备的码盘防护装置及方法。
[0048]实施例一
[0049]参看图1所示，本发明实施例提供的一种旋转类设备的码盘防护装置，包括:
[0050]光电信号采集单元:用于采集旋转类设备的机械转动信号，并将采集到的机械转动信号转换成电信号；
[0051]分析单元:用于对所述光电信号采集单元输出的电信号进行分析处理，确定旋转类设备的转动状态；
[0052]芯片级加解密单元:用于对所述分析单元输出的旋转类设备的转动状态进行数据加密；
[0053]输出单元:用于将加密后的数据输出至目标设备。
[0054]本发明实施例所述的旋转类设备的码盘防护装置，通过光电信号采集单元采集旋转类设备转动轴的机械转动信号，并将采集到的机械转动信号转换成电信号；再通过分析单元对光电信号采集单元输出的电信号进行分析处理，确定旋转类设备的转动状态；接着，通过芯片级加解密单元对分析单元输出的旋转类设备的转动状态进行数据加密，最后，通过输出单元根据加密后的数据的类型，确定相应的输出端口输出加密后的数据。这样，对底层旋转类设备的转动信息进行加密后传输，能够提高旋转类设备转动信息传输的安全性和可靠性，即使防火墙等上层防护系统被攻破，本装置依然能够提供准确的设备级旋转类设备的转动信息，确保底层设备的正常运行，从而提高整个工业控制系统的安全性和可靠性。
[0055]本发明实施例，通过输出单元发送的加密数据同时受到设备层的监控，能够进一步提高工业控制系统设备层的安全。
[0056]本发明实施例所述的旋转类设备的码盘防护装置作为用于工业现场的安全码盘，本装置的核心板及外围都采用符合工业现场恶劣环境的元器件，并设计密封性良好的外壳，保障抗污、抗腐蚀、抗震动能力。
[0057]在前述旋转类设备的码盘防护装置的【具体实施方式】中，可选地，所述光电信号采集单元包括:三路ABZ光电传感器；
[0058]所述三路ABZ光电传感器包括:3组光栅圈；
[0059]所述三路ABZ光电传感器，用于通过3组光栅圈采集旋转类设备的转动信号。
[0060]参看图2所示，本发明实施例，例如，所述旋转类设备可以为电机，所述光电信号采集单元可以是三路ABZ光电传感器，所述三路ABZ光电传感器包括:光电管发射端(A、B、Z)、光电管接收端(A’、B’、Z’)、固定在电机轴的旋转光栅盘(6)，光栅盘中分布的3组光栅圈(1、2、3)、电机轴固定孔(4)、固定螺丝(5)以及光电管的固定支撑台(7);其中，A与A’、B与B’和Z与Z’各自成为一组光电管；3组光电管沿着光栅盘半径在固定支撑台(7) —字排开，每一组光电管又与光栅圈垂直对应，A与A’组垂直于光栅圈3，B与B’组垂直于光栅圈2，Z与Z’组垂直于光栅圈I ;电机轴固定孔(4)可根据电机轴的粗细配合固定螺丝(5)进行适当调整，确保电机固定孔(4)能够适应因加工工艺引起的误差，其中，所述光栅盘也称为码盘，由于所述码盘与电机同轴，所以，电机旋转时，所述码盘与电机同速旋转。
[0061 ] 本发明实施例中，三路ABZ光电传感器通过光栅圈分别采集旋转类设备的转动信号，各路之间独立互不干扰。
[0062]在前述旋转类设备的码盘防护装置的【具体实施方式】中，可选地，所述将采集到的机械转动信号转换成电信号包括:
[0063]将采集到的机械转动信息转换为高低电平脉冲信号；
[0064]依次通过第一反相器和第二反相器消除所述高低电平脉冲信号中的毛刺。
[0065]参看图3所示，本发明实施例中，例如，所述旋转类设备可以为电机，光电管发射端发射光信号照射光栅盘中的光栅圈，光栅圈中均匀分布着1024个等间隔小孔，电机轴每旋转一圈，光栅圈中的小孔被带着经过光电管发射端的照射，相应的在光电管接收端收到1024个信号，产生1024个高电平脉冲信号。A相和B相小孔分布差0.25个周期，因此A相与B相产生的电脉冲信号总是相差90度。当光电管发射端照射的不是小孔时，光电管发射端发射的光信号被阻隔，光电管接收端未收到信号，这时光电管接收端产生低电平脉冲信号。随着电机的转动，将电机的机械转动信号转换成光电管接收端输出的高低电平脉冲信号，电机每转一圈产生1024个脉冲，光电信号采集单元采集精度可以达到0.35度。由于通过光电管照射生成的电信号受到外界的干扰会产生各种毛刺，通过第一反相器和第二反相器的两次反向消除掉高低电平脉冲信号中的毛刺，同时维持了电信号逻辑的相同，再将消除毛刺后的电信号输出给分析单元。
[0066]在前述旋转类设备的码盘防护装置的【具体实施方式】中，可选地，所述分析单元，用于将所述光电信号采集单元输出的电信号进行放大处理，并利用放大器中的电压跟随模式进行电平匹配和隔离，按照预设的编码器模式对隔离后的电信号进行处理，再通过差分计算确定旋转类设备的转动状态，所述旋转类设备的转动状态包括:转动位置、转动速度和加速度。
[0067]本发明实施例中，参看图4所示，所述分析单元包括:主控芯片STM32F107、电源模±夬、晶振电路、JTAG调试端口。所述电源模块用于为整个分析单元的工作提供能源，晶振电路为所述分析单元提供最基本的时钟信号，协调本分析单元的执行顺序，所述JTAG调试端口为分析单元提供程序下载的通道和在线调试的便利。
[0068]本发明实施例中，所述主控芯片STM32F107是一款高性能的32位微处理器，该芯片的运行频率最高为72MHz，其内置高速存储器，可以保证旋转类设备在高转速条件下的高速脉冲依然能够被准确的计数，并有通用的网络接口。通过预设在主控芯片STM32F107中的编码器模式处理来自光电信号采集单元的高低电平脉冲信号，并输出旋转类设备的转动状态等可用信息。
[0069]本发明实施例中，所述主控芯片STM32F107用于对输入的电信号进行处理，处理之前为了电平的匹配和隔离需要先将光电信号采集单元的电信号通过运算放大器，并利用所述运算放大器的电压跟随模式进行电平匹配和隔离，避免外界干扰，并按照预设的编码器模式高效率的处理输入的电信号，再通过差分计算得到旋转类设备准确的转动状态信息，为本地及远程控制系统提供实时准确的旋转类设备状态，从而保证数据的准确性。
[0070]在前述旋转类设备的码盘防护装置的【具体实施方式】中，可选地，所述分析单元包括:计数器；
[0071]所述预设的编码器模式包括:计数器的内容依照增量编码器的速度和方向被自动的修改，计数器的内容始终指示着旋转类设备的转动位置，计数器的计数方向与旋转类设备的旋转方向对应。
[0072]本发明实施例中，例如，所述旋转类设备可以为电机，所述主控芯片STM32F107包括:计数器，在主控芯片STM32F107的编码器模式下，两个输入信号TIl和TI2被用来作为光电信号采集模块的接口。当计数器已经启动(HM1_CR1寄存器中CEN = I)，则TIlFPl或TI2FP2上的有效跳变作为计数器