CN112600487A - 一种电机飞车保护系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机飞车保护系统，包括控制器和数据处理电路，数据处理电路在接收到用于表征控制器正常工作的启动信号后，控制控制器与电机连接，以使电机按照控制器的操作运动。应用以上技术方案，只有在接收到启动信号的情况下，控制器才能对电机进行控制，在没有启动信号时，控制器与电机处于断开状态，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护了被控设备及人员安全。此外，本申请还公开了一种电机飞车保护方法，与上述电机飞车保护系统对应，效果同上。

Description

一种电机飞车保护系统和方法

技术领域

本申请涉及伺服控制技术领域，特别是涉及一种电机飞车保护系统和方法。

背景技术

电机飞车是指转速突然失控，超过了电机设定的最高转速仍然不停。电机飞车的原因基本上可以分为控制器上电不正常、控制器死机、反馈数据接收不正常等情况。电机飞车不仅会造成被控设备的损坏，甚至会造成人员的损伤。现有技术中，一般是出现电机飞车现象后，再去查找故障的具体细节，存在一定局限性和不足。尤其是控制器死机造成的电机飞车，这种情况的发生存在着很多的不确定性和随机性，而且很难查找控制器死机的原因。

鉴于上述现有技术，寻求一种有效解决电机飞车现象的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电机飞车保护系统和方法，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护被控设备及人员安全。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电机飞车保护系统，包括控制器和数据处理电路，所述数据处理电路用于在获取到用于表征所述控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器；

所述数据处理电路在未获取到所述启动信号时，控制所述控制器与所述电机断开。

优选地，还包括与所述电机连接的反馈元件，所述控制器用于发送用于表征所述控制器正常上电的第一状态信号，并接收所述反馈元件发送的反馈信号，依据所述反馈信号生成用于表征所述控制器接收反馈正常的第二状态信号；所述数据处理电路包括第一逻辑处理电路和第二逻辑处理电路；

所述第一逻辑处理电路与所述控制器连接，用于接收所述第一状态信号，并依据所述第一状态信号的类型转换成第三状态信号；

所述第二逻辑处理电路分别与所述控制器和所述第一逻辑处理电路连接，用于接收所述第二状态信号和所述第三状态信号，以及依据所述第二状态信号和所述第三状态信号控制所述控制器与所述电机连接；

其中，所述启动信号具体为依据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述第三状态信号确定的信号。

优选地，还包括开关电路，所述开关电路分别与所述第二逻辑处理电路和所述电机的电机驱动电路连接，用于依据所述第二状态信号和所述第三状态信号控制所述控制器与所述电机驱动电路连接以使所述电机受控于所述控制器。

优选地，在所述控制器正常上电的情况下，所述第一状态信号为逻辑1和逻辑0交替的信号。

优选地，所述第三状态信号具体为：

预设时间内，在所述第一状态信号中逻辑1和逻辑0的数量相等的情况下，所述第三状态信号具体为连续的逻辑1信号；

预设时间内，在所述第一状态信号中只有逻辑1或逻辑0的情况下，所述第三状态信号具体为连续的逻辑0信号。

优选地，所述第二逻辑处理电路具体为逻辑与电路。

优选地，所述开关电路具体为继电器。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种电机飞车保护方法，其特征在于，包括：

在获取到用于表征控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器；

在未获取到所述启动信号时，控制所述控制器与所述电机断开。

优选地，所述在获取到用于表征控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器具体包括：

接收到用于表征所述控制器正常上电的第一状态信号后，依据所述第一状态信号生成第三状态信号；

依据所述第三状态信号和用于表征所述控制器接收反馈正常的第二状态信号控制所述控制器与所述电机连接；

其中，所述启动信号具体为依据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述第三状态信号确定的信号。

本申请所提供的电机飞车保护系统，包括控制器和数据处理电路，数据处理电路在接收到用于表征控制器正常工作的启动信号后，控制控制器与电机连接，以使电机按照控制器的操作运动。应用以上技术方案，只有在接收到启动信号的情况下，控制器才能对电机进行控制，在没有启动信号时，控制器与电机处于断开状态，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护了被控设备及人员安全。

