控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種控制系統(tǒng)和方法，其中，該系統(tǒng)包括：FPGA處理芯片，用于從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；處理器，包括接收模塊、位移值確定模塊、判斷模塊、設(shè)備控制模塊以及設(shè)備控制接口；其中，接收模塊用于接收來自FPGA處理芯片的數(shù)字信號；位移值確定模塊用于根據(jù)接收的數(shù)字信號確定位移值；判斷模塊用于根據(jù)確定的位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常；設(shè)備控制模塊通過設(shè)備控制接口與被測設(shè)備進(jìn)行通信，并且用于在判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口發(fā)送至被測設(shè)備。本發(fā)明能夠避免設(shè)備在異常情況下加工，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】
控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測量控制領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光柵尺作為精密機(jī)械測量的有效工具在線位移、角位移、速度、加速度等工程的測量上得到了廣泛應(yīng)用。在長度測量中，光柵尺可以達(dá)到um級的測量精度，同時可以動態(tài)采集長度的變化，從而可以精確地計算出運動速度甚至加速度。在曲面測量中，相比于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)機(jī)和輪廓儀，光柵尺也具有可以動態(tài)檢測面形變化、精度高、以及可以實時輸出面形數(shù)據(jù)等優(yōu)勢。
[0003]隨著科技飛速發(fā)展，加工廠正在朝著自動化、智能化的方向發(fā)展，光柵尺的應(yīng)用也越來越廣泛。但是，將光柵尺應(yīng)用于智能化流水線工廠、以及將光柵尺應(yīng)用于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化場景的方案并不多見。
[0004]例如，在申請公開號為CN 103363907A的發(fā)明專利申請中，公開了一種多路光柵尺信號采集測量系統(tǒng)，該方案可運用于柔性傳遞式采集測量系統(tǒng)。但是該系統(tǒng)缺乏可操控性，僅能通過計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、存檔和輸出，智能化程度較低。
[0005]在授權(quán)公告號為CN 202013177 U的實用新型專利中，公開了通過FPGA和ARM的組合架構(gòu)對光柵尺進(jìn)行測量控制的技術(shù)方案。該方案公開了將光柵尺的測量數(shù)據(jù)上報到上位機(jī)，但是在光柵尺測量結(jié)果表示被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，如果加工設(shè)備繼續(xù)執(zhí)行加工操作，不僅將導(dǎo)致不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)，而且還可能損壞加工設(shè)備甚至出現(xiàn)生產(chǎn)事故。對于這種情況，該專利并沒有提出解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種控制系統(tǒng)和方法，能夠在測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的情況下，及時讓被測設(shè)備停機(jī)，防止被測設(shè)備繼續(xù)加工而出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，而且避免了安全隱患。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種控制系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括:
[0009]FPGA處理芯片，用于從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0010]處理器，包括接收模塊、位移值確定模塊、判斷模塊、設(shè)備控制模塊以及設(shè)備控制接口；
[0011]其中，接收模塊用于接收來自FPGA處理芯片的數(shù)字信號；位移值確定模塊用于根據(jù)接收的數(shù)字信號確定位移值;判斷模塊用于根據(jù)確定的位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;設(shè)備控制模塊通過設(shè)備控制接口與被測設(shè)備進(jìn)行通信，并且用于在判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口發(fā)送至被測設(shè)備。
[0012]其中，上述判斷模塊可用于將確定的位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的位移值超出預(yù)定位移值范圍的情況下，確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:用戶身份信息讀取模塊，用于讀取用戶的身份信息；并且，處理器進(jìn)一步用于根據(jù)讀取的身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。
[0014]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:觸摸屏，用于在處理器的控制下顯示操作界面，其中，在處理器確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，處理器允許通過觸摸屏接收用戶輸入的指令;否則，處理器將控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)，其中，在操作鎖定狀態(tài)下，處理器禁止觸摸屏顯示操作界面和/或忽略用戶通過觸摸屏輸入的指令。
