CN110703673A - 一种控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制系统，其包括客户站、与客户站通信连接的管理工作站和通过局域网与管理工作站通信连接的多个分机设备；客户站：用于显示管理工作站发送的第一监测数据，接收用户的第一输入，并将第一输入转换为第一控制指令发送至管理工作站；管理工作站：用于将第一控制指令转换为第二控制指令发送至对应触摸屏，并在接收触摸屏发送的第二监测数据后将第一监测数据发送至客户站，第二监测数据包括第一监测数据；分机设备：其包括执行单元和与执行单元连接的触摸屏；触摸屏用于接收执行单元上传的第二监测数据，并根据第二监测数据和第二控制指令控制执行单元，第二监测数据包括故障检测数据和状态监测数据；执行单元用于执行触摸屏的控制。

Description

一种控制系统
技术领域
本发明涉及软硬件开发领域，具体涉及一种控制系统。
背景技术
目前电源类产品、功放类产品和自动测试类产品型号种类较多。存在多种功能的控制硬件(也即执行单元)，即便是同种类型的控制硬件，也还会随接口数量的不同而形成不同的硬件结构，并相应配套了不同的控制软件。
根据现有控制技术，主要采用客户站和分机站二级模式执行，客户站有配套控制软件。随着分机设备参数信息量加大，使得配套控制软件开发周期较长。如果要集成到客户站，用户普遍需要进行二次开发，交互信息量较大，必须对分节点逐一通信交互，集成难度较高，代码量较大，不利于客户站集成。并且在分机站的分机设备数量较多的情况下，普遍需要到机柜现场查询故障代码，过程比较繁琐。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种利于客户站集成，且能够快速查看分机设备状态的控制系统。
为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种控制系统，其包括客户站、与客户站通信连接的管理工作站和通过局域网与管理工作站通信连接的多个分机设备；
客户站：用于显示管理工作站发送的第一监测数据，接收用户的第一输入，并将第一输入转换为第一控制指令发送至管理工作站；
管理工作站：用于将第一控制指令转换为第二控制指令发送至对应触摸屏，并在接收触摸屏发送的第二监测数据后将第一监测数据发送至客户站，第二监测数据包括第一监测数据；
分机设备：其包括执行单元和与执行单元连接的触摸屏；触摸屏用于接收执行单元上传的第二监测数据，并根据第二监测数据和第二控制指令控制执行单元，第二监测数据包括故障检测数据和状态监测数据；执行单元用于执行触摸屏的控制。
进一步地，客户站与管理工作站之间基于Modbus协议通信，管理工作站与触摸屏之间基于Modbus协议通信。
进一步地，客户站通过局域网与触摸屏通信连接，客户站还用于接收用户的第二输入，并将第二输入转换为第三控制指令发送至触摸屏；触摸屏还用于根据第三控制指令控制执行单元。
进一步地，客户站与触摸屏之间基于Modbus协议通信。
进一步地，故障检测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第一触摸操作，第一对象包括两种以上接口类型；响应于第一触摸操作，显示第二对象，第二对象包括故障类型列表和与每个故障类型一一对应的类型选择区域和有效方式选择区域；
接收用户对类型选择区域和有效方式选择区域的第二触摸操作，响应于第二触摸操作，显示第三对象，第三对象包括多个控制板号；
接收用户对控制板号的第三触摸操作，显示第四对象，第四对象包括第一子接口列表；接收用户对第一子接口的第四触摸操作完成故障检测配置；
按设定间隔时间，根据故障检测配置和故障检测数据显示故障类型。
进一步地，故障类型列表包括：过温、风机电源故障、高压故障、负压故障、低压故障、过占空比、过脉冲、末级故障、推动故障、电源总故障、过压和欠压。
进一步地，状态监测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第五触摸操作；响应于第一触摸操作，显示第五对象，第五对象包括状态类型列表；
接收用户对状态类型列表的第六触摸操作，响应于第六触摸操作，显示第三对象；
接收用户对控制板号的第七触摸操作，显示第六对象，第六对象包括第二子接口列表；接收用户对第二子接口列表的第八触摸操作，完成状态监测配置；
