[發明專利]一種伺服液壓能源測控系統

在審

• 申請號: 201710604288.7
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107272500A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 聶來曉;張鵬;李鋼;沈立;張天琪
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及伺服機構液壓能源測控領域，具體涉及一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控系統。

背景技術

在中國，對運載火箭飛行控制執行機構子系統一般統稱為伺服機構。伺服液壓能源是該伺服機構的重要組成部分，為該伺服機構提供穩定的壓力輸出，具有大功率、高響應等特點。伺服液壓能源測控系統一般由模擬器件構成，所述模擬器件一般包括電磁閥、旋鈕、模擬采集和輸出電路等，所述模擬器件通過人工按步驟調節旋鈕或按鍵等方式，完成相應的使用操作，具有調節速度慢，人工成本高，容易誤操作，自動化程度低等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控系統，通過以太網通訊可以與上位機進行網絡連接，接收上位機的控制指令，進行解析并通過由FPGA控制的外圍數字模擬綜合電路實現對伺服液壓能源系統的遠程自動化控制，同時還可以采集接收伺服液壓能源系統的狀態參數，反饋給上位機供監測和使用。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案如下：

一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控，包括硬件部分和軟件部分，硬件部分包括：電源、時鐘、內存、模擬數字綜合通道、CPLD、PowerPC、FPGA、閃存、UART RS232、以太網PHY，由PowerPC通過以太網PHY接收上位機控制指令，按照與上位機約定的通訊協議進行解析；解析后，PowerPC通過PCI總線控制FPGA相應寄存器，完成對模擬數字綜合通道中輸出通道的控制，模擬數字綜合通道輸出到相應的伺服液壓能源系統被控對象；PowerPC通過PCI總線控制FPGA相應寄存器，按固定時間間隔實現對模擬數字綜合通道中輸入通道的采集，將采集狀態參數進行解析處理，按照與上位機約定的通訊協議反饋給上位機。

進一步的，軟件部分包括:驅動、板級支持包、操作系統、文件系統、IP數據接口模塊、控制數據接口模塊、數據采集監控模塊、指令解析模塊、指令執行模塊、實時狀態報告模塊。

進一步的，根據采用的CPU及單板硬件外圍芯片開發相應板級支持包和驅動；操作系統采用Vxworks；文件系統采用FAT32文件系統。

進一步的，IP數據接口模塊分為接收子模塊和發送子模塊；接收子模塊功能包括：接收從上位機發送的IP數據包，校驗數據是否出錯，若出錯，請求上位機重發數據；若正確，則將數據發送到應用程序；發送子模塊功能包括：從應用程序中接收需要發送到對端的數據；發送數據到對端；出錯時重發數據。

進一步的，控制數據接口模塊功能包括：將應用程序需下發的數據下發至相應的數據通道，以控制相應控制對象；根據應用程序要求，采集需監控的數據通道。

進一步的，指令解析模塊功能包括：接收從IP數據接口模塊的IP數據；解析IP數據包；根據解析結果傳遞指令到指令執行模塊。

進一步的，指令執行模塊功能包括：從指令解析模塊獲取待執行指令；校驗并執行指令；將數據通道控制數據發送到控制數據接口模塊；保存當前狀態和執行結果，并將其報告到實時狀態報告模塊。

進一步的，數據采集監控模塊的功能包括:根據上位機軟件要求采集相應通道；根據上位機軟件要求存貯采集數據；根據控制軟件要求對采集數據進行相應處理。

進一步的，實時狀態報告模塊功能包括：根據上位機軟件要求設置報告間隔，根據要求將指令執行結果以及實時采集數據發送至IP數據模塊。

本發明的有益效果是：

(1)通過基于PCI總線的PowerPC+FPGA+外圍模擬數字綜合采集控制電路一體化設計，實現對伺服液壓能源系統的遠程自動化控制。

(2)提高了對伺服液壓能源控制的準確性、可靠性，降低了過程中的人力成本。

(3)本發明的實現同樣適應于工業控制領域壓力、溫度、流量和液位四大參數的自動化控制。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控系統硬件原理圖。

圖2是一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控系統軟件架構圖。

具體實施方式

本發明的一種基于PowerPC和FPGA的伺服液壓能源測控包括硬件部分和軟件部分。