[0015]具體而言，在處理器確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果觸摸屏在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則處理器可以將控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)。
[0016]此外，上述處理器還用于通過觸摸屏接收用戶的輸入，以修改判斷模塊確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。
[0017]可選地，上述用戶身份信息讀取模塊為近場通信NFC設(shè)備，且NFC設(shè)備通過串行外設(shè)接口 SPI與處理器連接并通信。
[0018]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:報警器，用于在判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、和/或處理器確定讀取的身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，進(jìn)行報塾目ο
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:差分接收器，用于接收來自光柵尺的差分信號，并將接收的差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，將轉(zhuǎn)換后的電平信號作為測量信號輸出給FPGA處理芯片。
[0020]具體地，差分接收器可以用于接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號;FPGA處理芯片用于對多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號;處理器用于根據(jù)多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。
[0021]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括管理設(shè)備;并且，處理器進(jìn)一步包括wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊，處理器進(jìn)一步用于通過wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的位移值上報至管理設(shè)備。
[0022]可選地，上述處理器可以為ARM處理器。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制方法。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的控制方法包括:FPGA處理芯片從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號;處理器的接收模塊接收來自FPGA處理芯片的數(shù)字信號;處理器的位移值確定模塊根據(jù)接收的數(shù)字信號確定位移值;處理器的判斷模塊根據(jù)確定的位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;在判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，處理器的設(shè)備控制模塊通過設(shè)備控制接口將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口發(fā)送至被測設(shè)備。
[0025]其中，在確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常時，判斷模塊將確定的位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的位移值超出預(yù)定位移值范圍的情況下，確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常。
[0026]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:在用戶進(jìn)行操作前，讀取用戶的身份信息;處理器根據(jù)讀取的身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。
[0027]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:在處理器確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，處理器允許通過觸摸屏接收用戶輸入的指令;否則，處理器通過將系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)來禁止用戶操作，其中，在操作鎖定狀態(tài)下，處理器禁止觸摸屏顯示操作界面和/或忽略用戶通過觸摸屏輸入的指令。
[0028]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:在處理器確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果觸摸屏在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則處理器將系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)。
[0029]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:處理器還通過觸摸屏接收用戶的輸入，以根據(jù)用戶的輸入修改用于確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。
[0030]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:在確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、或者處理器確定讀取的身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，通過報警器進(jìn)行報警。
