基于SSI编码器的冗余控制方法及系统与流程

本发明涉及工业自动化控制，尤其涉及一种基于ssi编码器的冗余控制方法及系统。

背景技术：

1、ssi称为同步串行信号，也是编码器的接口，具有信号传输速度快、连接方便等优点。它被广泛应用于现代绝对编码器中。ssi接口通过差分方法传输信号，可以显著提高信号的抗噪声能力。ssi编码器信号类型属于同步串行接口类型，它是一种数字信号。ssi编码器通过将位置信息转换为二进制码，然后通过同步时钟信号进行传输。这种信号传输方式保证了高精度和抗干扰性能，因此在需要精确位置测量的应用中得到广泛应用。如工业自动化、医疗设备、航空航天以及一些科研领域。

2、在工业自动化、航空航天等领域对ssi编码器的控制和测量的可靠性要求更高，目前稳健性不高，目前没有采取ssi编码器的冗余的控制方式。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于ssi编码器的冗余控制方法及系统，采取ssi编码器的冗余方式增加系统的稳健性。

2、本发明提供了一种基于ssi编码器的冗余控制系统，包括：第一控制模块、第二控制模块、第一ssi编码器和第二ssi编码器；所述第一控制模块与所述第二控制模块通过冗余切换接口连接；

3、所述第一控制模块与外部时钟转向电路模块通过ssi接口双向连接以控制不同模式下输入或输出ssi时钟信号，通过所述外部时钟转向电路模块分别与所述第一ssi编码器、所述第二ssi编码器通过ssi接口连接，从而接收ssi时钟并分别转发至所述第一ssi编码器、所述第二ssi编码器及所述第二控制模块，在接收到所述ssi时钟后，所述第一ssi编码器、所述第二ssi编码器分别与所述第一控制模块通过ssi接口连接，从而将ssi数据反馈至所述第一控制模块；

4、所述第二控制模块与外部时钟转向电路模块通过ssi接口双向连接以控制不同模式下输入或输出ssi时钟信号，通过所述外部时钟转向电路模块分别与所述第一ssi编码器、所述第二ssi编码器通过ssi接口连接，从而接收ssi时钟并分别转发至所述第一ssi编码器及所述第二ssi编码器，在接收到所述ssi时钟后，所述第一ssi编码器、所述第二ssi编码器分别与所述第二控制模块通过ssi接口连接，从而将ssi数据反馈至所述第二控制模块；

5、其中，所述第一控制模块与所述第二控制模块相互冗余，且所述第一ssi编码器及所述第二ssi编码器相互冗余。

6、作为优选地，所述第一控制模块，用于主控制模式和冗余切换模式下进行切换，在主控制模式下，ssi时钟信号为输出，向外部时钟转向电路模块发送ssi时钟；在冗余切换模式下，ssi时钟信号为输入，接收外部时钟转向电路模块发送的ssi时钟。

7、作为优选地，所述第一控制模块和所述第二控制模块包括ssi主模块、ssi从模块、冗余控制模块和冗余处理模块，

8、所述冗余控制模块，用于发送切换指令至冗余备份；

9、所述冗余处理模块，用于将从第一ssi编码器和第二ssi编码器获取到的第一ssi数据和第二ssi数据进行对比判断是否冗余，当处于冗余状态，则丢弃第一ssi数据或第二ssi数据，对应地仅上传第二ssi数据或第一ssi数据；

10、所述ssi主模块，用于在主控制模式下运行时被触发，并发送时钟信号；

11、所述ssi从模块，用于在冗余切换模式下运行后被触发，并接收时钟信号。

12、作为优选地，当所述第一控制模块为主控模块时，且所述主控模块发生异常时，将所述第二控制模块切换成主控模块，输出ssi时钟信号。

13、作为优选地，当所述第二控制模块接收到来自第一ssi编码器和第二ssi编码器的数据时，且未从冗余切换端口接收到第一主控模块转发的第一ssi编码器和第二ssi编码器数据时，则表示第一主控模块失效，第二控制模块自动切换成主控模块。

