控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种控制系统和方法，其中，该系统包括：FPGA处理芯片，用于从光栅尺接收被测设备的测量信号，并将测量信号转换为数字信号；处理器，包括接收模块、位移值确定模块、判断模块、设备控制模块以及设备控制接口；其中，接收模块用于接收来自FPGA处理芯片的数字信号；位移值确定模块用于根据接收的数字信号确定位移值；判断模块用于根据确定的位移值确定被测设备是否出现异常；设备控制模块通过设备控制接口与被测设备进行通信，并且用于在判断模块确定被测设备出现异常的情况下，将停机指令通过设备控制接口发送至被测设备。本发明专利技术能够避免设备在异常情况下加工，保证产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量控制领域，并且特别地，涉及一种控制系统和方法。
技术介绍
光栅尺作为精密机械测量的有效工具在线位移、角位移、速度、加速度等工程的测量上得到了广泛应用。在长度测量中，光栅尺可以达到um级的测量精度，同时可以动态采集长度的变化，从而可以精确地计算出运动速度甚至加速度。在曲面测量中，相比于传统的三坐标机和轮廓仪，光栅尺也具有可以动态检测面形变化、精度高、以及可以实时输出面形数据等优势。随着科技飞速发展，加工厂正在朝着自动化、智能化的方向发展，光栅尺的应用也越来越广泛。但是，将光栅尺应用于智能化流水线工厂、以及将光栅尺应用于数字化、网络化场景的方案并不多见。例如，在申请公开号为CN 103363907A的专利技术专利申请中，公开了一种多路光栅尺信号采集测量系统，该方案可运用于柔性传递式采集测量系统。但是该系统缺乏可操控性，仅能通过计算机对数据进行查询、存档和输出，智能化程度较低。在授权公告号为CN 202013177 U的技术专利中，公开了通过FPGA和ARM的组合架构对光栅尺进行测量控制的技术方案。该方案公开了将光栅尺的测量数据上报到上位机，但是在光栅尺测量结果表示被测设备出现异常的情况下，如果加工设备继续执行加工操作，不仅将导致不合格产品的出现，而且还可能损坏加工设备甚至出现生产事故。对于这种情况，该专利并没有提出解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种控制系统和方法，能够在测量数据出现异常的情况下，及时让被测设备停机，防止被测设备继续加工而出现不合格产品，而且避免了安全隐患。根据本专利技术的一个方面，提供了一种控制系统。根据本专利技术的控制系统包括：FPGA处理芯片，用于从光栅尺接收被测设备的测量信号，并将测量信号转换为数字信号；处理器，包括接收模块、位移值确定模块、判断模块、设备控制模块以及设备控制接口；其中，接收模块用于接收来自FPGA处理芯片的数字信号；位移值确定模块用于根据接收的数字信号确定位移值；判断模块用于根据确定的位移值确定被测设备是否出现异常；设备控制模块通过设备控制接口与被测设备进行通信，并且用于在判断模块确定被测设备出现异常的情况下，将停机指令通过设备控制接口发送至被测设备。其中，上述判断模块可用于将确定的位移值与预定位移值范围进行比较，在确定的位移值超出预定位移值范围的情况下，确定被测设备出现异常。此外，根据本专利技术的控制系统可以进一步包括：用户身份信息读取模块，用于读取用户的身份信息；并且，处理器进一步用于根据读取的身份信息以及预先配置的身份信息库确定读取的身份信息是否为合法用户的身份信息，并在确定结果为否的情况下禁止用户操作。此外，根据本专利技术的控制系统可以进一步包括：触摸屏，用于在处理器的控制下显示操作界面，其中，在处理器确定当前读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，处理器允许通过触摸屏接收用户输入的指令；否则，处理器将控制系统设置为操作锁定状态，其中，在操作锁定状态下，处理器禁止触摸屏显示操作界面和/或忽略用户通过触摸屏输入的指令。具体而言，在处理器确定读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，如果触摸屏在预定时间段内没有接收到用户的输入，则处理器可以将控制系统设置为操作锁定状态。此外，上述处理器还用于通过触摸屏接收用户的输入，以修改判断模块确定被测设备是否出现异常的判断规则。可选地，上述用户身份信息读取模块为近场通信NFC设备，且NFC设备通过串行外设接口SPI与处理器连接并通信。