[0031]另外，在接收來自光柵尺的測量信號時，可以通過差分接收器接收來自光柵尺的差分信號，并將接收的差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，之后由差分接收器將轉(zhuǎn)換后的電平信號作為測量信號輸出給FPGA處理芯片。
[0032]可選地，差分接收器可以接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號;FPGA處理芯片對多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號;處理器根據(jù)多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。
[0033]此外，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:處理器通過wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的位移值上報至管理設(shè)備。
[0034]可選地，上述處理器可以為ARM處理器。
[0035]本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果:
[0036](I)本發(fā)明通過讓處理器在被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，通過與被測設(shè)備之間的控制接口來直接控制被測設(shè)備停機(jī)，能夠避免被測設(shè)備在異常情況下繼續(xù)生產(chǎn)加工，有效防止不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)，有助于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少了生產(chǎn)材料的浪費，降低了成本，避免因為被測設(shè)備在異常狀態(tài)下工作而導(dǎo)致設(shè)備損壞的問題，同時消除了由此帶來的安全隱患，有助于保證安全生產(chǎn)；另外，由于處理器在本地即可控制被測設(shè)備，無需等待上位機(jī)等系統(tǒng)進(jìn)行判斷和控制，所以能夠在發(fā)現(xiàn)異常的情況下盡早讓被測設(shè)備停機(jī)，讓停機(jī)操作及時、快速地執(zhí)行，實現(xiàn)流水線生產(chǎn)的自動化、智能化管理；
[0037](2)本發(fā)明通過將實際確定的位移值與預(yù)設(shè)的位移值范圍進(jìn)行比較，處理方式簡單、有效，能夠有助于及時、快速地讓被測設(shè)備停機(jī)，同時不會明顯增加處理器的負(fù)擔(dān)；
[0038](3)本發(fā)明通過對用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，能夠避免非法用戶操作，有助于對工廠車間進(jìn)行安全管理；
[0039](4)本發(fā)明通過采用觸摸屏，不僅能夠顯示位移值等測量信息，還能夠接收用戶的操作和控制;對于非法用戶，可以直接通過軟件的方式禁止顯示操作界面或忽略用戶指令，即可防止非法用戶進(jìn)行操作，能夠簡單、有效地保證工廠車間的安全；
[0040](5)本發(fā)明還能夠在合法用戶操作完之后忘記鎖定的情況下，自動將控制系統(tǒng)恢復(fù)鎖定，從而進(jìn)一步保證了工廠車間的安全；
[0041](6)本發(fā)明還能夠通過觸摸屏接收用戶的輸入，根據(jù)不同的情況對被測設(shè)備是否異常的判斷規(guī)則進(jìn)行修改和調(diào)整，有效提高了系統(tǒng)的靈活性和智能化程度，從而適應(yīng)不同的測量場景、設(shè)備、以及生產(chǎn)要求，具有廣泛的適用范圍；
[0042](7)本發(fā)明通過NFC設(shè)備讀取用戶信息，能夠讓信息讀取更加快捷、準(zhǔn)確；
[0043](8)本發(fā)明通過采用報警器，能夠讓管理人員及時發(fā)現(xiàn)被測設(shè)備出現(xiàn)異常，以便及時檢修，同時還能夠讓管理人員及時知曉工廠車間有非法用戶進(jìn)入，有助于保證車間的生產(chǎn)安全；
[0044](9)本發(fā)明的處理器還能夠與管理設(shè)備(包括服務(wù)器、上位機(jī)等)進(jìn)行通信，能夠?qū)y量的位移值進(jìn)行上報，有助于管理設(shè)備對生產(chǎn)車間的生產(chǎn)狀況進(jìn)行及時了解，同時便于后續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。
【附圖說明】
[0045]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0046]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0047]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的控制系統(tǒng)的框圖；
[0048]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制系統(tǒng)的框圖；
[0049]圖4是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)在一具體應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0050]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0051]此說明性實施方式的描述應(yīng)與相應(yīng)的附圖相結(jié)合，附圖應(yīng)作為完整的說明書的一部分。在附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴(kuò)大，并以簡化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各結(jié)構(gòu)的部分將以分別描述進(jìn)行說明，值得注意的是，圖中未示出或未通過文字進(jìn)行說明的元件，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所知的形式。
