一种自主可控机电设备控制器的制作方法

本发明属于机电设备控制，具体涉及一种自主可控机电设备控制器。

背景技术：

1、机电设备控制器广泛地应用在军用特种机电设备、防火救灾和复杂工业现场领域，随着信息技术的不断发展，对控制设备的性能要求也越来越高。机电设备控制器通常配合上位机对机电设备进行控制，首先，上位机下发指令给机电设备控制器，机电设备控制器依据上位机下发的指令进行处理和计算，进而输出驱动指令控制机电设备内的执行器件进行动作。现有的机电设备控制器一般由核心模块、电源模块和其他功能模块组成，计算能力集中在核心模块上，如果核心模块发生故障，其他模块也将无法正常工作，不利于设备的安全可靠运行；同时，由于计算能力集中在核心模块上，核心模块发热严重需要风冷辅助散热，具有工作噪声大的缺点。此外，现有控制器的输出驱动能力差，需要在其外部搭建驱动电路提高其输出能力，具有系统集成度和模块化程度低的缺点。再者，现有控制器中的核心关键电子元器件和操作系统软件基本依赖进口，存在一定的安全隐患，自主保障能力差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自主可控机电设备控制器，用以解决现有的机电设备控制器计算能力集中在核心模块上导致控制器的安全可靠性较低以及工作噪声大的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种自主可控机电设备控制器，包括电源模块、显示模块、通信模块、逻辑模块、驱动单元以及随动模块，显示模块、通信模块、逻辑模块以及随动模块两两之间通信连接，通信模块、逻辑模块以及随动模块均连接至所述驱动单元，驱动单元用于驱动连接机电设备，所述的电源模块用于为所述自主可控机电设备控制器的各个模块供电；其中，通信模块用于接收上位机下发的指令，并将与显示有关的指令、与机电设备逻辑状态有关的指令以及与机电设备的随动状态有关的指令分别转发给显示模块、逻辑模块以及随动模块，还用于依据与通信有关的指令产生控制指令发送至所述驱动单元，从而对机电设备进行与通信有关的控制；所述显示模块用于依据与显示有关的指令对机电设备的状态和动作信息进行显示；所述逻辑模块用于依据与机电设备逻辑状态有关的指令以及机电设备的状态信息产生控制指令发送至所述驱动单元，从而对机电设备的逻辑状态进行控制；所述随动模块用于依据机电设备的状态信息、机电设备的随动系统的位置信息以及与机电设备的随动状态有关的指令产生控制指令发送至所述驱动单元，从而对机电设备的随动系统进行控制。

3、其有益效果为：本发明的自主可控机电设备控制器不再采用核心模块对上位机下发的指令进行处理，而是将上位机下发的指令按照功能分别转发给控制器的不同模块进行处理，显示模块、通信模块、逻辑模块和随动模块都可以独立的完成计算、数据采集、处理和输出功能，不同模块实现不同功能，任何一个模块发生故障都不会导致整个系统崩溃，从而提高了控制器的安全可靠性，同时分散计算能力后发热也被分散，通过模块外壳自然散热即可满足要求，无需风冷散热，降低了设备运行噪声。

4、优选地，还包括用于对机电设备的随动系统的左限位信号、右限位信号、上限位信号以及下限位信号的信号状态进行或判断，并在判断结果为0且可能造成危险的控制指令的信号状态为1的条件下，将控制指令转发给所述驱动单元的保护模块。

5、其有益效果为：通过增加保护模块可以有效避免软件判断错误而发生异常输出控制指令的情况，进一步提高了控制器的安全性。

6、优选地，所述的显示模块外接键盘，显示模块还用于将键盘输入的指令转发给其它相关模块。

7、优选地，所述的显示模块包括中央处理单元和第一连接器；中央处理单元分别通过键盘接口、现场总线接口以及视频输出接口与第一连接器连接；所述中央处理单元包括中央处理器及其外接的存储单元。

