基于SOPC技術(shù)的Galatea型等離子體磁約束裝置時(shí)序控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及一種基于SOPC技術(shù)的Galatea等離子體磁約束裝置時(shí)序控制系統(tǒng)，該時(shí)序控制系統(tǒng)包括工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元、中央時(shí)序控制單元、本地時(shí)序控制單元和光電轉(zhuǎn)換單元，通過位于工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元平臺(tái)對(duì)時(shí)鐘通道的分頻系數(shù)和觸發(fā)通道的延時(shí)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以完成對(duì)整個(gè)磁約束裝置的工作時(shí)序設(shè)定，從而提供精確的時(shí)鐘信號(hào)和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，保證了整個(gè)磁約束裝置的正常運(yùn)行。
【專利說明】基于SOPC技術(shù)的Ga I atea型等離子體磁約束裝置時(shí)序控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體磁約束領(lǐng)域，具體為一種新型的Galatea等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，人類最主要的能源仍是煤炭、石油、天然氣等化石燃料，這些能源儲(chǔ)量有限而且使用過程嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，隨著能源問題的日益突出，開發(fā)安全可靠、高效清潔的新能源迫在眉睫。核能的利用上，由于核裂變所需的原料鈾的儲(chǔ)量不多，放射性與危險(xiǎn)性大。而核聚變?cè)谌剂系娜剂咸N(yùn)藏量、安全性都具有非常大的優(yōu)勢。實(shí)現(xiàn)受控核聚變有兩個(gè)方向:慣性約束和磁約束。目前，人們的主要研究方向?yàn)榇偶s束核聚變，具有代表性的磁約束裝置由托卡馬克和仿星器。
[0003]Galatea型磁約束裝置作為非托卡馬克型受控?zé)岷司圩兊入x子體磁約束的初級(jí)研究裝置，與托卡馬克、仿星器等磁約束裝置相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可控性好、能自動(dòng)抑制等離子體的互換不穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。Galatea型等離子體磁約束裝置主要由等離子體槍、等離子運(yùn)輸通道和磁阱三部分組成。其中等離子體槍、等離子運(yùn)輸通道和磁阱均放置于真空罐中。除此之外，Galatea型磁約束裝置還需要配套其它的一些輔助系統(tǒng)，主要包括等離子體診斷系統(tǒng)、脈沖電源系統(tǒng)、真空抽氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)廣泛的分布在Galatea裝置的不同位置，在裝置工作的過程中，對(duì)每一個(gè)子系統(tǒng)的工作順序和工作時(shí)間都有嚴(yán)格要求，因此需要一個(gè)同步時(shí)序控制機(jī)制來實(shí)現(xiàn)Galatea等離子體磁約束系統(tǒng)的各個(gè)部分的工作時(shí)序控制，并同步約束各個(gè)子系統(tǒng)的工作，從而保證等離子體的產(chǎn)生、輸運(yùn)和等離子體磁約束等一系列工作過程的正常運(yùn)行。
[0004]目前，在已有的Galatea型磁約束裝置使用的時(shí)序控制系統(tǒng)普遍使用多臺(tái)脈沖信號(hào)發(fā)生器聯(lián)合控制整個(gè)裝置的工作。這種方式有以下缺陷:一是由于單個(gè)設(shè)備的脈沖觸發(fā)時(shí)間需要手動(dòng)設(shè)置，如果實(shí)驗(yàn)中需要改變脈沖觸發(fā)時(shí)間，那就需要反復(fù)設(shè)置，自動(dòng)化程度低、實(shí)驗(yàn)效率不高；二是多臺(tái)設(shè)備聯(lián)合使用時(shí)，設(shè)備之間的同步是通過串聯(lián)觸發(fā)信號(hào)，即電信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，電信號(hào)的通信距離短且容易受到外界電磁干擾，容易產(chǎn)生誤動(dòng)作而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
[0005]在這種情況下，我們研發(fā)了基于SOPC技術(shù)的Galatea型等離子體時(shí)序控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)由總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)、中央時(shí)序控制模塊、本地時(shí)序控制模塊以及外圍隔離驅(qū)動(dòng)設(shè)備組成。其中總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)負(fù)責(zé)Galatea型等離子體磁約束裝置中各個(gè)子系統(tǒng)的工作時(shí)序、中央觸發(fā)延時(shí)模塊上的時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)通道等參數(shù)的設(shè)置和管理。中央時(shí)序控制模塊對(duì)32MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行0-65535的任意整數(shù)分頻，能輸出多達(dá)16路的延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)，可以對(duì)任意一路的系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行輸出延時(shí)，最大延時(shí)時(shí)間為4096s，延時(shí)分辨率為100ns。本地時(shí)序控制模塊接收中央時(shí)序控制模塊輸出的觸發(fā)光信號(hào)，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和外圍隔離驅(qū)動(dòng)后直接控制各個(gè)子系統(tǒng)的工作時(shí)序。本發(fā)明采用數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大的工控機(jī)來管理整個(gè)裝置復(fù)雜的參數(shù)設(shè)置和時(shí)序管理；利用FPGA的高效并行處理能力使得處于不同物理位置的各個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得了更為精準(zhǔn)的觸發(fā)定時(shí)信號(hào)和同步時(shí)鐘信號(hào)；另外，采用SOPC技術(shù)的硬件結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)、靈活可靠，使得系統(tǒng)升級(jí)也變得非常的方便和快捷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供了一種基于SOPC技術(shù)的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)。