[0052]此處實施例的描述，有關(guān)方向和方位的任何參考，均僅是為了便于描述，而不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限制。相關(guān)術(shù)語，如“更低”、“更高”、“水平的”、“垂直的”、“在上，，、“在下”、“上”、“下”、“頂部”和“ I底部”以及其派生詞(如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)均應(yīng)被解釋為說明中描述的或附圖中示出所討論的方位。這些相關(guān)術(shù)語僅僅為了方便描述，而不應(yīng)認(rèn)為是對儀器設(shè)備的解釋或者在特定方位上的具體操作。術(shù)語，如“附上……的” (attached)、“固定于……的”、“相連的”和“彼此相連的”指代一種關(guān)系，其中結(jié)構(gòu)被直接或間接地通過插入結(jié)構(gòu)，固定或附著于另一結(jié)構(gòu)，除非有明確的描述，所述結(jié)構(gòu)包括可移動的、或者固定不動的、或者相關(guān)聯(lián)的。此外，本發(fā)明的特點和優(yōu)點通過參照優(yōu)選實施方案進(jìn)行說明。因此，優(yōu)選實施方式說明可能的非限定的特征的組合，這些特征可能獨立存在或者組合存在，本發(fā)明并不特別地限定于優(yōu)選的實施方式。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書所界定。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于光柵尺測量設(shè)備。
[0054]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的控制系統(tǒng)包括:
[0055]FPGA處理芯片I，用于從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號(該測量信號由光柵尺對被測設(shè)備進(jìn)行測量后得到)，并將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0056]處理器2，包括接收模塊21、位移值確定模塊22、判斷模塊23、設(shè)備控制模塊24以及設(shè)備控制接口 25;
[0057]其中，接收模塊21用于接收來自FPGA處理芯片的數(shù)字信號；位移值確定模塊22用于根據(jù)接收的數(shù)字信號確定位移值;判斷模塊23用于根據(jù)確定的位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;設(shè)備控制模塊24通過設(shè)備控制接口 25與被測設(shè)備進(jìn)行通信，并且用于在判斷模塊23確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口 25發(fā)送至被測設(shè)備。
[0058]在一個實施例中，判斷模塊23用于將確定的位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的位移值超出預(yù)定位移值范圍的情況下，確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常。在上述實施例中，預(yù)定位移值范圍是指位移值的正常范圍。另一實施例中，判斷模塊23還可以根據(jù)位移值的異常范圍進(jìn)行判斷，在實際獲得的位移值在該異常范圍內(nèi)的情況下，判斷模塊23確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常。
[0059]本發(fā)明通過將實際確定的位移值與預(yù)設(shè)的位移值范圍進(jìn)行比較，判斷處理方式簡單、有效，可以快速識別設(shè)備的異常狀態(tài)，能夠有助于及時、快速地讓被測設(shè)備停機(jī)，同時不會明顯增加處理器的負(fù)擔(dān)和復(fù)雜度。
[0060]如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，該控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0061]用戶身份信息讀取模塊3，用于讀取用戶的身份信息；
[0062]并且，處理器2進(jìn)一步用于根據(jù)讀取的身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。通過對用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，能夠避免非法用戶進(jìn)行操作，有助于對工廠車間進(jìn)行安全管理。
[0063]如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，該控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:
[0064]觸摸屏5，用于在處理器2的控制下顯示操作界面，其中，在處理器2確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，處理器2允許通過觸摸屏5接收用戶輸入的指令;否則，處理器2將控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)，其中，在操作鎖定狀態(tài)下，處理器2可以禁止觸摸屏5顯示操作界面和/或忽略用戶通過觸摸屏輸入的指令。
[0065]通過采用觸摸屏，不僅能夠顯示位移值等測量信息，還能夠接收用戶的操作和控制;對于非法用戶，可以直接通過軟件的方式禁止顯示操作界面或忽略用戶指令，即可防止非法用戶進(jìn)行操作，能夠簡單、有效地保證工廠車間的安全。
[0066]在一個實施例中，在處理器2確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果觸摸屏5在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則處理器2將控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)，等待下一次讀取用戶身份信息。此時，處理器2可以控制觸摸屏5，使觸摸屏5不顯示操作界面。
[0067]這樣，就能夠在合法用戶操作完之后忘記鎖定的情況下，自動將控制系統(tǒng)恢復(fù)鎖定，從而進(jìn)一步保證了工廠車間的安全。
[0068]在一個實施例中，處理器2還可以接收用戶對觸摸屏5的輸入，對控制系統(tǒng)本身進(jìn)行調(diào)整和控制，例如，處理器2可以接受用戶修改判斷模塊23確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。具體地，可以對上述預(yù)定位移值范圍進(jìn)行修改。
