CN203658759U

CN203658759U - 一种基于fpga的双dsp冷库门控制系统

Info

Publication number: CN203658759U
Application number: CN201320858512.2U
Authority: CN
Inventors: 于鸿彬; 彭军强
Original assignee: TIANJIN QINGZHOU TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN QINGZHOU TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-12-16

Abstract

本实用新型涉及一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，属于工业生产过程控制系统，应用于冷库门控制技术领域，包括基于FPGA的双DSP控制器、永磁同步电机和冷库门，其中，所述基于FPGA的双DSP控制器由基于FPGA的双DSP切换模块、电机驱动模块、速度位置反馈模块、电源模块和输入输出接口模块构成，所述基于FPGA的双DSP切换模块由DSP1控制器、DSP2控制器、中心裁决器模块和FPGA裁决切换模块构成，所述电机驱动模块和速度位置反馈模块连接永磁同步电机，所述永磁同步电机连接冷库门，所述电源模块为永磁同步电机和基于FPGA的双DSP控制器供电。本实用新型保障了冷库门控制系统的正常工作，同时减少了冷库门的故障时间；以及减少冷库业由于故障所造成的能源损耗。

Description

一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统

技术领域

本实用新型属于工业生产过程控制系统，应用于冷库门控制技术领域，尤其是一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统。

背景技术

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

现有的冷库门控制系统，大多数仅采用一个控制器（单个单片机或DSP），当此控制器出现故障时，冷库门的控制只能改用人工方式，对冷库的正常运行和能量消耗都存在很大的经济损失。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，其采用的基于FPGA的双DSP控制器，实现了当冷库门控制系统中任意一个DSP控制器出现故障的时候，该系统可以及时切换到另外一个DSP控制器运行，保障了冷库门控制系统的正常工作，同时减少了冷库门的故障时间；以及减少冷库业由于故障所造成的能源损耗；对于节约能源、减少能源消耗具有重要意义。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，包括基于FPGA的双DSP控制器、永磁同步电机和冷库门，其中，所述基于FPGA的双DSP控制器由基于FPGA的双DSP切换模块、电机驱动模块、速度位置反馈模块、电源模块和输入输出接口模块构成，所述基于FPGA的双DSP切换模块由DSP1控制器、DSP2控制器、中心裁决器模块和FPGA裁决切换模块构成，所述FPGA裁决切换模块连接DSP1控制器、DSP2控制器和中心裁决器模块，所述DSP1控制器和DSP2控制器连接中心裁决器模块，所述电机驱动模块和速度位置反馈模块连接永磁同步电机，所述永磁同步电机连接冷库门，所述电源模块为永磁同步电机和基于FPGA的双DSP控制器供电。

而且，所述的中心裁决器模块由逻辑裁决电路构成。

而且，所述的输入输出接口模块与外围电路连接，所述外围电路包括LCD显示屏和按键。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型为首次提出在冷库门控制系统中应用基于FPGA的双DSP控制器，实现了当冷库门控制系统中任意一个DSP控制器出现故障的时候，该系统可以及时的切换到另外一个DSP控制器运行，保障了冷库门控制系统的正常工作，同时减少了冷库门的故障时间：由于采用基于FPGA的双DSP控制器，预计可以减少50%左右的故障时间；以及减少冷库业由于故障所造成的能源损耗；对于节约能源、减少能源消耗具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结果框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，如图1所示：包括基于FPGA的双DSP控制器、永磁同步电机和冷库门，其中，所述基于FPGA的双DSP控制器由基于FPGA的双DSP切换模块、电机驱动模块、速度位置反馈模块、电源模块和输入输出接口模块构成，所述基于FPGA的双DSP切换模块由DSP1控制器、DSP2控制器、中心裁决器模块和FPGA裁决切换模块构成，所述FPGA裁决切换模块连接DSP1控制器、DSP2控制器和中心裁决器模块，所述DSP1控制器和DSP2控制器连接中心裁决器模块，所述电机驱动模块和速度位置反馈模块连接永磁同步电机，所述永磁同步电机连接冷库门，所述电源模块为永磁同步电机和基于FPGA的双DSP控制器供电。所述的中心裁决器模块由逻辑裁决电路构成；所述的输入输出接口模块与外围电路连接，所述外围电路包括LCD显示屏和按键。

结合图1，阐述本实用新型的工作原理：

一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，利用逻辑裁决电路构成中心裁决器模块，中心裁决器模块比较DSP1控制器与DSP2控制器的输出信号，如果输出结果一致，则输出信号才能通过总线控制电机驱动模块驱动永磁同步电机的运行，若输出结果不一致，中心裁决器模块裁决DSP1控制器或DSP2控制器已出现故障，控制FPGA裁决切换模块对控制系统进行切换，保障冷库门控制系统的正常工作，同时减少冷库门的故障时间。

基于FPGA的双DSP控制器通过电机驱动模块对永磁同步电机进行相应的控制，同时通过速度位置反馈模块接收永磁同步电机的速度和位置反馈信号，实现速度和位置的双闭环控制。

基于FPGA的双DSP控制器主要由基于FPGA的双DSP切换模块、电机驱动模块、速度位置反馈模块、电源模块和输入输出接口模块构成。其中基于FPGA的双DSP切换模块是整个控制器的核心模块，利用电机驱动模块根据控制信号对永磁同步电机电机进行控制，实现对冷库门的各种控制。电机驱动模块为基于FPGA的双DSP冷库门控制系统的驱动模块，速度位置反馈模块对永磁同步电机的速度和位置进行检测并反馈给基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，电源模块为永磁同步电机和基于FPGA的双DSP控制器提供稳定的电压和电流，输入输出接口模块与外围电路相连，所述外围电路包括LCD显示屏和按键，提供友好的人机接口。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array），内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输入输出模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。现场可编程门阵列（FPGA）是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。因FPGA已在工业生产过程控制系统中广泛应用，在此不再赘述。

本实用新型采用的基于FPGA的双DSP控制器，实现了当冷库门控制系统中任意一个DSP控制器出现故障的时候，该系统可以及时的切换到另外一个DSP控制器运行，保障了冷库门控制系统的正常工作，同时减少了冷库门的故障时间：由于采用基于FPGA的双DSP控制器，预计可以减少50%左右的故障时间；以及减少冷库业由于故障所造成的能源损耗；对于节约能源、减少能源消耗具有重要意义。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，其特征在于：包括基于FPGA的双DSP控制器、永磁同步电机和冷库门，其中，所述基于FPGA的双DSP控制器由基于FPGA的双DSP切换模块、电机驱动模块、速度位置反馈模块、电源模块和输入输出接口模块构成，所述基于FPGA的双DSP切换模块由DSP1控制器、DSP2控制器、中心裁决器模块和FPGA裁决切换模块构成，所述FPGA裁决切换模块连接DSP1控制器、DSP2控制器和中心裁决器模块，所述DSP1控制器和DSP2控制器连接中心裁决器模块，所述电机驱动模块和速度位置反馈模块连接永磁同步电机，所述永磁同步电机连接冷库门，所述电源模块为永磁同步电机和基于FPGA的双DSP控制器供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，其特征在于：所述的中心裁决器模块由逻辑裁决电路构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的双DSP冷库门控制系统，其特征在于：所述的输入输出接口模块与外围电路连接，所述外围电路包括LCD显示屏和按键。