一种基于行业场景智能匹配的工控机以及自动化生产系统的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于行业场景智能匹配的工控机以及自动化生产系统。


背景技术：

2.随着半导体技术的快速发展，设备自动化系统(equipment automation programming，eap)越来越广泛地被应用到半导体设备的生产过程中，eap是生产信息化管理系统(mes)与设备的桥梁，eap通过secs国际标准协议与设备进行数据传输。secs是半导体设备必须遵循的一种国际通信协议。eap就是通过secs与设备通信、传输数据、发送指令控制设备按照预先定义的流程进行生产加工，达到对设备远程控制和状态监控，实现设备运行的自动化。在半导体eap项目中，存在着大量的设备通信软件，它们需要稳定的硬件载体作为运行容器。
3.然而，现在市面上作为硬件载体的工控机无法满足eap业务场景的需要，无法与其他半导体设备进行直接通信。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于行业场景智能匹配的工控机以及自动化生产系统，以解决工控机无法满足eap业务场景的需要的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种基于行业场景智能匹配的工控机，包括主控板；
6.主控板上设有接口单元、处理器、内部存储器；
7.处理器与内部存储器通过主控板连接，内部存储器用于存储指令以及需要操作的数据，处理器从内部存储器中获取指令与数据，并执行相应的处理；
8.接口单元通过内部总线与主控板连接，实现外部设备与工控机的通信连接，接口单元包括多个串口接口以及以太网接口。
9.可选地，接口单元还包括显示接口，显示接口包括：vga接口以及hdmi接口。
10.可选地，工控机还包括外部存储器；外部存储器上安装有操作系统，操作系统是管理接口单元、处理器以及内部存储器的计算机程序。
11.可选地，工控机还包括散热器，散热器分别与处理器以及无风扇机箱相连。
12.可选地，散热器为压铸铝一体化散热器或者压铸铝和通关一体化散热器。
13.可选地，多个串口接口包括rs-232串口接口以及rs-485串口接口。
14.可选地，接口单元还包括usb接口；usb接口包括usb键盘接口、usb鼠标接口以及usb驱动器；usb接口的接口类型包括usb3.0以及usb2.0。
15.可选地，工控机还包括电源；电源通过螺纹航空插头与航空插座相连，以获取电能；航空插头通过航空头直流供电线与电源连接。
16.可选地，接口单元还包括gpio接口以及gpib扩展接口。
17.第二方面，本技术实施例提供了一种自动化生产系统，所述系统包括：工控机以及生产设备；
18.工控机包括主控板，主控板上设有接口单元、处理器、内部存储器；
19.生产设备与接口单元连接，工控机上安装有设备自动化控制子系统，通过接口单元与生产设备通信实现对生产设备的自动化控制。
20.本技术实施例带来了以下有益效果：
21.本技术实施例提供的一种基于行业场景智能匹配的工控机，能够通过多个串口接口以及以太网接口实现工控机与其他半导体设备的直接通信，与现有技术中的工控机相比，解决了工控机无法与半导体设备直接通信的问题。
22.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1示出了本技术实施例所提供的基于行业场景智能匹配的工控机的结构示意图；
25.图2示出了本技术实施例所提供的自动化生产系统的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本说明书中使用用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
28.应当理解，在本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或者两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
29.应当理解，在本技术实施例中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或
者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。
30.值得注意的是，在本技术提出之前，随着半导体技术的快速发展，设备自动化系统(equipment automation programming，eap)越来越广泛地被应用到半导体设备的生产过程中，eap是生产信息化管理系统(mes)与设备的桥梁，eap通过secs国际标准协议与设备进行数据传输。secs是半导体设备必须遵循的一种国际通信协议。eap就是通过secs与设备通信、传输数据、发送指令控制设备按照预先定义的流程进行生产加工，达到对设备远程控制和状态监控，实现设备运行的自动化。在半导体eap项目中，存在着大量的设备通信软件，它们需要稳定的硬件载体作为运行容器。然而，现在市面上作为硬件载体的工控机无法满足eap业务场景的需要，无法与其他半导体设备进行直接通信。
31.基于此，本技术实施例提供了一种基于行业场景智能匹配的工控机，以解决工控机无法与其他半导体设备进行直接通信的问题。
32.请参阅图1，为本技术实施例所提供的基于行业场景智能匹配的工控机100，包括主控板101。
33.主控板101上设有接口单元104、处理器102、内部存储器103。
34.处理器102与内部存储器103通过主控板连接，内部存储器103用于存储指令以及需要操作的数据，处理器102从内部存储器103中获取指令与数据，并执行相应的处理。
35.接口单元104通过内部总线与主控板101连接，实现外部设备与工控机100的通信连接，接口单元104包括多个串口接口以及以太网接口。