[0069]這樣，就能夠根據(jù)不同的情況對被測設(shè)備是否異常的判斷規(guī)則進(jìn)行修改和調(diào)整，有效提高了系統(tǒng)的靈活性和智能化程度，從而適應(yīng)不同的測量場景、被測設(shè)備、以及不同的位移要求，具有廣泛的適用范圍。
[0070]在一個實施例中，上述用戶身份信息讀取模塊4可以是近場通信(NFC)設(shè)備，且NFC設(shè)備可以通過串行外設(shè)接口(SPI)與處理器連接并通信。本發(fā)明通過NFC設(shè)備讀取用戶信息，能夠讓信息讀取更加快捷、準(zhǔn)確。
[0071]此外，如圖3所示，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:報警器6，用于在判斷模塊23確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、或者處理器2確定讀取的身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，進(jìn)行報警。
[0072]通過采用報警器，能夠讓管理人員及時發(fā)現(xiàn)被測設(shè)備出現(xiàn)異常，以便及時檢修，同時還能夠讓管理人員及時知曉工廠車間有非法用戶進(jìn)入，有助于保證車間的生產(chǎn)安全。
[0073]此外，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括管理設(shè)備;并且，處理器進(jìn)一步包括wifi通信模塊(未示出)和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊(未示出)，處理器進(jìn)一步用于通過wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的位移值上報至管理設(shè)備。
[0074]通過上述通信模塊，能夠讓處理器與管理設(shè)備(包括服務(wù)器、上位機(jī)等)進(jìn)行通信，能夠?qū)y量的位移值進(jìn)行上報，有助于管理設(shè)備對生產(chǎn)車間的生產(chǎn)狀況進(jìn)行及時了解，同時便于后續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。
[0075]此外，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:差分接收器(未示出)，用于接收來自光柵尺的差分信號，并將接收的差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，將轉(zhuǎn)換后的電平信號作為測量信號輸出給FPGA處理芯片。此時，差分接收器可用于接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號;FPGA處理芯片用于對多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號；處理器則用于根據(jù)多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。
[0076]可選地，上述處理器可以是ARM處理器。
[0077]圖4是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個具體實例的結(jié)構(gòu)圖。
[0078]如圖4所示，在本實例中，控制系統(tǒng)包括信號采集系統(tǒng)(包括上述差分接收器和FPGA處理芯片I)、ARM主控系統(tǒng)(對應(yīng)于上述處理器2)、IXD觸摸顯示系統(tǒng)(對應(yīng)于上述的觸摸屏5)以及NFC身份驗證系統(tǒng)(對應(yīng)于上述的用戶身份信息讀取模塊4)，其中，ARM主控系統(tǒng)可通過TCP/IP和/或WIFI與管理設(shè)備(服務(wù)器)進(jìn)行通信。
[0079]在圖4所示的系統(tǒng)中，光柵尺1、光柵尺2以及光柵尺3分別通過采集端口1、2和3將光柵尺數(shù)據(jù)傳輸至信號采集系統(tǒng)。信號采集系統(tǒng)中的3路差分接收器(未示出)實時接收差分信號，并將數(shù)據(jù)傳遞給FPGA處理芯片，差分接收器用于將光柵尺信號轉(zhuǎn)換成FPGA處理芯片可接收的電平信號，頻率可以達(dá)到30MHz。之后，再由FPGA進(jìn)行分析、計算，將電平信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后經(jīng)過16位并行傳輸將數(shù)據(jù)發(fā)送給ARM主控系統(tǒng)。
[0080]ARM主控系統(tǒng)可以將FPGA傳過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光柵尺的實際位移值，并在由IXD觸摸顯示系統(tǒng)通過7寸LCD界面實時顯示。另外，通過觸摸屏，用戶可以對LCD界面進(jìn)行操作來控制設(shè)備地運行，也可設(shè)定光柵尺位移值的范圍，從而非常方便的控制智能流水線的運轉(zhuǎn)。當(dāng)位移值超出范圍時便會發(fā)出警報(例如，可以通過狀態(tài)指示燈進(jìn)行報警，也可以通過聲音報警，也可以組合使用多種報警方式)并暫停，以保證產(chǎn)品的合格率。
[0081]ARM主控系統(tǒng)可以通過TCP/IP或WIFI與服務(wù)器進(jìn)行通訊，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，月艮務(wù)器也可對設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控。
[0082]NFC身份驗證系統(tǒng)可以對操作人員進(jìn)行身份驗證，操作人員進(jìn)行操作之前需進(jìn)行驗證(例如，可以是刷卡驗證)C=NFC身份驗證系統(tǒng)的NFC芯片可以通過13.56MHz頻段天線對人員信息進(jìn)行讀取，并通過SPI通訊模式將數(shù)據(jù)高速傳遞給ARM處理器，ARM處理器對人員信息進(jìn)行識別，判斷有無操作設(shè)備的權(quán)限。
[0083 ] 此外，ARM主控系統(tǒng)還可以通過2路I/O接口接受外部控制。
