缺口)
二级应用底板 EMX2010端面接口示意图
整机机箱设计
EMX2000系列整机采用低成本铝合金机壳,外形尺寸为:180mm x 120mm x 160mm(长、宽、深)。两层电路板的所有接口信号均在一面引出,机壳的一面开孔引出,并配有激光丝印字符标识。如下图所示:
EMX2000-ME工控机外壳通讯接口面
机壳的另一面可选配5”LCD屏(分辨率为800×480),构成带显示界面的工业控制器,也可选择单纯背板。两种不同配置的整机效果如下图所示:
EMX2000-ME-LCD 工控机外壳背面带LCD屏 EMX2000-ME 工控机外壳背面无LCD屏
模块型号列表
EMX2000系列工控机是由一级应用底板、二级应用底板、机壳等多种模块类型部件组合而成的。客户可根据实际应用需求,选择具体的模块型号,快速搭建性价比最高的工控整机系统。
类别 | 型号 | 特点 |
一级应用底板 | EMX2000-7200 | 与ESM7200配套使用,实现8路单端电压信号采集,12-bit AD,2路USB、2路100M网口,2级底板信号接口 |
EMX2000-7000 | 与ESM7000配套使用,实现8路单端电压信号采集,14-bit AD,2路USB、2路网口(100M+1000M),2级底板信号接口 | |
EMX2001-7000 | 与ESM7000配套使用,实现8路并行波形采集,100Ksps,16-bit AD,2路USB、2路网口(100M+1000M),2级底板信号接口 | |
EMX2001-8000 | 与ESM8000配套使用,实现8路并行波形采集,100Ksps,16-bit AD,2路USB、2路网口(100M+1000M),2级底板信号接口 | |
二级应用底板 | EMX2010-PN | DC9~24V电源输入,采用非隔离DC-DC调整后为整个应用系统供电 |
EMX2010-P20 | DC9~24V电源输入,采用隔离型的DC-DC调整为整个应用系统供电 | |
无线通讯模块 | ETA203 | 基于串口的WiFi无线通讯模块,安装在1级应底板 |
ETA204 | 基于串口的4G无线通讯模块,安装在1级应用底板 | |
机壳 | EMX2000-ME-LCD | EMX2000系列工控机专用机壳,配5"LCD屏 |
EMX2000-ME | EMX2000系列工控机专用机壳,没有LCD屏 |
目前有2种一级应用底板EMX2000和EMX2001可供选择,它们的主要差别是模拟信号的采集方面,EMX2000主要面向常规慢变化信号,使用于一般工控、环保监测方面的应用;而EMX2001则实现并行高速高精度采集,面向电力系统方面的应用。具体的技术指标如下表所示:
资源 | EMX2000 | EMX2001 |
1000Mbps接口 | 1 | 1 |
100Mbos接口 | 1 | 1 |
USB-HOST | 3 | 3 |
二级应用底板接口 | √ | √ |
显示接口 | RGB | RGB |
配套主板 | ESM7200,ESM7000 | ESM7000,ESM8000 |
模拟信号通道 | 8 | 8 |
模拟信号类型 | 0~5V单端电压输入 | ±10V电压输入 |
A/D类型 | ESM7x00板载A/D | 并行16-bit AD,100Ksps |
串口WiFi或4G | √ | √ |
软件平台 | Linux或WEC7 | Linux |
EMX2000应用底板是直接利用主板(ESM7200或ESM7000)上自带的AD单元来实现数据采集的,其中ESM7200的AD分辨率为12-bit,ESM7000的AD分辨率为14-bit。EMX2001应用底板则采用了一片SPI接口的专用AD芯片(ADS8588S),用于实现8路并行采集,每路采样率100Ksps的高速数据采集,具体的采集实现使用了主板内部的MCU单元,因此只能与ESM7000或ESM8000配套使用。
应用底板的组装
● 一级应用底板承载ESMARC工控主板,同时设计有2个40芯、2.54mm IDC插座,用于连接二级应用底板。
● 二级应用底板利用2个40芯、2.54mm IDC插座,通过45mm长度的IDC双排插针,与一级应用底板连接起来。IDC插针主要作为信号及电源通路,以及简单的支撑。
● 一级应用底板与二级应用底板,还需要使用50mm长度的螺柱进行连以,作为主要的支撑连接。
● 在EMX2000机壳内,二级应用底板插入机壳的固定槽内,再利用前、后面板挡住PCB,最终牵固地将应用底板安装在机壳中。
EMX2000工控机的组装,如下图所示:
EMX2000工控机结构
EMX2000应用底板在机壳内的安装
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