此外，本申请还提供一种电机飞车保护方法，与上述电机飞车保护系统对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电机飞车保护系统的结构图；

图2为本申请实施例提供的另一种电机飞车保护系统的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种电机飞车保护方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种电机飞车保护系统和方法，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护被控设备及人员安全。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种电机飞车保护系统的结构图。如图1所述，该系统包括控制器1和数据处理电路2，数据处理电路2用于在获取到用于表征控制器1正常工作的启动信号后控制控制器1与电机3连接以使电机3受控于控制器1；

数据处理电路2在未获取到启动信号时，控制控制器1与电机3断开。

在具体实施中，首先给控制器1上电，如果控制器1正常工作，则数据处理电路2可以获取到用于表征控制器1正常工作的启动信号1，然后数据处理电路2控制控制器1与电机3连接，电机3按照控制器1的指令进行后续运动。

如果控制器1异常，则数据处理电路2无法获取到启动信号，此时，控制器1与电机3处于断开状态。

需要说明的是，本申请所提到的控制器正常工作具体包括控制器上电正常、控制器功能正常即没有死机，以及控制器接收反馈正常，在具体实施中，还可以包括其它情况，本申请对此不作限定。

需要说明的是，本申请实施例对于控制器1的具体结构不作限定，根据实际情况可以是任意能够实现本申请相关功能的电路结构，控制器1可以是单独的控制器，也可以是其他设备中的微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，可以是单片机或者是数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)，本申请也没有对控制器1的型号有限制，根据实际情况可以是任意能够实现本申请相关功能的芯片，例如MCS-51或STM32系列单片机，本申请实施例中采用TMS320F2812型号的芯片只是一种优选的实施例，以下叙述中均以TMS320F2812作为控制器1为例进行说明。

可以理解的是，本申请所提到的启动信号可以是模拟信号或者数字信号，可以是高电平或者低电平信号，还可以是逻辑1或者逻辑0信号。本申请对于启动信号的具体内容不作限定，只要能够实现其相应的功能即可。此外，本申请对于启动信号的来源不作限定，启动信号可以是由本申请中的控制器1发出，也可以是由其它设备发出。

本申请所提供的电机飞车保护系统，包括控制器和数据处理电路，数据处理电路在接收到用于表征控制器正常工作的启动信号后，控制控制器与电机连接，以使电机按照控制器的操作运动。应用以上技术方案，只有在接收到启动信号的情况下，控制器才能对电机进行控制，在没有启动信号时，控制器与电机处于断开状态，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护了被控设备及人员安全。

图2为本申请实施例提供的另一种电机飞车保护系统的结构图。如图2所示，在上述实施例的基础上，还包括与电机连接的反馈元件4，控制器1用于发送用于表征控制器上电正常的第一状态信号，并接收反馈元件4发送的反馈信号，依据反馈信号生成用于表征控制器接收反馈正常的第二状态信号；数据处理电路2包括第一逻辑处理电路201和第二逻辑处理电路202；

第一逻辑处理电路201与控制器1连接，用于接收第一状态信号，并依据第一状态信号的类型转换成第三状态信号；

第二逻辑处理电路202分别与控制器1和第一逻辑处理电路201连接，用于接收第二状态信号和第三状态信号，以及依据第二状态信号和第三状态信号控制控制器1与电机3连接；

其中，启动信号具体为依据第一状态信号、第二状态信号和第三状态信号确定的信号。

在具体实施中，首先给控制器1上电，如果控制器1正常上电且没有死机，则控制器1向第一逻辑处理电路201输出用于表征“控制器1正常上电”的第一状态信号，具体地，在控制器1正常上电的情况下，第一状态信号为逻辑1和逻辑0交替的信号。如果控制器1处于未正常上电或者死机失控状态，则此时的第一状态信号为持续的逻辑1信号，或者持续的逻辑0信号。