[0084]應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以對3路、或其他數(shù)量的光柵尺進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和測量，并不局限于圖4中所示的情況。
[0085]根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種控制方法。該方法可用于光柵尺測量設(shè)備。
[0086]如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的控制方法包括:
[0087]步驟S501，F(xiàn)PGA處理芯片從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0088]步驟S502，處理器的接收模塊接收來自FPGA處理芯片的數(shù)字信號；處理器的位移值確定模塊根據(jù)接收的數(shù)字信號確定位移值;處理器的判斷模塊根據(jù)確定的位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;在判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，處理器的設(shè)備控制模塊通過設(shè)備控制接口將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口發(fā)送至被測設(shè)備。
[0089]其中，在確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常時，判斷模塊將確定的位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的位移值超出預(yù)定位移值范圍的情況下，確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常。
[0090]本發(fā)明通過將實際確定的位移值與預(yù)設(shè)的位移值范圍進(jìn)行比較，判斷處理方式簡單、有效，可以快速識別設(shè)備的異常狀態(tài)，能夠有助于及時、快速地讓被測設(shè)備停機(jī)，同時不會明顯增加處理器的負(fù)擔(dān)和復(fù)雜度。
[0091]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:在用戶進(jìn)行操作前，讀取用戶的身份信息;根據(jù)讀取的身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。通過對用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，能夠避免非法用戶進(jìn)行操作，有助于對工廠車間進(jìn)行安全管理。
[0092]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:
[0093]在處理器確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，處理器允許通過觸摸屏接收用戶輸入的指令;否則，處理器通過將系統(tǒng)(即，上述控制系統(tǒng))設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)來禁止，其中，在操作鎖定狀態(tài)下，處理器禁止觸摸屏顯示操作界面和/或忽略用戶通過觸摸屏輸入的指令。
[0094]通過采用觸摸屏，不僅能夠顯示位移值等測量信息，還能夠接收用戶的操作和控制;對于非法用戶，可以直接通過軟件的方式禁止顯示操作界面或忽略用戶指令，即可防止非法用戶進(jìn)行操作，能夠簡單、有效地保證工廠車間的安全。
[0095]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:
[0096]在處理器確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果觸摸屏在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則處理器將系統(tǒng)(即，上述控制系統(tǒng))設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)。
[0097]這樣，就能夠在合法用戶操作完之后忘記鎖定的情況下，自動將控制系統(tǒng)恢復(fù)鎖定，從而進(jìn)一步保證了工廠車間的安全。
[0098]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以，進(jìn)一步包括:
[0099]處理器還通過觸摸屏接收用戶的輸入，以根據(jù)用戶的輸入修改判斷模塊確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。
[0100]這樣，就能夠根據(jù)不同的情況對被測設(shè)備是否異常的判斷規(guī)則進(jìn)行修改和調(diào)整，有效提高了系統(tǒng)的靈活性和智能化程度，從而適應(yīng)不同的測量場景、被測設(shè)備、以及不同的位移要求，具有廣泛的適用范圍。
[0101]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:
[0102]在確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、或者處理器確定讀取的身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，通過報警器進(jìn)行報警。
[0103]通過采用報警器，能夠讓管理人員及時發(fā)現(xiàn)被測設(shè)備出現(xiàn)異常，以便及時檢修，同時還能夠讓管理人員及時知曉工廠車間有非法用戶進(jìn)入，有助于保證車間的生產(chǎn)安全。
[0104]在一個實施例中，在接收來自光柵尺的測量信號時，通過差分接收器接收來自光柵尺的差分信號，并將接收的差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，之后由差分接收器將轉(zhuǎn)換后的電平信號作為測量信號輸出給FPGA處理芯片。
