[發明專利]基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置及方法

有效

• 申請號: 202110642550.3
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113552819B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 楊開明;朱煜;成榮;雷聲;魯森;李鑫;劉濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 董永輝;曹素云

本發明提供基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置及方法，包含：多塊底層板卡使用恒流源產生的電流以電流環的形式依次串聯；多塊底層板卡通過通信總線連接，形成通信回路；通過電流環與通信總線觸發底層板卡與底層板卡之間的觸發邏輯保護聯動，包括：將發生故障的底層板卡作為故障板卡，通過所述故障板卡切斷電流環，觸發通信總線，電流環中故障板卡外的其他底層板卡作為聯動板卡，所述聯動板卡對與故障板卡相連的輸出通道進行置位。上述裝置及方法通過通信總線和電流環實現邏輯保護聯動。

技術領域

本發明屬于半導體裝備技術領域，涉及一種基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置及方法。

背景技術

在工件臺控制中，傳感器、執行器數量龐多，指令復雜，設備昂貴，運行精度高，所以一旦某一處傳感器檢測到的數據超過閾值，就需要觸發多個執行器同時動作，防止故障進一步擴大，造成設備損壞和物料損失。但由于執行器分別由多塊底層板卡控制，且與上位機的通信只存在于BCC卡，因此，一旦某塊底層板卡判斷傳感器數據異常，不僅需要該塊板卡緊急處理異常，而且需要其它板卡協助處理異常，并將具體故障類型反饋給上位機。

發明內容

本發明提供一種多塊底層板卡協同工作，通過通信總線和電流環實現邏輯保護聯動的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置及方法。

根據本發明的一個方面，提供一種基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，包含：

多塊底層板卡，分別連接所控制的傳感器與執行器；

BCC卡，產生恒流源，將所述多塊底層板卡使用恒流源產生的電流以電流環的形式依次串聯，電流環的通斷通過每個底層板卡控制；

通信總線，連接多塊底層板卡，形成通信回路；

其中，底層板卡與底層板卡之間通過電流環與通信總線來觸發邏輯保護聯動，發生故障的底層板卡作為故障板卡，通過所述故障板卡切斷電流環，觸發通信總線，電流環中故障板卡外的其他底層板卡作為聯動板卡，所述聯動板卡對與故障板卡相連的輸出通道進行置位，將故障信息按通信回路向外發送依次傳遞給BCC卡，通過BCC卡將故障信息發送給上位機。

所述的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，其中，還包括模擬開關，設置在底層板卡上，對電流環進行切斷與導通。

所述的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，其中，還包括采樣電阻，串聯在不同底層板卡之間，通過檢流電阻的高低電平來判斷是否需要觸發。

所述的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，其中，所述底層板卡包括電渦流傳感器輸入通道、溫度傳感器輸入通道、電機控制通道和電磁閥控制通道。

所述的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，其中，所述底層板卡包括DSP和FPGA，傳感器采集數據傳輸到FPGA，由FPGA傳送給DSP，對數據進行標定，并進行閾值判斷，如果數據超過閾值，判定數據異常，便將數據與錯誤碼發送給FPGA打包成數據包，傳送給上位機，同時FPGA對輸出通道置位，并切斷本底層板卡上的電流環，觸發DSP上的中斷服務程序，將錯誤聯動信號通過通信總線廣播給其它底層板卡，從而觸發所有底層板卡聯動，執行邏輯保護。

所述的基于多塊底層板卡的邏輯保護裝置，其中，所述底層板卡包括ARM和FPGA，底層板卡同時接收多路傳感器信號，將經過AD轉換后的多路傳感器數據寫入FPGA，由FPGA將數據轉移給ARM，由ARM對傳感器數據進行標定，判斷是否滿足閾值條件，若底層板卡所有標定后數據均滿足閾值條件，不觸發電流環與通信總線；若底層板卡有數據不滿足閾值條件，ARM根據出錯數據的來源通道以及數值，確認錯誤類型，并將數據與錯誤類型發送給FPGA打包成數據包，FPGA按照錯誤類型來操作相應的執行器，同時切斷本底層板卡上的電流環，本底層板卡上ARM中的外部中斷服務程序檢測到電流環被切斷，觸發通信總線，將錯誤信息向外發送，按通信回路依次傳遞給BCC卡，由BCC卡將錯誤信息發送給上位機。