8、其有益效果为：通过设置第一连接器，从而便于将显示模块的各个接口与控制器其它模块的相应接口建立连接，通过设置现场总线接口，便于显示模块与控制器其它模块之间的数据交互；通过设置视频输出接口，便于将机电设备的状态和动作信息在显示器上显示。

9、优选地，所述的通信模块包括第一处理器单元和第二连接器，第一处理器单元分别通过以太网接口、现场总线接口、开关量输入接口以及开关量输出接口与第二连接器连接；所述的以太网接口包括网络控制器以及与之连接的变压器，其中所述网络控制器与所述第一处理器单元连接。

10、其有益效果为：通过设置以太网接口，从而便于通信模块与上位机之间的通信连接，通过设置现场总线接口，从而便于通信模块与控制器其它模块之间的数据交互；通过设置开关量输入接口和开关量输出接口，从而便于通信模块向驱动模块发送控制指令并控制驱动模块的动作。

11、优选地，所述的第一处理器单元还通过串口与第二连接器连接；所述的串口包括串口收发器和与之连接的光耦，其中所述光耦与所述第一处理器单元连接。

12、其有益效果为：通过设置串口，从而使得通信模块可以采用多种通信方式与上位机通信连接，当一种通信接口故障时，可采用其它通信接口，从而进一步提高了机电设备控制器的可靠性；通过设置光耦，可以避免信号之间的互相干扰，进一步提高了机电设备控制器的可靠性。

13、优选地，所述的逻辑模块包括第二处理器单元和第三连接器；第二处理器单元分别通过现场总线接口、开关量输入接口以及开关量输出接口连接至第三连接器；所述的开关量输入接口和开关量输出接口均包括光耦。

14、其有益效果为：通过设置现场总线接口，从而便于逻辑模块与控制器其它模块之间的数据交互；通过设置开关量输入接口和开关量输出接口，从而便于逻辑模块向驱动模块发送控制指令并控制驱动模块的动作；通过设置光耦，可以避免信号之间的互相干扰，进一步提高了机电设备控制器的可靠性。

15、优选地，所述的随动模块包括第三处理器单元和第四连接器，第三处理器单元分别通过现场总线接口、sdc输入接口、开关量输入接口、dac输出接口以及开关量输出接口与第四连接器连接；所述的dac输出接口包括dac端口以及与之连接的隔离器，所述的dac端口与所述的第四连接器连接，所述的sdc输入接口包括sdc端口以及与之连接的隔离器，所述的sdc端口与所述的第四连接器连接；所述的开关量输入接口和所述的开关量输出接口均包括光耦。

16、其有益效果为：通过设置现场总线接口，从而便于随动模块与控制器其它模块之间的数据交互；通过设置sdc输入接口，以便接收机电设备随动系统的位置传感器反馈的位置信息；通过设置dac输出接口，以便在现场总线故障的情况下直接通过dac接口向驱动单元发送控制指令，进一步提高了控制器的可靠性；通过设置光耦，可以避免信号之间的互相干扰。

17、优选地，所述的电源模块包括依次连接的输入滤波单元、整流滤波单元、dc/dc电路、输出滤波单元和第五连接器。

18、其有益效果为：通过设置输入滤波单元可抑制外界高频噪声与内部噪声互相干扰，提高其电磁兼容性；通过设置整流滤波单元和dc/dc电路可将交流电压转换成控制器各个模块所需要的直流电压；通过输出滤波单元可以在改善输出电源品质的同时提高响应负载变化速度。

19、优选地，还包括主机机箱和从机机箱，所述电源模块、所述显示模块、所述通信模块、所述逻辑模块以及所述随动模块均置于主机机箱内部，所述驱动模块和所述保护模块均置于所述从机机箱内部。

20、其有益效果为：通过设置主机机箱和从机机箱，以便对机电设备控制器的各个模块进行保护。