[发明专利]安全系统、多重安全控制系统及读取位置信息的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电子通信技术领域，特别涉及一种安全系统、多重安全控制系统及读取位置信息的方法。

【背景技术】

EnDat通信接口是海德汉公司推出的位置编码器双向数字通信接口，EnDat通信接口主要分为EnDat2.1和EnDat2.2。其中EnDat2.2是在EnDat2.1基础上发展而来的，特别针对于功能安全领域的应用，其可传输绝对式或增量式编码器位置值，也能传输或更新保存在编码器中的信息，还能保存新信息。应当注意的是，下文中提到的EnDat，如无特殊说明均指EnDat2.2。

绝对值编码器由光电码盘的机械位置决定，它不受停电、干扰的影响。而且绝对值编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，因此编码器的抗干扰特性、数据的可靠性都非常高。

目前应用EnDat2.2通讯机制，有“差分收发器+FPGA(或专用IC)+安全控制”的解决方案。如图1所示，EnDat2.2串行通信接口采用主从、半双工、同步通信模式，在通信过程中，具备EnDat2.2接口的绝对值编码器是从站，需获取编码器位置信息的后续电子设备是主站，数据传输保持与后续电子设备时钟信号同步。传输的数据类型由后续电子设备的模式指令决定。

如图1所示，位置1和位置2是绝对值编码器内部由位置传感器采集的两路独立的位置信号。这两路位置信号包含的位置值和附加错误码在编码器内部经过EnDat从站，然后通过EnDat协议传给后续电子设备(即EnDat主单元)，这一过程是位置编码器安全系统的基础。EnDat主单元承担多项检测任务，检测编码器和传输器件发生的错误，比较两个位置值，再把EnDat主单元的两个位置值和相互独立的出错信息通过处理器接口提供给控制系统，控制系统通过周期性检测高安全行为的测量系统是否正常。可见，作为EnDat通信的主单元，需要处理较多的数据，在海德汉公司提供的方案中，采用一块专用IC(Integrated Circuit，集成电路)或单独的FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)做数据处理，虽然其处理速度较快，但成本较高，而且其专用型强，物理层无法达到一种相对开发的情况。

【发明内容】

基于此，本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种能够简化EnDat2.2安全系统的解决方案，降低成本，同时提高物理层可开发度。本发明实施例的内容如下：

一种安全系统，包括绝对值编码器、差分电平转换电路以及微控制单元，其中，所述微控制单元包括主CPU与协CPU，所述差分电平转换电路分别连接所述绝对值编码器与所述协CPU，所述主CPU与所述协CPU进行通信并执行安全控制。

一种上述安全系统读取位置信息的方法，包括如下步骤：

在需要更新位置信息时，所述主CPU置位信号读取标志；

所述协CPU在接收到所述信号读取标志后，读取所述绝对值编码器的位置数据；

待读取完毕后，所述协CPU对所读取的位置数据进行循环冗余校验码校验；

如果读取的位置数据通过校验，则所述协CPU将读取的位置数据放置于所述主CPU与所述协CPU的交换缓冲区，所述主CPU从所述交换缓冲区中读取所述位置数据；如果读取的位置数据未通过校验，则所述协CPU向所述主CPU发送当前周期位置数据读取失败通知。

本发明实施例为了构建更高安全等级的架构，还提供一种由上述安全系统组成的多重安全控制系统，所述多重安全控制系统至少包括两个所述安全系统；在每一个所述安全系统中设置用于分配所述绝对值编码器的读取控制权的信号主次分配电路；所述信号主次分配电路一端与其自身所处的所述安全系统中的所述差分电平转换电路连接，另一端分别与各个所述安全系统中所述微控制单元的所述协CPU连接；所述信号主次分配电路由其自身所处的所述安全系统中的所述微控制单元使能控制，各个所述微控制单元相互之间进行连接。