根据状态监测配置和第二监测数据显示各状态类型的具体数值。
进一步地，根据第二控制指令控制执行单元进一步包括根据第二控制指令向预先配置好的执行单元相关第三子接口发送“0”或“1”。
进一步地，根据第二监测数据控制执行单元进一步包括根据第二监测数据向预先配置好的执行单元相关第四子接口发送“0”。
进一步地，执行单元包括主功放和备功放，主功放包括GND1接口、TTL-out1主接口、第一常闭SPDT开关、第一TTL-in接口以及与第一常闭SPDT开关COM口连接的TTL-out2主接口，第一常闭SPDT开关的COM口；备功放包括GND2接口、TTL-out1备接口，第二常闭SPDT开关、第二TTL-in接口以及与第二常闭SPDT开关的COM口连接的TTL-out2备接口，GND2接口和第二常闭SPDT开关的NO口与GND1接口连接，第二常闭SPDT开关的NC口和COM口与TTL-out1主接口连接；
根据第二监测数据控制执行单元进一步包括：
S1、故障监测数据包括TTL-out1主接口数据，根据TTL-out1主接口数据判断主功放是否掉电，若是，第二常闭SPDT开关自动切换至常开而切换至备功放工作，若否，执行步骤S1；
S2、根据故障监测数据判断是否发生故障，若是，触摸屏置TTL-out1主接口为低电平，使得第二常闭开关切换至常开而切换至备功放工作。
本发明的有益效果为：
客户站用于显示第一检测数据，并通过管理工作站控制各个分机设备的执行单元。
执行单元作为分机设备的控制硬件，每个分机设备均包括与执行单元连接的触摸屏，执行单元向通过触摸屏向管理工作站上传第二监测数据，管理工作站将第二监测数据中的第一监测数据(也即关键数据)发送至客户站，符合用户普遍只关心关键数据的情况，对应用户需要的交互信息大幅度减少，降低了集成难度，并提高了关键数据响应速度。
利用管理工作站可快速查看各个分机设备的故障检测数据和状态监测数据，并结合显示屏上传的第二检测数据和客户站下发的第一控制指令管理控制所有执行单元，进一步提炼了通信控制指令，降低了集成难度。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为具体实施例中分机设备的框图；
图3为图2所示分机设备的架构图；
图4为具体实施例中第一对象的显示示意图；
图5为具体实施例中第二对象的显示示意图；
图6为具体实施例中第三对象的显示示意图；
图7为具体实施例中第四对象的显示示意图；
图8为具体实施例中第六对象的显示示意图；
图9为具体实施例中主功放和备功放切换示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，本领域技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，该控制系统包括客户站、与客户站通信连接的管理工作站和通过局域网与管理工作站通信连接的多个分机设备；
客户站：用于显示管理工作站发送的第一监测数据，接收用户的第一输入，并将第一输入转换为第一控制指令发送至管理工作站；
管理工作站：用于将第一控制指令转换为第二控制指令发送至对应触摸屏，并在接收触摸屏发送的第二监测数据后将第一监测数据发送至客户站，第二监测数据包括第一监测数据；
分机设备：其包括执行单元和与执行单元连接的触摸屏；触摸屏用于接收执行单元上传的第二监测数据，并根据第二监测数据和第二控制指令控制执行单元，第二监测数据包括故障检测数据和状态监测数据；执行单元用于执行触摸屏的控制。
实施时，客户站可以为PC机、笔记本、IPAD或手机。下面以功放为例，进行进一步说明。
关于触摸屏与执行单元的连接，如图2所示，触控屏的串口COM1/COM3，COM3通过RS232转RS485接口转换出RS485串口，与执行单元通信；COM1通过DE-9P转接提供1路对外串口COM1，可配置RS232/RS485/RS422三种串口类型。触控屏还可提供1路LAN通信接口；1路USB Slave接口，执行单元底层印制板留空，方便LAN、USB Slave插接。
另外，触控屏还可以通过USB Host接口与键盘和鼠标连接，以便于还能够利用键盘和鼠标操作触摸屏。
其中，客户站与管理工作站之间基于Modbus协议或用户自定义协议通信，如图3所示，管理工作站与触摸屏之间基于相应Modbus或用户自定义协议通信。
