CN108181861A - 一种控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制系统，包括多个板卡；其中，每个板卡包括CPU、与CPU连接的用于数据交换的以太网交换机芯片和与以太网交换机芯片连接的以太网口；每个板卡之间通过以太网口连接。通过每个板卡中设置的以太网交换机芯片和以太网口将板卡与板卡之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡不受限制的进行数据交换，使板卡之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

Description

一种控制系统

技术领域

本申请涉及自动化控制领域，特别涉及一种控制系统。

背景技术

随着自动化技术的不断发展，在控制领域涌现了很多具有控制功能的控制系统。并且，随着控制设备不断增多，控制功能的需求越来越多样化，控制器的信息量上升，控制系统中的单个CPU就无法很好的完成如此庞大的工作量，因此就出现将单个CPU解耦成多个CPU，再将每个CPU单独放在一个板卡之上，每个板卡配合CPU完成不同的功能。再将多个板卡之间相互通讯，形成多个CPU的控制系统。

一般的，在控制系统中为了应对不同的控制环境，需要在控制系统中合并、拆分不同的板卡，实现不同的板卡组合，以达到不同的功能。但是目前控制系统的控制系统中的板卡之间通过插接件或者是通过串口相连，连接方式十分复杂，拆装不便，不利拆卸维护使用。并且，基于这种连接方式板卡之间的通信顺序受到安装顺序的限制，板卡只可以与上下板卡进行通信，如果需要与其他板卡进行通信，则需要另外安装线路，使结构更加复杂。

因此，如何使基于板卡的控制系统中板卡之间的连接更加简单方便是本领域技术人员所关注的重点问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种控制系统，通过每个板卡中设置的以太网交换机芯片和以太网口将板卡与板卡之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡不受限制的进行数据交换，使板卡之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种控制系统，其特征在于，包括多个板卡；其中，每个所述板卡包括CPU、与所述CPU连接的用于数据交换的以太网交换机芯片和与所述以太网交换机芯片连接的以太网口；每个所述板卡之间通过所述以太网口连接。

可选的，所述以太网口为双绞线接口、光纤接口以及同轴电缆接口中的至少一种。

可选的，所述以太网口为POE以太网口。

可选的，所述多个板卡包括导航板卡、通讯板卡、实时控制板卡以及IO板卡。

可选的，所述导航板卡包括导航CPU、所述以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述导航CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接。

可选的，所述通讯板卡包括通讯CPU、所述以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述通讯CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接。

可选的，所述实时控制板卡包括实时控制CPU、所述以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述实时控制CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接。

可选的，所述IO板卡包括IO-CPU、所述以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述IO-CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接。

本申请所提供的一种控制系统，包括多个板卡；其中，每个所述板卡包括CPU、与所述CPU连接的用于数据交换的以太网交换机芯片和与所述以太网交换机芯片连接的以太网口；每个所述板卡之间通过所述以太网口连接。

通过每个板卡中设置的以太网交换机芯片和以太网口将板卡与板卡之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡不受限制的进行数据交换，使板卡之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种控制系统的结构示意图。

图1与图2中：

10为板卡、11为CPU、12为以太网交换机芯片、13为以太网口。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种控制系统，通过每个板卡10中设置的以太网交换机芯片12和以太网口13将板卡10与板卡10之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡10只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡10不受限制的进行数据交换，使板卡10之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种控制系统的结构示意图。

本实施例提供一种控制系统，可以使系统内的板卡10连接更加简单方便，可以包括：多个板卡10；

其中，每个板卡10包括CPU11、与CPU11连接的用于数据交换的以太网交换机芯片12和与所述以太网交换机芯片12连接的以太网口13；每个板卡10之间通过对应的以太网口13连接。

通常的，在一个综合多种功能的控制系统中，为了将功能分散使用了多个功能板卡10，将多个功能板卡10之间进行组合实现多个板卡10之间的数据交互，得到上述的控制系统。但是现有技术中，是通过插接件和串口将板卡10之间进行连接，不同顺序的板卡10之间如果需要进行数据交互必须在增加连线才可以完成，会造成结构布局的混乱，不利于后期的维护操作，增加维护成本。

因此，本实施例中在每个板卡10上安装有具有数据交换功能的以太网交换机芯片12，以及和以太网交换机芯片12配套的以太网口13，使每个板卡10具有交换机功能。再通过以太网线将每个板卡10之间进行连接，使每个板卡10都可以通过以太网交换机芯片12交换数据，并且由于相互连接后每个板卡10相当于是在一个局域网内，每个板卡10之间都可以不受连接顺序的限制进行数据交互。同时，板卡10之间的连接只需要通过一根以太网线完成，减少了板卡10连接的复杂程度，是板卡10连接更加简单方便。

需要说明的是，本实施例中的每个板卡10所安装的以太网口13的数量可以是一个、也可以是两个，还可以是多个。当只有一个以太网口13时，板卡10只可以和一个板卡10连接。当有两个以太网口13时，板卡10之间可以相互串联，并且连接的板卡10的数量不受限制。当有多个以太网口13时，板卡10之间除了可以相互串联，还可以在单个板卡10上连接多个板卡10，形成更复杂的连接结构。但是无论上述数量所影响的连接结构如何，都不需要再连接交换机完成相应的数据交换。并且，在更加实际的应用场合，可以将具有一个以太网口13、两个以太网口13以及多个以太网口13的板卡10混合使用，形成复杂多样的连接结构，以适应不同的应用需求。

