[发明专利]基于Markov判定方法的数控系统硬件安全保护方法及装置

权利要求书

1.一种基于Markov判定方法的数控系统硬件安全装置，其特征在于，包 括：

Microblaze处理器，输入端接收来自总线的总线数据到达指示信号和来自执 行同步延时计时器发出的同步信号；输出控制信号分别至高精度实时时钟RTC、 高速数字及模拟量I/O输入电路、I/O输出控制接口电路；并与其进行数据传输； 用于完成数字及模拟量信号的采集计算控制，基于Markov方法的系统失效概率 计算，系统安全失效概率是否达到阈值的实时计算及判断处理，以及保护操作 功能执行控制；

高精度实时时钟RTC，连接Microblaze处理器，用于为Microblaze处理器 提供高精度的数字及模拟量信号作为实时采集的启动控制信号；

高速数字信号采集电路，连接Microblaze处理器，输入端接收来自 Microblaze处理器的控制信号，用于监测来自数控系统的脉冲输出、运行状态等 监测信号；与Microblaze处理器进行数据传输，将采集到的信号发送给 Microblaze处理器；

高速模拟信号采集模块，连接Microblaze处理器，输入端接收来自 Microblaze处理器的控制信号，用于监测来自数控系统的电源电压、工作电流的 模拟量信号，将采集到的信号发送给Microblaze处理器；

I/O输出控制接口电路，连接Microblaze处理器，输入端接收来自Microblaze 处理器的控制信号，输出安全控制信号，作为外部紧急停止控制信号，通过启 动I/O输出保护信号，实现对系统的保护操作功能，实现错误处理机制，对系统 进行保护操作。

2.根据权利要求1所述的基于Markov判定方法的数控系统硬件安全装置， 其特征在于，所述Microblaze处理器输出的控制信号为启动、停止、锁存的控制 信号。

3.一种基于Markov判定方法的数控系统硬件安全保护方法，其特征在于， 包括以下步骤：

建立基于1oo1D一取一诊断结构模型的数控系统内部功能模块关系模型、数 控系统故障状态转移图和数控系统的状态转移矩阵P；

计算并判断数控系统安全失效概率PFD及每小时失效概率PFH值；

通过启动I/O输出保护信号，实现对系统的保护操作功能，实现对系统现场 保护、以及停机、复位等错误处理机制，对系统进行保护操作。

4.根据权利要求3所述的基于Markov判定方法的数控系统硬件安全保护方 法，其特征在于，所述基于1oo1D一取一诊断结构模型的数控系统内部功能模块 关系模型包括：电源单元、控制单元、数控系统现场总线单元、I/O单元、脉冲 输出单元、模拟量输入输出单元。

5.根据权利要求4所述的基于Markov判定方法的数控系统硬件安全保护方 法，其特征在于，所述数控系统故障状态转移图中，数控系统的工作状态分为 正常工作状态OK、系统未检测到到危险失效状态FDU及系统检测到的危险失效 状态FDD三种状态；当诊断电路诊断到某模块发生危险失效时，装置由状态0转 换到状态1；可自动恢复的故障经系统恢复后，装置正常工作，由状态1恢复至 状态0；当装置任一部分发生未检测到的危险失效时，由状态0转至状态2。