在使用Galatea型離子體磁約束裝置進(jìn)行等離子體磁約束實(shí)驗(yàn)中，時(shí)序控制系統(tǒng)應(yīng)該向分布在不同物理位置的各子系統(tǒng)提供精確的時(shí)鐘信號(hào)和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，以確保各個(gè)子系統(tǒng)可以以相同的時(shí)基和嚴(yán)格的時(shí)序工作，從而確保Galatea型等離子體磁約束裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]基于SOPC技術(shù)的Galatea等離子體磁約束裝置的中央時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于:包括工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元、中央時(shí)序控制單元、本地時(shí)序控制單元、光電轉(zhuǎn)換單元和Galatea光纖控制網(wǎng)。所述的工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元與中央時(shí)序控制單元通過Galatea控制網(wǎng)中的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信，并通過Galatea控制網(wǎng)中的光纖網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)停止控制。所述的中央時(shí)序控制單元是本系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)輸出延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)。所述的本地時(shí)序控制單元用于接收Galatea控制網(wǎng)中的光纖網(wǎng)絡(luò)分配的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，控制相應(yīng)Galatea裝置的子系統(tǒng)的工作。所述的Galatea光纖控制網(wǎng)用于連接中央時(shí)序控制單元和本地時(shí)序控制單元,用于延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)的傳輸。所述的中央時(shí)序控制單元通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備向本地時(shí)序控制單元輸出同步時(shí)鐘信號(hào)和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，所述的本地時(shí)序控制單元通過隔離驅(qū)動(dòng)電路向Galatea型離子體磁約束裝置中各個(gè)子系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號(hào)。
[0009]所述的工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元，其中總控平臺(tái)直接控制系統(tǒng)觸發(fā)的輸出，而時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)通過以太網(wǎng)可靈活地對(duì)中央時(shí)序控制模塊上的時(shí)鐘和觸發(fā)輸出通道進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和集中管理。時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)可以采用按子系統(tǒng)、按節(jié)點(diǎn)或按放電時(shí)序的方法在每次放電前的準(zhǔn)備階段對(duì)各個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，只需經(jīng)過簡單的操作就可對(duì)各節(jié)點(diǎn)上的所有時(shí)鐘通道的分頻系數(shù)和觸發(fā)通道的延遲參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
[0010]所述的中央時(shí)序控制單元，是Galatea等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是實(shí)現(xiàn)分布式控制、觸發(fā)延遲和時(shí)鐘分頻的核心。中央時(shí)序控制單元依賴的平臺(tái)是Altera公司的FPGA，在其上利用SOPC技術(shù)將嵌入式N1S II軟核和時(shí)鐘分頻及延時(shí)觸發(fā)模塊集成到一起，它們之間的數(shù)據(jù)通信是通過Avalon總線實(shí)現(xiàn)的。通過在嵌入式軟核N1S II中移植精簡TCP/IP協(xié)議棧LWIP，可以與總控參數(shù)設(shè)置平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信，即通過以太網(wǎng)接收來自總控參數(shù)設(shè)置平臺(tái)的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)并解析，解析的結(jié)果(時(shí)序控制邏輯和各個(gè)子系統(tǒng)的延時(shí)觸發(fā)時(shí)間)通過Avalon總線分別傳遞給時(shí)鐘分頻模塊和延時(shí)觸發(fā)模塊，從而指導(dǎo)時(shí)鐘分頻模塊產(chǎn)生時(shí)序控制和同步時(shí)鐘，延時(shí)觸發(fā)模塊輸出延時(shí)觸發(fā)，進(jìn)而控制各個(gè)子系統(tǒng)的工作時(shí)序。
[0011]所述的本地時(shí)序控制單元，通過光纖網(wǎng)接收來自于中央時(shí)序控制節(jié)點(diǎn)的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)過處理后控制相應(yīng)的Galatea裝置的子系統(tǒng)。本地時(shí)序控制單元是在FPGA上實(shí)現(xiàn)的，可以產(chǎn)生8路觸發(fā)信號(hào)和8路同步時(shí)鐘輸出，通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備控制各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0012]所述的光電轉(zhuǎn)換單元，用于Galatea等離子體磁約束裝置的中央時(shí)序控制單元和各個(gè)本地時(shí)序控制單元之間的高速的延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換。隔離和驅(qū)動(dòng)單兀上的每一路輸入輸出通道，都是由一對(duì)Agilent公司的光信號(hào)傳輸器HFBR-1414T與光信號(hào)接收器HFBR-2416T組成，保證在O-1OOm距離內(nèi)數(shù)據(jù)的通信速率不小于125MBd。