此外，根据本专利技术的控制系统可以进一步包括：报警器，用于在判断模块确定被测设备出现异常、和/或处理器确定读取的身份信息为非法用户的身份信息的情况下，进行报警。此外，根据本专利技术的控制系统可以进一步包括：差分接收器，用于接收来自光栅尺的差分信号，并将接收的差分信号转换为电平信号，将转换后的电平信号作为测量信号输出给FPGA处理芯片。具体地，差分接收器可以用于接收来自多个光栅尺的差分信号，并将来自多个光栅尺的差分信号分别转换为多路电平信号；FPGA处理芯片用于对多路电平信号进行并行处理，得到多路数字信号；处理器用于根据多路数字信号确定每个光栅尺所对应的位移值。此外，根据本专利技术的控制系统可以进一步包括管理设备；并且，处理器进一步包括wifi通信模块和/或有线网络通信模块，处理器进一步用于通过wifi通信模块和/或有线网络通信模块将确定的位移值上报至管理设备。可选地，上述处理器可以为ARM处理器。根据本专利技术的另一方面，提供了一种控制方法。根据本专利技术的控制方法包括：FPGA处理芯片从光栅尺接收被测设备的测量信号，并将测量信号转换为数字信号；处理器的接收模块接收来自FPGA处理芯片的数字信号；处理器的位移值确定模块根据接收的数字信号确定位移值；处理器的判断模块根据确定的位移值确定被测设备是否出现异常；在判断模块确定被测设备出现异常的情况下，处理器的设备控制模块通过设备控制接口将停机指令通过设备控制接口发送至被测设备。其中，在确定被测设备是否出现异常时，判断模块将确定的位移值与预定位移值范围进行比较，在确定的位移值超出预定位移值范围的情况下，确定被测设备出现异常。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：在用户进行操作前，读取用户的身份信息；处理器根据读取的身份信息以及预先配置的身份信息库确定读取的身份信息是否为合法用户的身份信息，并在确定结果为否的情况下禁止用户操作。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：在处理器确定当前读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，处理器允许通过触摸屏接收用户输入的指令；否则，处理器通过将系统设置为操作锁定状态来禁止用户操作，其中，在操作锁定状态下，处理器禁止触摸屏显示操作界面和/或忽略用户通过触摸屏输入的指令。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：在处理器确定读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，如果触摸屏在预定时间段内没有接收到用户的输入，则处理器将系统设置为操作锁定状态。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：处理器还通过触摸屏接收用户的输入，以根据用户的输入修改用于确定被测设备是否出现异常的判断规则。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：在确定被测设备出现异常、或者处理器确定读取的身份信息为非法用户的身份信息的情况下，通过报警器进行报警。另外，在接收来自光栅尺的测量信号时，可以通过差分接收器接收来自光栅尺的差分信号，并将接收的差分信号转换为电平信号，之后由差分接收器将转换后的电平信号作为测量信号输出给FPGA处理芯片。可选地，差分接收器可以接收来自多个光栅尺的差分信号，并将来自多个光栅尺的差分信号分别转换为多路电平信号；FPGA处理芯片对多路电平信号进行并行处理，得到多路数字信号；处理器根据多路数字信号确定每个光栅尺所对应的位移值。此外，根据本专利技术的控制方法可以进一步包括：处理器通过wifi通信模块和/或有线网络通信模块将确定的位移值上报至管理设备。可选地，上述处理器可以为ARM处理器。本专利技术的技术方案能够实现以下有益效果：(1)本专利技术通过让处理器在被测设备出现异常的情况下，通过与被测设备之间的控制接口来直接控制被测设备停机，能够避免被测设备在异常情况下继续生产加工，有效防止不合格产品的出现，有助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，其特征在于，包括：FPGA处理芯片，用于从光栅尺接收被测设备的测量信号，并将所述测量信号转换为数字信号；处理器，包括接收模块、位移值确定模块、判断模块、设备控制模块以及设备控制接口；其中，所述接收模块用于接收来自所述FPGA处理芯片的数字信号；所述位移值确定模块用于根据接收的所述数字信号确定位移值；所述判断模块用于根据确定的所述位移值确定被测设备是否出现异常；所述设备控制模块通过所述设备控制接口与所述被测设备进行通信，并且用于在所述判断模块确定所述被测设备出现异常的情况下，将停机指令通过所述设备控制接口发送至所述被测设备。