其中，故障检测数据一般根据由执行单元的TTL接口获得，并由调试人员利用基于执行单元对应的控制采集电路接口定义和触摸屏实现完成故障检测配置。故障检测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第一触摸操作，第一对象包括两种以上接口类型；响应于第一触摸操作，显示第二对象，第二对象包括故障类型列表和与每个故障类型一一对应的类型选择区域和有效方式选择区域；
接收用户对类型选择区域和有效方式选择区域的第二触摸操作，响应于第二触摸操作，显示第三对象，第三对象包括多个控制板号；
接收用户对控制板号的第三触摸操作，显示第四对象，第四对象包括第一子接口列表；接收用户对第一子接口的第四触摸操作完成故障检测配置；
按设定间隔时间，根据故障检测配置和故障检测数据显示故障类型。
第一对象的显示示意图如图4所示，第一对象包括TTLIN接口、OUT接口(TLOUT+OCOUT)和ADIN接口。第二对象的显示示意图如图5所示，故障类型列表包括：过温、风机电源故障、高压故障、负压故障、低压故障、过占空比、过脉冲、末级故障、推动故障、电源总故障、过压和欠压。“低有效”对应效方式选择，“选择”对应类型选择区域的选择，勾选相应“选择”即具有相应故障检测功能，对应低有效勾选下，当对应第一子接口为0时，表示该故障发生。第三对象的显示示意图如图6所示，控制板号即控制板地址号，表示配置相应控制板号对应的执行单元。第四对象的显示示意图如图7所示，勾选表示该第一子接口对应相应已选择的故障类型。
采用上述设置，若外部条件改变(执行单元的接口类型或数量改变，只要该执行单元支持相应Modbus通信协议或用户子定义协议)，不需修改触摸屏上的软件，只需要利用触摸屏重新配置即可，使得客户站管理软件适应能力强，避免了重复开发，极大节省人力成本并提升了工作效率。
其中，状态监测数据一般根据由执行单元的ADIN接口获得，并由调试人员利用基于执行单元对应的控制采集电路接口定义和触摸屏实现完成状态监测配置，状态监测配置的原理与故障检测配置原理相似。状态监测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第五触摸操作；响应于第一触摸操作，显示第五对象，第五对象包括状态类型列表；
接收用户对状态类型列表的第六触摸操作，响应于第六触摸操作，显示第三对象；
接收用户对控制板号的第七触摸操作，显示第六对象，第六对象包括第二子接口列表；接收用户对第二子接口列表的第八触摸操作，完成状态监测配置；
根据状态监测配置和第二监测数据显示各状态类型的具体数值。
以正向检测电压(功率)为例，依次选择ADIN接口、状态类型和控制板号进行第二子接口的配置，第六对象的显示示意图如图8所示，表示差分信号的配置，配置了AN1PN～AN4PN这4个。如果是单端信号需要配置AN1～AN4这4个。
其中，根据第二控制指令控制执行单元进一步包括根据第二控制指令向预先配置好的执行单元相关第三子接口发送“0”或“1”，以实现逻辑功能如功放增益调整、功放频率调整、远程本地切换、开关低压、开关栅极、开关阳极、开关高压和开关发射。该预先配置为TTLOUT接口配置，配置原理同故障检测配置。
其中，根据第二监测数据控制执行单元进一步包括根据第二监测数据向预先配置好的执行单元相关第四子接口发送“0”，以实现故障保护：工作或待机过程中，一旦出现任何故障(过反射、过激励、过温、过流)时，立即关闭射频开关和功放单元电源，即向执行单元对应的TTLOUT接口下发关闭信号“0”。该预先配置为TTLOUT接口配置，配置原理同故障检测配置。
上述“0”和“1”分别表示逻辑关和逻辑开。
如图9所示，为实现冗余备份，即主功放掉电后备功放能够自动切换至工作状态，当备功放掉电后主功放能够切换至工作状态。执行单元包括主功放和备功放，主功放包括GND1接口、TTL-out1主接口、第一常闭SPDT开关、第一TTL-in接口以及与第一常闭SPDT开关COM口连接的TTL-out2主接口，第一常闭SPDT开关的COM口；备功放包括GND2接口、TTL-out1备接口，第二常闭SPDT开关、第二TTL-in接口以及与第二常闭SPDT开关的COM口连接的TTL-out2备接口，GND2接口和第二常闭SPDT开关的NO口与GND1接口连接，第二常闭SPDT开关的NC口和COM口与TTL-out1主接口连接；根据第二监测数据控制执行单元进一步包括：