14、作为优选地，控制模块同时对比来自冗余的第一ssi编码器数据和第二ssi编码器数据，当对比出两个编码器数据差异较大时，则认为存在异常切换主控模块。

15、作为优选地，所述第二控制模块，用于保存自诊断记录，当自诊断为异常，同时接收到来自冗余切换接口的切换命令时，不再进行切换，通过配置监控接口向上进行报警操作。

16、作为优选地，所述第一ssi编码器与所述第二ssi编码器互为设备冗余及链路冗余，当所述第一ssi编码器或所述第二ssi编码器异常或链路异常时，所述第一控制模块与对应的所述第二ssi编码器或所述第一ssi编码器处于正常通信状态。

17、作为优选地，在单次ssi通信的最后一个数据传输结束后，在帧间隙等待期间判断所述第一ssi编码器或所述第二ssi编码器的数据是否有效，叠加若干个连续周期的数据无效，则表示所述第一ssi编码器或所述第二ssi编码器异常。

18、本发明还提供了一种基于ssi编码器的冗余控制方法，应用本发明实施例所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，包括如下步骤：

19、系统上电后，通过配置监控接口配置第一控制模块；

20、配置后，主控制器运行在主控制模式，根据配置信息输出相应频率的时钟信号；

21、在外部换向电路模块收到ssi时钟后，将时钟同时给到第一ssi编码器、第二ssi编码器和第二控制模块；

22、在第一ssi编码器和第二ssi编码器收到ssi时钟后，根据时钟分别输出ssi的第一采样编码数据和第二采样编码数据，分别通过第一控制模块和第二控制模块接收所述第一采样编码数据和所述第二采样编码数据进行冗余处理后进一步处理，通过外部时钟换向电路以及主控模块或者冗余两种不同的状态对ssi时钟输出或输入状态进行切换。

23、针对现有技术，本发明具有如下的有益效果：

24、本发明提供了一种基于ssi编码器的冗余控制方法及系统，采取冗余的方式增加系统的稳健性，保证控制和测量的可靠性。

技术特征：

1.一种基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，包括：第一控制模块、第二控制模块、第一ssi编码器和第二ssi编码器；所述第一控制模块与所述第二控制模块通过冗余切换接口连接；

2.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，所述第一控制模块，用于主控制模式和冗余切换模式下进行切换，在主控制模式下，ssi时钟信号为输出，向外部时钟转向电路模块发送ssi时钟；在冗余切换模式下，ssi时钟信号为输入，接收外部时钟转向电路模块发送的ssi时钟。

3.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，所述第一控制模块和所述第二控制模块包括ssi主模块、ssi从模块、冗余控制模块和冗余处理模块，

4.如权利要求3所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，当所述第一控制模块为主控模块时，且所述主控模块发生异常时，将所述第二控制模块切换成主控模块，输出ssi时钟信号。

5.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，包括：

6.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，所述第二控制模块，用于保存自诊断记录，当自诊断为异常，同时接收到来自冗余切换接口的切换命令时，不再进行切换，通过配置监控接口向上进行报警操作。

8.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，

9.如权利要求1所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，其特征在于，在单次ssi通信的最后一个数据传输结束后，在帧间隙等待期间判断所述第一ssi编码器或所述第二ssi编码器的数据是否有效，叠加若干个连续周期的数据无效，则表示所述第一ssi编码器或所述第二ssi编码器异常。

10.一种基于ssi编码器的冗余控制方法，其特征在于，应用如权利要求1至9任意一项所述的基于ssi编码器的冗余控制系统，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于SS I编码器的冗余控制方法及系统，基于SS I编码器的冗余控制系统，包括：第一控制模块、第二控制模块、第一SS I编码器和第二SS I编码器；所述第一控制模块与外部时钟转向电路模块通过SS I接口双向连接以控制不同模式下输入或输出SS I时钟信号，通过所述外部时钟转向电路模块分别与对应SS I编码器通过SS I接口连接，从而接收SS I时钟并分别转发至对应SS I编码器及所述第二控制模块，在接收到所述SS I时钟后，对应SS I编码器分别与所述第一控制模块通过SS I接口连接，从而将SS I数据反馈至所述第一控制模块，增加了系统稳健性，保证控制和测量的可靠性。技术研发人员：童庆,王天林,金伟江,夏嘉乐,胡一枫受保护的技术使用者：浙江至控科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15