本发明属于自动控制系统技术领域，具体涉及一种新型自动化控制系统及其方法。

背景技术：

目前我国工业领域普遍使用的自动化控制系统，设计针对性强，造价高昂，维护专业要 求高，因此整体运营成本庞大。对于中小企业而言，受资金、技术力量以及产量限制，很难 在投资高成本自动化控制系统与利润最大化之间找到优良的平衡点。究其根本，在于自动化 控制系统本身面向的客户群仍重点指向大企业。因此研发成本低廉、配置灵活的自动化控制 系统就成为必要。

Q-SEVEN是目前业界较先进的以嵌入式模块为基础的计算机系统标准。采用Q-SEVEN 架构的计算机系统具有体积小巧、功耗低、扩展能力强的优点。外围设备可以通过丰富的接 口联入系统。高速设备可以通过MXM规范连接器采用PCI-E协议与系统连接。采用 Q-SEVEN架构的系统本质上是一台功能独立的计算机系统。

PowerLink技术是目前控制通讯领域较成熟的通讯技术。从设计复杂度来看，PowerLink 使用以太网结构作为协议实现的基础，极大简化了系统软、硬件设计。非常适合对任务灵活 性要求高的FPGA结构系统采用。

因此以Q-SEVEN架构为系统的硬件基础，可以在保持x86系统兼容性的前提下，极大 地减小自动控制系统的体积和功耗，一方面降低了硬件系统及上层软件的开发成本，另一方 面扩大了系统的应用范围。采用PowerLink技术作为数据通讯手段，进一步降低了数据链路 的开发成本，提高了系统灵活性。可以广泛应用于投资成品低而又对自动化控制系统有需求 的生产领域。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种实现低成本、高灵活性的自动化控制 系统及方法。

一种新型自动化控制系统及其方法其技术方案如下：

一种新型自动化控制系统，包括负载模块、Q-SEVEN模块和通讯控制模块；

所述负载模块，用于为系统提供电源、调试接口、外设接口、人机界面接口；

所述Q-SEVEN模块，作为系统的控制中心，运行上层应用程序，提供人机界面，下达 控制和查询命令，接收并处理被控制设备状态；

所述通讯控制模块，完成对目标设备的控制、查询及状态监视任务。

优选地，所述的通讯控制模块与Q-SEVEN模块之间经过负载模块上的连接器采用PCI-E 总线连接，且通讯控制模块作为Q-SEVEN模块的一个标准PCI-E设备存在。。

优选地，所述的负载模块包括：为自身及Q-SEVEN模块和通讯控制模块供电的电源，采用VGA或HDMI格式的视频 输出芯片及连接器、用于输入输出调试信息的串口、用于连接输入设备的USB接口、用于 外部存储器的SD连接器、用于连接Q-SEVEN模块的MXM连接器、用于连接通讯控制模 块的5767130连接器。

优选地，所述Q-SEVEN模块上运行的软件包括：具有人机界面的操作系统，通讯控制模块在操作系统下的驱动程序，具有设备控制、查 询、状态监视功能的上层应用软件。

优选地，所述的通讯控制模块包括但不限于：支持PCI-E高速IO的FPGA、SD-RAM构成的主存储器、FLASH构成的固存、网络控 制芯片及PHY构成的以太网物理层及数据链路层。

进一步优选，所述FPGA上加载的逻辑包括：用于运行PowerLink协议栈和控制软件的软核CPU，软核SOC的内部总线，用于与 Q-SEVEN模块连接的PCI-E控制器，用于读写主存储器的内存控制器，用于控制PowerLink 链路的以太网控制器。

进一步优选，软核CPU上运行的程序包括：用于与目标设备通讯的PowerLink协议栈，控制目标设备功能的控制子程序，查询目标 设备寄存器的查询子程序，处理、记录及显示自身及目标设备状态的状态监视子程序。

一种新型自动化控制方法，包括以下步骤：负载模块加电，同时为Q-SEVEN模块与通讯控制模块提供所需电源，Q-SEVEN模块 与通讯控制模块分别初始化。

Q-SEVEN模块从负载模块连接的外存储器加载操作系统，初始化通讯控制模块的驱动 程序，并在人机界面就绪。

通讯控制模块上的FPGA从配置电路加载逻辑，软核CPU就绪后，PCI-E控制器响应 Q-SEVEN模块对PCI-E设备的初始化，CPU从FLASH默认位置加载PowerLink协议栈，加 载控制、查询、状态监控程序，控制、查询程序就绪，状态监控程序即开始自动读取目标设 备主要寄存器，并存入主存预留的栈空间，当栈空间达到预设满度后，向Q-SEVEN模块发 出中断，Q-SEVEN模块上的操作系统响应中断并将通讯控制模块上报的数据读入内存，进 行显示和记录。

用户从人机界面查询目标设备状态，确认目标设备工作正常，下达相应的指令，或者系 统在无人值守状态下自动开始执行预配置指令。指令通过PCI-E总线下达给通讯控制模块， 通讯控制模块根据命令类型，对目标设备进行控制、查询。

本发明的有益效果：本发明具有体积小、成本低、配置灵活、应用领域广泛等特点。