第一逻辑处理电路201接收到第一状态信号后，对第一状态信号中的信号进行计数和比较。预设时间内，在第一状态信号中逻辑1和逻辑0的数量相等的情况下，第三状态信号具体为连续的逻辑1信号，用于触发后级电路。预设时间内，在第一状态信号中只有逻辑1或逻辑0的情况下，第三状态信号具体为连续的逻辑0信号，用于断开后级电路。

反馈元件4与电机3连接，用于反馈电机3的运行参数，例如电机运行的位置、角度，圈数等参数。无论电机是否工作，反馈元件4均可输出信号。在控制器1功能正常且上电正常的情况下，若控制器1可以接收到反馈元件4发送的反馈信号，则说明控制器1反馈数据接收正常，则向第二逻辑处理电路202输出用于表征“控制器1接收反馈正常”的第二状态信号，具体地，第二状态信号为持续的逻辑1信号。如果控制器1没有接收到反馈元件4发送的反馈信号，则输出持续的逻辑0信号。

进一步地，第二逻辑处理电路具体为逻辑与电路。第二逻辑处理电路202将第二状态信号和第三状态信号进行“与”处理，若二者均为逻辑1，则输出持续的逻辑1信号，以控制控制器1与电机3连接；若二者不均为逻辑1，则输出持续的逻辑0信号，控制器1与电机3断开。

需要说明的是，本实施例中的第一逻辑处理电路和第二逻辑处理电路采用型号为EPM570T144的芯片，在其它实施例中，还可以采用别的结构。

本申请所提供的电机飞车保护系统，包括第一逻辑处理电路和第二逻辑处理电路，通过第一逻辑处理电路对第一状态信号的逻辑计数和比较以及第二逻辑处理电路对第二状态信号和第三状态信号的逻辑与处理。保证只有在控制器处于正常上电、正常工作且反馈数据接收正常的情况下，控制器才能对电机进行控制，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护了被控设备及人员安全。

如图2所示，本实施例提供的电机飞车保护系统还包括开关电路5，开关电路5分别与第二逻辑处理电路202和电机3的电机驱动电路6连接，用于依据第二状态信号和第三状态信号控制控制器1与电机驱动电路6连接以使电机3受控于控制器1。

在具体实施中，第二逻辑处理电路202将第二状态信号和第三状态信号进行“与”处理，若二者均为逻辑1，则输出持续的逻辑1信号，开关电路5获取到该信号后，开关电路接通至电机驱动电路6，控制器1可以通过电机驱动电路6驱动电机3转动。

需要说明的是，本实施例所提供的电机驱动电路6采用型号为BTN8982的芯片，其输出电源具体为28V。

优选地，开关电路5具体为继电器。

可以理解的是，本实施例采用固态继电器作为开关电路5，在其它实施例中，还可以是其它类型，只要实现控制器1与电机3的连接或断开即可，根据实际情况，可以是单控开关、双控开关、触摸开关、遥控开关、智能开关等类型，开关可以由控制器1控制，也可以手动控制，在这里均不做限定。

上述实施中，从硬件设备的结构和连接关系上，对电机飞车保护系统进行了详细说明，在此基础上，本申请还提供一种应用于该系统的电机飞车保护方法。图3为本申请实施例提供的一种电机飞车保护方法的流程图。如图3所示，该方法包括：

