EMX2000系列工控機(jī)應(yīng)用方案
整機(jī)系統(tǒng)簡介
EMX2000系列工控機(jī)是英創(chuàng)公司設(shè)計的一款模塊化的工控機(jī)應(yīng)用整機(jī)方案，采用雙層電路板結(jié)構(gòu)，其中一級應(yīng)用底板引出工控機(jī)的高速接口，以及8通道模擬信號采集接口；二級應(yīng)用底板可支持多達(dá)10路低速工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，包括RS485、RS232、CAN等，以及若干數(shù)字IO端口。EMX2000系列工控機(jī)的另一個特色，是可選配5”LCD面板，構(gòu)成帶人機(jī)界面的工控智能終端。
目前EMX2000系列工控機(jī)有2種一級應(yīng)用底板可選：
1、EMX2000應(yīng)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(shù)采，主要應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測、過程監(jiān)控等各種工業(yè)應(yīng)用。
2、EMX2001應(yīng)用底板，搭載ESM7000或ESM8000主板，支持8路高精度并行數(shù)據(jù)采集，主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用。
此外，常規(guī)的WiFi、4G無線通訊也在EMX2000中做了相應(yīng)配置。
整機(jī)電路結(jié)構(gòu)
EMX2000系列工控機(jī)電路，采用雙層應(yīng)用底板結(jié)構(gòu)。
第一級應(yīng)用底板：用于承載ESMARC工控主板，并設(shè)計出通用的高速通訊信號接口：如USB、網(wǎng)絡(luò)、顯示等。在EMX2000系列工控機(jī)中，一級應(yīng)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(jù)應(yīng)用需求不同，選用不同型號的一級應(yīng)用底板。一級應(yīng)用底板搭載ESMARC工控主板后，就可以直接應(yīng)用了。
一級應(yīng)用底板EMX2000資源接口示意圖
一級應(yīng)用底板尺寸
一級應(yīng)用底板端口示意圖
第二級應(yīng)用底板：基于EMX2000系列工控機(jī)一級應(yīng)用底板進(jìn)行設(shè)計，引用一級應(yīng)用底板輸出的GPIO、串口、CAN等信號資源，設(shè)計出可適用于工業(yè)現(xiàn)場需求的接口，如DIN、DOUT、RS485、CAN等。同時為EMX2000工控機(jī)整機(jī)系統(tǒng)提供電源輸入。
二級應(yīng)用底板 EMX2010資源接口示意圖
二級應(yīng)用底板 EMX2010工控機(jī)應(yīng)用底板外形尺寸參數(shù)（LCD外框區(qū)域為挖空缺口）
二級應(yīng)用底板 EMX2010端面接口示意圖
整機(jī)機(jī)箱設(shè)計
EMX2000系列整機(jī)采用低成本鋁合金機(jī)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(jī)殼的一面開孔引出，并配有激光絲印字符標(biāo)識。如下圖所示：
EMX2000-ME工控機(jī)外殼通訊接口面
機(jī)殼的另一面可選配5”LCD屏（分辨率為800×480），構(gòu)成帶顯示界面的工業(yè)控制器，也可選擇單純背板。兩種不同配置的整機(jī)效果如下圖所示：
EMX2000-ME-LCD 工控機(jī)外殼背面帶LCD屏 EMX2000-ME 工控機(jī)外殼背面無LCD屏
模塊型號列表
EMX2000系列工控機(jī)是由一級應(yīng)用底板、二級應(yīng)用底板、機(jī)殼等多種模塊類型部件組合而成的?？蛻艨筛鶕?jù)實際應(yīng)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(jī)系統(tǒng)。
| 類別 | 型號 | 特點 |
| 一級應(yīng)用底板 | EMX2000-7200 | 與ESM7200配套使用，實現(xiàn)8路單端電壓信號采集，12-bit AD，2路USB、2路100M網(wǎng)口，2級底板信號接口 |
| EMX2000-7000 | 與ESM7000配套使用，實現(xiàn)8路單端電壓信號采集，14-bit AD，2路USB、2路網(wǎng)口（100M+1000M），2級底板信號接口 | |
| EMX2001-7000 | 與ESM7000配套使用，實現(xiàn)8路并行波形采集，100Ksps，16-bit AD，2路USB、2路網(wǎng)口（100M+1000M），2級底板信號接口 | |
| EMX2001-8000 | 與ESM8000配套使用，實現(xiàn)8路并行波形采集，100Ksps，16-bit AD，2路USB、2路網(wǎng)口（100M+1000M），2級底板信號接口 | |
| 二級應(yīng)用底板 | EMX2010-PN | DC9~24V電源輸入，采用非隔離DC-DC調(diào)整后為整個應(yīng)用系統(tǒng)供電 |
| EMX2010-P20 | DC9~24V電源輸入，采用隔離型的DC-DC調(diào)整為整個應(yīng)用系統(tǒng)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(yīng)底板 |
| ETA204 | 基于串口的4G無線通訊模塊，安裝在1級應(yīng)用底板 | |
| 機(jī)殼 | EMX2000-ME-LCD | EMX2000系列工控機(jī)專用機(jī)殼，配5"LCD屏 |
| EMX2000-ME | EMX2000系列工控機(jī)專用機(jī)殼，沒有LCD屏 |
目前有2種一級應(yīng)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(guī)慢變化信號，使用于一般工控、環(huán)保監(jiān)測方面的應(yīng)用；而EMX2001則實現(xiàn)并行高速高精度采集，面向電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用。具體的技術(shù)指標(biāo)如下表所示：
| 資源 | EMX2000 | EMX2001 |
| 1000Mbps接口 | 1 | 1 |
| 100Mbos接口 | 1 | 1 |
| USB-HOST | 3 | 3 |
| 二級應(yīng)用底板接口 | √ | √ |
| 顯示接口 | RGB | RGB |
| 配套主板 | ESM7200，ESM7000 | ESM7000，ESM8000 |
| 模擬信號通道 | 8 | 8 |
| 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WEC7 | Linux |
EMX2000應(yīng)用底板是直接利用主板（ESM7200或ESM7000）上自帶的AD單元來實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(yīng)用底板則采用了一片SPI接口的專用AD芯片（ADS8588S），用于實現(xiàn)8路并行采集，每路采樣率100Ksps的高速數(shù)據(jù)采集，具體的采集實現(xiàn)使用了主板內(nèi)部的MCU單元，因此只能與ESM7000或ESM8000配套使用。
應(yīng)用底板的組裝
● 一級應(yīng)用底板承載ESMARC工控主板，同時設(shè)計有2個40芯、2.54mm IDC插座，用于連接二級應(yīng)用底板。
● 二級應(yīng)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(yīng)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(yīng)用底板與二級應(yīng)用底板，還需要使用50mm長度的螺柱進(jìn)行連以，作為主要的支撐連接。
● 在EMX2000機(jī)殼內(nèi)，二級應(yīng)用底板插入機(jī)殼的固定槽內(nèi)，再利用前、后面板擋住PCB，最終牽固地將應(yīng)用底板安裝在機(jī)殼中。
EMX2000工控機(jī)的組裝，如下圖所示：
EMX2000工控機(jī)結(jié)構(gòu)
EMX2000應(yīng)用底板在機(jī)殼內(nèi)的安裝
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