S1、故障监测数据包括TTL-out1主接口数据，根据TTL-out1主接口数据判断主功放是否掉电，若是，第二常闭SPDT开关自动切换至常开而切换至备功放工作，若否，执行步骤S1；
S2、根据故障监测数据判断是否发生故障，若是，触摸屏置TTL-out1主接口为低电平，使得第二常闭开关切换至常开而切换至备功放工作。
其中，第一TTL-in接口和第二TTL-in接口用于主功放和备功放开关状态上报，第一常闭SPDT开关和第二常闭SPDT开关为自恢复开关，高电平切换至常开，低电平或悬空切换至常闭，进而使得SPDT的NO口接地，从而备功放工作。
其工作原理如下：当主功放工作时，TTL-out1主输出高电平，备功放的TTL-out2备输出低电平，第二常闭SPDT开关保持在常闭端，此时主功放的TTL-out1主高电平输出至第二常闭SPDT开关，第二常闭SPDT切换至主功放工作状态(即控制备功放不工作)。
当主功放意外掉电时，TTL-out1主掉电，此时第二常闭SPDT开关自动变为低电平，第二常闭SPDT开关切换至备件功放工作状态。
如果用户手动切换至备功放工作，此时主功放TTL-out1一直输出高电平，备功放的TTL-out2-备输出高电平，第二常闭SPDT开关切换至常开端，第二常闭SPDT开关控制接地，开关工作在备功放状态。当备功放意外掉电时，第二常闭SPDT开关恢复至常闭端，主功放的第一常闭SPDT开关控制接通主功放的TTL-out2主输出端，由于主功放一直输出高电平，所以此时第一常闭SPDT开关切换至主功放工作状态。
综上，该控制系统适应于规模化产品系统架构。同时通过上述描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现。
关于指令的转换与具体通信协议有关，本领域技术人员都知道并且掌握如何实现指令的转换。各硬件设备之间不仅仅局限于基于Modbus协议通信，还可以基于用户自定义协议通信，或基于tcpip协议通信。
具体地，在一实施例中，以各硬件设备之间均基于Modbus协议通信为例，当触摸屏的地址号为“01”，对应开发射的地址为“0x17”时，客户站接收到开发射的输入后，则发送十六进制命令“01050017FF 00”给管理站工作站；管理站工作站向触摸屏发送指令“01050017FF 00”，并返回指令“01050017FF00”给客户站，并会给执行单元发送开发射的指令；由于执行单元的地址号为“02”，对应开发射的地址为“0x03”，因此发送的开发射的指令为十六进制命令“02050003FF 00”，执行单元收到这帧指令后执行开发射动作，并返回指令“02 0500 03FF 00”给触摸屏，正常开启发射完成。
在另一实施例中，当客户站与管理工作站之间，管理工作站与触摸屏之间以及触摸屏与执行单元之间均基于tcpip协议通信时，以客户站接收用户的查询分机设备信息为例，客户站接收第一输入“查询”后，客户站发送“GetDevicename”给管理站工作站，管理工作站收到此命令后，转换命令为“*IDN？”发送给触摸屏，当触摸屏接收到此命令后，回发“swamp1201”给管理工作站，管理工作站接收到此设备消息直接转发给客户站，客户站最终收到“swamp1201”设备信息。
在又一实施例中，客户站通过局域网与触摸屏通信连接，客户站还用于接收用户的第二输入，并将第二输入转换为第三控制指令发送至触摸屏；触摸屏还用于根据第三控制指令控制执行单元，使得客户站可以直接控制分机设备。其中，客户站与触摸屏之间基于Modbus协议通信。
触摸屏还包括用于供用户查看历史记录的历史记录模块和用于供用户查看操作记录的操作记录模块。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，包括客户站、与所述客户站通信连接的管理工作站和通过局域网与所述管理工作站通信连接的多个分机设备；
客户站：用于显示管理工作站发送的第一监测数据，接收用户的第一输入，并将第一输入转换为第一控制指令发送至管理工作站；
管理工作站：用于将第一控制指令转换为第二控制指令发送至对应触摸屏，并在接收触摸屏发送的第二监测数据后将第一监测数据发送至客户站，所述第二监测数据包括第一监测数据；