36.处理器可指中央处理器(central processing unit，cpu)，处理器用于作为工控机的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。
37.示例性的，处理器可以为intel处理器。
38.内部存储器可指主存储器，用于暂时存放cpu中的运算数据，以及与外部存储器交换的数据，它是外部存储器与cpu沟通的桥梁。
39.示例性的，内存可以是16gb内存。
40.以太网接口可指lan接口，接口单元还包括secs/gem接口。
41.在本技术实施例中，工控机的整机最高功耗为30w或者35w，工控机净重为1.2kg，外观尺寸的宽
×
高
×
深为173mm
×
52mm
×
121mm，该工控机可以满足嵌入式安装、墙面式安装以及导轨式安装等多种安装方式。
42.工控机还具备扩展槽，扩展槽为mini pcie插槽以及nano sim卡插槽，可自行安装拆卸4g卡。
43.在一可选实施例中，接口单元还包括显示接口，显示接口包括：vga接口以及hdmi接口。
44.具体的，vga(video graphics array)接口可指视频图形阵列接口，vga接口是采用vga标准输出数据的专用接口。
45.高清多媒体接口(high definition multimedia interface，hdmi)是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。
46.在一可选实施例中，工控机还包括外部存储器；外部存储器上安装有操作系统，操作系统是管理接口单元、处理器以及内部存储器的计算机程序。
47.具体的，工控机将windows或者linux操作系统嵌入外部存储器中，在操作系统中安装有被授权运行eap通信软件。
48.这些软件包括如下特性：符合semi标准、支持多线程和面向对象的脚本编程语言、支持异步和同步通信、可配置通信，rs-232/rs-485,tcp/ip,telnet,udp,pipe、支持多种中间件如mbx,tibco rv,h101,web service,ftp,odbc、支持多种消息通讯格式如secs,vefi,xml、易于编程、测试和排错，无需编译执行。
49.在本技术实施例中，工控机在软件方面可达到如下有益效果：
50.实时数据采集：高速和实时数据采集、支持数据分析与本地运行时保存、不会由于上行系统不稳定而造成数据丢失。
51.协议转换：在上行与下行系统通讯之间建立桥接、不同协议通讯的接口适配器。
52.secs/gem驱动：集成secs/gem通信协议、将plc、dio或者原始数据的通信格式转换为secs消息格式。
53.在一可选实施例中，工控机还包括散热器，散热器分别与处理器以及无风扇机箱相连。
54.具体的，工控机采用无风扇散热方式，通过散热器来进行散热。
55.在一可选实施例中，散热器为压铸铝一体化散热器或者压铸铝和通关一体化散热器。
56.在一可选实施例中，多个串口接口包括rs-232串口接口以及rs-485串口接口。
57.在一可选实施例中，接口单元还包括usb接口；usb接口包括usb键盘接口、usb鼠标接口以及usb驱动器；usb接口的接口类型包括usb3.0以及usb2.0。
58.在一可选实施例中，工控机还包括电源；电源通过螺纹航空插头与航空插座相连，以获取电能；航空插头通过航空头直流供电线与电源连接。
59.这里具体的，工控机上配置了rs-232串口接口以及rs-485串口接口，通过rs-232串口接口以及rs-485串口接口可以将工控机与多个外部设备进行连接。另外，在工控机上可设置多个rs-232串口接口，例如：3个rs-232串口接口。工控机还具有后备不间断电源(uninterruptible power supply，ups)，该ups为2500mah锂电池，25p环境温度下断电后可持续工作30分钟。
60.在一可选实施例中，接口单元还包括gpio接口以及gpib扩展接口。
61.具体的，工控机还提供了通用可编程i/o端口，处理器可以通过gpio接口以及gpib扩展接口对外部设备进行控制或者提供给外部设备输入信号。
62.另外，工控机还具有wifi无线网络发射器、温度传感器输入模块以及高速脉冲输入模块。
63.可见，该工控机能够使得实施工程师现场便捷且快速的根据设备硬件接口和业务场景进行组态完成特定设备与eap系统对接，可以增加eap系统的稳定性，减少故障以及维护时间成本。
64.基于同一发明构思，本技术实施例中还提供了与工控机对应的自动化生产系统，由于本技术实施例中的系统解决问题的原理与本技术实施例上述工控机相似，因此系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
65.图2为本技术实施例提供的自动化生产系统的结构示意图，如图2所示，该系统10
包括工控机100以及生产设备200；
66.工控机100包括主控板101，主控板101上设有接口单元104、处理器102、内部存储器103；
67.生产设备200与接口单元104连接，工控机100上安装有设备自动化控制子系统，通过接口单元104与生产设备200通信实现对生产设备的自动化控制。
68.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
69.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
70.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
71.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
72.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
73.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。