[0105]進(jìn)一步地，差分接收器可以接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號。此時，F(xiàn)PGA處理芯片對多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號;處理器根據(jù)多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。
[0106]在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的控制方法可以進(jìn)一步包括:
[0107]處理器通過wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的位移值上報至管理設(shè)備。
[0108]通過上述通信模塊，能夠讓處理器與管理設(shè)備(包括服務(wù)器、上位機(jī)等)進(jìn)行通信，能夠?qū)y量的位移值進(jìn)行上報，有助于管理設(shè)備對生產(chǎn)車間的生產(chǎn)狀況進(jìn)行及時了解，同時便于后續(xù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析。
[0109]綜上所述，借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠讓處理器在被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，通過與被測設(shè)備之間的控制接口來直接控制被測設(shè)備停機(jī)，能夠避免被測設(shè)備在異常情況下繼續(xù)生產(chǎn)加工，有效防止不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)，有助于保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少了生產(chǎn)材料的浪費，降低了成本，避免因為被測設(shè)備在異常狀態(tài)下工作而導(dǎo)致設(shè)備損壞的問題，同時消除了由此帶來的安全隱患，有助于保證安全生產(chǎn)；另外，由于處理器在本地即可控制被測設(shè)備，無需等待上位機(jī)等系統(tǒng)進(jìn)行判斷和控制，所以能夠在發(fā)現(xiàn)異常的情況下盡早讓被測設(shè)備停機(jī)，讓停機(jī)操作及時、快速地執(zhí)行，實現(xiàn)流水線生產(chǎn)的自動化、智能化。
[0110]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: FPGA處理芯片，用于從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將所述測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 處理器，包括接收模塊、位移值確定模塊、判斷模塊、設(shè)備控制模塊以及設(shè)備控制接口； 其中，所述接收模塊用于接收來自所述FPGA處理芯片的數(shù)字信號;所述位移值確定模塊用于根據(jù)接收的所述數(shù)字信號確定位移值;所述判斷模塊用于根據(jù)確定的所述位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;所述設(shè)備控制模塊通過所述設(shè)備控制接口與所述被測設(shè)備進(jìn)行通信，并且用于在所述判斷模塊確定所述被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，將停機(jī)指令通過所述設(shè)備控制接口發(fā)送至所述被測設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊用于將確定的所述位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的所述位移值超出所述預(yù)定位移值范圍的情況下，確定所述被測設(shè)備出現(xiàn)異常。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 用戶身份信息讀取模塊，用于讀取用戶的身份信息； 并且，所述處理器進(jìn)一步用于根據(jù)讀取的所述身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的所述身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 觸摸屏，用于在所述處理器的控制下顯示操作界面，其中，在所述處理器確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，所述處理器允許通過觸摸屏接收用戶輸入的指令;否則，所述處理器將所述控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)，其中，在所述操作鎖定狀態(tài)下，所述處理器禁止所述觸摸屏顯示操作界面和/或忽略用戶通過所述觸摸屏輸入的指令。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果所述觸摸屏在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則所述處理器將所述控制系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還用于通過所述觸摸屏接收用戶的輸入，以修改所述判斷模塊確定所述被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶身份信息讀取模塊為近場通信NFC設(shè)備，且所述NFC設(shè)備通過串行外設(shè)接口 SPI與所述處理器連接并通信。8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 報警器，用于在所述判斷模塊確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、和/或所述處理器確定讀取的所述身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，進(jìn)行報警。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 差分接收器，用于接收來自所述光柵尺的差分信號，并將接收的所述差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，將轉(zhuǎn)換后的所述電平信號作為所述測量信號輸出給所述FPGA處理芯片。