可选的，本实施例中所说明的以太网口13可以为双绞线接口、光纤接口以及同轴电缆接口中的至少一种。

可选的，本实施例中说明的以太网口可以为POE以太网口。

通过POE以太网口就可以通过以太网线对板卡直接供电，进一步简化控制系统的结构，降低硬件维护难度。

也就是如果以太网口13的数量为一个，那么以太网口13就可以是双绞线接口、光纤接口以及同轴电缆接口中的任一种。每种以太网口13的属性不同，成本也不尽相同，可以根据实际的应用需求做选择。如果以太网口13的数量大于一个，那么以太网口13就可以是双绞线接口、光纤接口以及同轴电缆接口中的至少一种。可以根据实际的应用场景和需求做不同的组合选择。

综上所述，本实施例提供的一种控制系统可以通过每个板卡10中设置的以太网交换机芯片12和以太网口13将板卡10与板卡10之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡10只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡10不受限制的进行数据交换，使板卡10之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种控制系统的结构示意图。

本申请实施例提供另一种控制系统，可以简化控制系统中板卡之间的连接方式，提高可维护性，本实施例可以包括：

导航板卡、通讯板卡、实时控制板卡以及IO板卡；

其中，本实施例所介绍的4个板卡具体为导航板卡、通讯板卡、实时控制板卡以及IO板卡，每个板卡都完成其对应的功能，并且在安装顺序上以导航板卡为首，通讯板卡次之，接着是实时控制板卡，最后为IO板卡。

所述导航板卡包括导航CPU、以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述导航CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接；

其中，由于导航板卡放在所有板卡的第一个，没有其他的板卡数据以导航板卡为交换机，因此导航板卡可以不具有交换机功能。所以，本实施例中的导航板卡还可以包括没有交换机功能的以太网芯片，将该以太网芯片与导航CPU连接，以太芯片与以太网口连接，可以降低控制系统的整体成本。

所述通讯板卡包括通讯CPU、以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述通讯CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接；

具体的，通讯板卡由于需要连接导航板卡和实时控制板卡因此以太网口的数量为两个。其中设置了相应的以太网交换机芯片完成了交换机的相应功能。

所述实时控制板卡包括实时控制CPU、以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述实时控制CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接；

其中，实时控制板卡在使用过程会外接除板卡的其他以太网设备，因此本实施例中的实时控制板卡上安装有5个以太网口，均和以太网交换机芯片连接。

所述IO板卡包括IO-CPU、以太网交换机芯片以及所述以太网口；其中，所述IO-CPU与所述以太网交换机芯片连接，所述以太网交换机芯片与所述以太网口连接。

其中，IO-CPU为IO(input output输入输出)板卡中主要进行IO控制的CPU。在本实施例中由于IO板卡为最后一个板卡，可以不具有以太网数据交换的功能，因此可以为了节约成本将IO-CPU连接没有交换机功能的以太网芯片，将该以太网芯片连接1个网口。

本申请实施例提供了一种控制系统，可以通过每个板卡中设置的以太网交换机芯片和以太网口将板卡与板卡之间通过以太网进行连接，使控制系统中的板卡只需要通过以太网线的连接就可以与其他板卡不受限制的进行数据交换，使板卡之间的连接更加简易，降低整体结构的复杂度，提高系统的可维护性。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种控制系统，其特征在于，包括多个板卡(10)；其中，每个所述板卡(10)包括CPU(11)、与所述CPU(11)连接的用于数据交换的以太网交换机芯片(12)和与所述以太网交换机芯片连接的以太网口(13)；每个所述板卡(10)之间通过所述以太网口(13)连接。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述以太网口(13)为双绞线接口、光纤接口以及同轴电缆接口中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述以太网口(13)为POE以太网口。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述多个板卡(10)包括导航板卡、通讯板卡、实时控制板卡以及IO板卡。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述导航板卡包括导航CPU、所述以太网交换机芯片(12)以及所述以太网口(13)；其中，所述导航CPU与所述以太网交换机芯片(12)连接，所述以太网交换机芯片(12)与所述以太网口(13)连接。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述通讯板卡包括通讯CPU、所述以太网交换机芯片(12)以及所述以太网口(13)；其中，所述通讯CPU与所述以太网交换机芯片(12)连接，所述以太网交换机芯片(12)与所述以太网口(13)连接。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述实时控制板卡包括实时控制CPU、所述以太网交换机芯片(12)以及所述以太网口(13)；其中，所述实时控制CPU与所述以太网交换机芯片(12)连接，所述以太网交换机芯片(12)与所述以太网口(13)连接。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述IO板卡包括IO-CPU、所述以太网交换机芯片(12)以及所述以太网口(13)；其中，所述IO-CPU与所述以太网交换机芯片(12)连接，所述以太网交换机芯片(12)与所述以太网口(13)连接。