分机设备：其包括执行单元和与执行单元连接的所述触摸屏；所述触摸屏用于接收执行单元上传的第二监测数据，并根据第二监测数据和第二控制指令控制执行单元，所述第二监测数据包括故障检测数据和状态监测数据；所述执行单元用于执行触摸屏的控制。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述客户站与管理工作站之间基于Modbus协议通信，所述管理工作站与触摸屏之间基于Modbus协议通信。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述客户站通过所述局域网与所述触摸屏通信连接，所述客户站还用于接收用户的第二输入，并将第二输入转换为第三控制指令发送至触摸屏；所述触摸屏还用于根据第三控制指令控制执行单元。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述客户站与触摸屏之间基于Modbus协议通信。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述故障检测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第一触摸操作，所述第一对象包括两种以上接口类型；响应于第一触摸操作，显示第二对象，所述第二对象包括故障类型列表和与每个故障类型一一对应的类型选择区域和有效方式选择区域；
接收用户对类型选择区域和有效方式选择区域的第二触摸操作，响应于第二触摸操作，显示第三对象，所述第三对象包括多个控制板号；
接收用户对控制板号的第三触摸操作，显示第四对象，所述第四对象包括第一子接口列表；接收用户对第一子接口的第四触摸操作完成故障检测配置；
按设定间隔时间，根据故障检测配置和故障检测数据显示故障类型。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述故障类型列表包括：过温、风机电源故障、高压故障、负压故障、低压故障、过占空比、过脉冲、末级故障、推动故障、电源总故障、过压和欠压。
7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述状态监测数据的显示处理方法包括：
显示第一对象，接收用户对第一对象的第五触摸操作；响应于第一触摸操作，显示第五对象，所述第五对象包括状态类型列表；
接收用户对状态类型列表的第六触摸操作，响应于第六触摸操作，显示第三对象；
接收用户对控制板号的第七触摸操作，显示第六对象，所述第六对象包括第二子接口列表；接收用户对第二子接口列表的第八触摸操作，完成状态监测配置；
根据状态监测配置和第二监测数据显示各状态类型的具体数值。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，根据第二控制指令控制执行单元进一步包括根据第二控制指令向预先配置好的执行单元相关第三子接口发送“0”或“1”。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，根据第二监测数据控制执行单元进一步包括根据第二监测数据向预先配置好的执行单元相关第四子接口发送“0”。
10.根据权利要求1-9任一所述的控制系统，其特征在于，所述执行单元包括主功放和备功放，所述主功放包括GND1接口、TTL-out1主接口、第一常闭SPDT开关、第一TTL-in接口以及与第一常闭SPDT开关COM口连接的TTL-out2主接口，所述第一常闭SPDT开关的COM口；所述备功放包括GND2接口、TTL-out1备接口，第二常闭SPDT开关、第二TTL-in接口以及与第二常闭SPDT开关的COM口连接的TTL-out2备接口，所述GND2接口和第二常闭SPDT开关的NO口与GND1接口连接，所述第二常闭SPDT开关的NC口和COM口与TTL-out1主接口连接；
根据第二监测数据控制执行单元进一步包括：
S1、所述故障监测数据包括TTL-out1主接口数据，根据TTL-out1主接口数据判断主功放是否掉电，若是，所述第二常闭SPDT开关自动切换至常开而切换至备功放工作，若否，执行步骤S1；
S2、根据故障监测数据判断是否发生故障，若是，触摸屏置TTL-out1主接口为低电平，使得第二常闭开关切换至常开而切换至备功放工作。
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