【技术特征摘要】
1.一种控制系统，其特征在于，包括：FPGA处理芯片，用于从光栅尺接收被测设备的测量信号，并将所述测量信号转换为数字信号；处理器，包括接收模块、位移值确定模块、判断模块、设备控制模块以及设备控制接口；其中，所述接收模块用于接收来自所述FPGA处理芯片的数字信号；所述位移值确定模块用于根据接收的所述数字信号确定位移值；所述判断模块用于根据确定的所述位移值确定被测设备是否出现异常；所述设备控制模块通过所述设备控制接口与所述被测设备进行通信，并且用于在所述判断模块确定所述被测设备出现异常的情况下，将停机指令通过所述设备控制接口发送至所述被测设备。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块用于将确定的所述位移值与预定位移值范围进行比较，在确定的所述位移值超出所述预定位移值范围的情况下，确定所述被测设备出现异常。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括：用户身份信息读取模块，用于读取用户的身份信息；并且，所述处理器进一步用于根据读取的所述身份信息以及预先配置的身份信息库确定读取的所述身份信息是否为合法用户的身份信息，并在确定结果为否的情况下禁止用户操作。4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，进一步包括：触摸屏，用于在所述处理器的控制下显示操作界面，其中，在所述处理器确定当前读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，所述处理器允许通过触摸屏接收用户输入的指令；否则，所述处理器将所述控制系统设置为操作锁定状态，其中，在所述操作锁定状态下，所述处理器禁止所述触摸屏显示操作界面和/或忽略用户通过所述触摸屏输入的指令。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，在所述处理器确定读取的身份信息为合法用户的身份信息的情况下，如果所述触摸屏在预定时间段内没有接收到用户的输入，则所述处理器将所述控制系统设置为操作锁定状态。6.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述处理器还用于通过所述触摸屏接收用户的输入，以修改所述判断模块确定所述被测设备是否出现异常的判断规则。7.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述用户身份信息读取模块为近场通信NFC设备，且所述NFC设备通过串行外设接口SPI与所述处理器连接并通信。8.根据权利要求1或3所述的控制系统，其特征在于，进一步包括：报警器，用于在所述判断模块确定被测设备出现异常、和/或所述处理器确定读取的所述身份信息为非法用户的身份信息的情况下，进行报警。9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括：差分接收器，用于接收来自所述光栅尺的差分信号，并将接收的所述差分信号转换为电平信号，将转换后的所述电平信号作为所述测量信号输出给所述FPGA处理芯片。10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述差分接收器用于接收来自多个光栅尺的差分信号，并将来自所述多个光栅尺的差分信号分别转换为多路电平信号；所述FPGA处理芯片用于对所述多路电平信号进行并行处理，得到多路数字信号；所述处理器用于根据所述多路数字信号确定每个光栅尺所对应的位移值。11.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括管理设备；并且，所述处理器进一步包括wifi通信模块和/或有线网络通信模块，所述处理器进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖锋，魏青鸿，方燕芳，叶芸，宋耀东，
申请(专利权)人：宁波舜宇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33