S10：在获取到用于表征控制器1正常工作的启动信号后控制控制器1与电机3连接以使电机3受控于控制器1。

S11：在未获取到启动信号时，控制控制器1与电机3断开。

进一步地，S10具体包括：

接收到用于表征控制器1正常上电的第一状态信号后，依据第一状态信号生成第三状态信号；

依据第三状态信号和用于表征控制器1接收反馈正常的第二状态信号控制控制器1与电机3连接；

其中，启动信号具体为依据第一状态信号、第二状态信号和第三状态信号确定的信号。

可以理解的是，以上方法可以由控制器1实现，与上文中提到的控制器1相同，也可以由其他设备中的MCU实现。

由于方法部分的实施例与系统部分的实施例相互对应，因此方法部分的实施例请参见系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本实施例提供的电机飞车保护方法，基于电机飞车保护系统实现，该系统包括控制器和数据处理电路，数据处理电路在接收到用于表征控制器正常工作的启动信号后，控制控制器与电机连接，以使电机按照控制器的操作运动。应用以上技术方案，只有在接收到启动信号的情况下，控制器才能对电机进行控制，在没有启动信号时，控制器与电机处于断开状态，能够有效防止控制器异常等情况下造成电机飞车的现象，进一步保护了被控设备及人员安全。

以上对本申请所提供的一种电机飞车保护系统和方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种电机飞车保护系统，其特征在于，包括控制器和数据处理电路，所述数据处理电路用于在获取到用于表征所述控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器；

所述数据处理电路在未获取到所述启动信号时，控制所述控制器与所述电机断开。

2.如权利要求1所述的电机飞车保护系统，其特征在于，还包括与所述电机连接的反馈元件，所述控制器用于发送用于表征所述控制器正常上电的第一状态信号，并接收所述反馈元件发送的反馈信号，依据所述反馈信号生成用于表征所述控制器接收反馈正常的第二状态信号；所述数据处理电路包括第一逻辑处理电路和第二逻辑处理电路；

所述第一逻辑处理电路与所述控制器连接，用于接收所述第一状态信号，并依据所述第一状态信号的类型转换成第三状态信号；

所述第二逻辑处理电路分别与所述控制器和所述第一逻辑处理电路连接，用于接收所述第二状态信号和所述第三状态信号，以及依据所述第二状态信号和所述第三状态信号控制所述控制器与所述电机连接；

其中，所述启动信号具体为依据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述第三状态信号确定的信号。

3.如权利要求2所述的电机飞车保护系统，其特征在于，还包括开关电路，所述开关电路分别与所述第二逻辑处理电路和所述电机的电机驱动电路连接，用于依据所述第二状态信号和所述第三状态信号控制所述控制器与所述电机驱动电路连接以使所述电机受控于所述控制器。

4.如权利要求2所述的电机飞车保护系统，其特征在于，在所述控制器正常上电的情况下，所述第一状态信号为逻辑1和逻辑0交替的信号。

5.如权利要求4所述的电机飞车保护系统，其特征在于，所述第三状态信号具体为：

预设时间内，在所述第一状态信号中逻辑1和逻辑0的数量相等的情况下，所述第三状态信号具体为连续的逻辑1信号；

预设时间内，在所述第一状态信号中只有逻辑1或逻辑0的情况下，所述第三状态信号具体为连续的逻辑0信号。

6.如权利要求5所述的电机飞车保护系统，其特征在于，所述第二逻辑处理电路具体为逻辑与电路。

7.如权利要求3所述的电机飞车保护系统，其特征在于，所述开关电路具体为继电器。

8.一种电机飞车保护方法，其特征在于，包括：

在获取到用于表征控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器；

在未获取到所述启动信号时，控制所述控制器与所述电机断开。

9.如权利要求8所述的电机飞车保护方法，其特征在于，所述在获取到用于表征控制器正常工作的启动信号后控制所述控制器与电机连接以使所述电机受控于所述控制器具体包括：

接收到用于表征所述控制器正常上电的第一状态信号后，依据所述第一状态信号生成第三状态信号；

依据所述第三状态信号和用于表征所述控制器接收反馈正常的第二状态信号控制所述控制器与所述电机连接；

其中，所述启动信号具体为依据所述第一状态信号、所述第二状态信号和所述第三状态信号确定的信号。

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