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述差分接收器用于接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自所述多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號； 所述FPGA處理芯片用于對所述多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號； 所述處理器用于根據(jù)所述多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括管理設(shè)備;并且，所述處理器進(jìn)一步包括Wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊，所述處理器進(jìn)一步用于通過所述wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的所述位移值上報至所述管理設(shè)備。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器為ARM處理器。13.一種控制方法，其特征在于，包括: FPGA處理芯片從光柵尺接收被測設(shè)備的測量信號，并將所述測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 處理器的接收模塊接收來自所述FPGA處理芯片的數(shù)字信號;所述處理器的位移值確定模塊根據(jù)接收的所述數(shù)字信號確定位移值;所述處理器的判斷模塊根據(jù)確定的所述位移值確定被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常;在所述判斷模塊確定所述被測設(shè)備出現(xiàn)異常的情況下，所述處理器的設(shè)備控制模塊通過設(shè)備控制接口將停機(jī)指令通過設(shè)備控制接口發(fā)送至所述被測設(shè)備。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，在確定所述被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常時，所述判斷模塊將確定的所述位移值與預(yù)定位移值范圍進(jìn)行比較，在確定的所述位移值超出所述預(yù)定位移值范圍的情況下，確定所述被測設(shè)備出現(xiàn)異常。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在用戶進(jìn)行操作前，讀取用戶的身份信息； 所述處理器根據(jù)讀取的所述身份信息以及預(yù)先配置的身份信息庫確定讀取的所述身份信息是否為合法用戶的身份信息，并在確定結(jié)果為否的情況下禁止用戶操作。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在所述處理器確定當(dāng)前讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，所述處理器允許通過觸摸屏接收用戶輸入的指令； 否則，所述處理器通過將系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)來禁止用戶操作，其中，在所述操作鎖定狀態(tài)下，所述處理器禁止觸摸屏顯示操作界面和/或忽略用戶通過所述觸摸屏輸入的指令。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在所述處理器確定讀取的身份信息為合法用戶的身份信息的情況下，如果所述觸摸屏在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到用戶的輸入，則所述處理器將所述系統(tǒng)設(shè)置為操作鎖定狀態(tài)。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 所述處理器還通過所述觸摸屏接收用戶的輸入，以根據(jù)所述用戶的輸入修改用于確定所述被測設(shè)備是否出現(xiàn)異常的判斷規(guī)則。19.根據(jù)權(quán)利要求13或15所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在確定被測設(shè)備出現(xiàn)異常、或者所述處理器確定讀取的所述身份信息為非法用戶的身份信息的情況下，通過報警器進(jìn)行報警。20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，在接收來自光柵尺的測量信號時，通過差分接收器接收來自所述光柵尺的差分信號，并將接收的所述差分信號轉(zhuǎn)換為電平信號，之后由所述差分接收器將轉(zhuǎn)換后的所述電平信號作為所述測量信號輸出給所述FPGA處理芯片。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制方法，其特征在于， 所述差分接收器接收來自多個光柵尺的差分信號，并將來自所述多個光柵尺的差分信號分別轉(zhuǎn)換為多路電平信號； 所述FPGA處理芯片對所述多路電平信號進(jìn)行并行處理，得到多路數(shù)字信號； 所述處理器根據(jù)所述多路數(shù)字信號確定每個光柵尺所對應(yīng)的位移值。22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 所述處理器通過wifi通信模塊和/或有線網(wǎng)絡(luò)通信模塊將確定的所述位移值上報至管理設(shè)備。23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述處理器為ARM處理器。
【文檔編號】G05B19/042GK106091948SQ201610687745
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610687745.9, CN 106091948 A, CN 106091948A, CN 201610687745, CN-A-106091948, CN106091948 A, CN106091948A, CN201610687745, CN201610687745.9
【發(fā)明人】李穎鋒, 魏青鴻, 方燕芳, 葉蕓, 宋耀東
【申請人】寧波舜宇智能科技有限公司