[0013]所述的Galatea光纖控制網(wǎng)，包括以太網(wǎng)和光纖控制網(wǎng)，其中以太網(wǎng)用于工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元和中央時(shí)序控制單元之間的通信，光纖控制網(wǎng)用于中央時(shí)序控制單元和處于不同物理位置的本地時(shí)序控制單元之間的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸信號(hào)的通信。為了保證傳輸延時(shí)的一致性要求連接的光纜長度是等長的，在Galatea等離子體磁約束裝置中，使用多路50/125 μ m多模光纖組成了 Galatea光纖控制網(wǎng)。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]其一:本發(fā)明采用基于SOPC硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其嵌入式N1S II軟核、時(shí)鐘分頻和延時(shí)觸發(fā)模塊均采用軟件編程實(shí)現(xiàn)，硬件成本低，系統(tǒng)升級(jí)方便快捷。
[0016]其二:本發(fā)明提出的基于SOPC技術(shù)的Galatea等離子體磁約束裝置的中央時(shí)序控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了脈沖觸發(fā)寬度可調(diào)、信號(hào)極性可選的功能。不需要任何外圍設(shè)備，系統(tǒng)就可以產(chǎn)生多達(dá)16路的延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)，并可以對(duì)任意一路的系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行輸出延時(shí)，其最大延時(shí)時(shí)間為4096s，延時(shí)分辨率為100ns。
[0017]其三:本發(fā)明提出的基于SOPC技術(shù)的Galatea等離子體磁約束裝置的中央時(shí)序控制系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)+光纖網(wǎng)。利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的快速組網(wǎng)和數(shù)據(jù)交互傳輸，利用光纖網(wǎng)傳輸高速同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，提高了信號(hào)的傳輸精度，保證了Galatea等離子體磁約束裝置各個(gè)子系統(tǒng)之間高精度的工作時(shí)序要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]1.圖1是本發(fā)明所述的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]2.圖2是本發(fā)明所述的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的中央時(shí)序控制單元原理示意圖；
[0020]3.圖3是本發(fā)明所述的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的本地時(shí)序控制單元原理示意圖；
[0021]4.圖4是本發(fā)明所述的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換單元原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述的Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)包括工控機(jī)總控及參數(shù)設(shè)置單元、中央時(shí)序控制單元、第一光電轉(zhuǎn)換單元、Galatea光纖控制網(wǎng)、第二光電轉(zhuǎn)換單元以及本地時(shí)序控制單元。工控機(jī)總控及參數(shù)設(shè)置單元將時(shí)序參數(shù)配置信息通過以太網(wǎng)傳輸?shù)街醒霑r(shí)序控制單元，經(jīng)過中央時(shí)序控制單元對(duì)配置參數(shù)進(jìn)行解析處理，將生成的延時(shí)觸發(fā)信號(hào)的同步時(shí)鐘通過Galatea光纖控制網(wǎng)、光電轉(zhuǎn)換傳輸至本地時(shí)序控制單元。經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換后控制Galatea型離子體磁約束裝置中各個(gè)子系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號(hào)。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明還給出了 Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的中央時(shí)序控制單元的原理示意圖。它是Galatea等離子體時(shí)序控制系統(tǒng)的核心，它是由嵌入式N1S II軟核、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、I/O輸入輸出模塊、Avalon總線、參數(shù)控制器、同步時(shí)鐘輸出模塊、延時(shí)觸發(fā)輸出模塊和起停檢測模塊組成。它可以實(shí)時(shí)地通過以太網(wǎng)與總控參數(shù)設(shè)置單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收并解析各種實(shí)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)，并生成時(shí)序控制邏輯和各個(gè)子系統(tǒng)的延時(shí)觸發(fā)時(shí)間的參數(shù)傳遞給同步時(shí)鐘輸出模塊和延時(shí)觸發(fā)輸出模塊，從而產(chǎn)生輸出延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘的輸出時(shí)序信號(hào)。
[0025]如圖3所示，本發(fā)明還給出了 Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的本地時(shí)序控制單元原理示意圖。本單元由FPGA時(shí)序控制模塊、延時(shí)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路和同步時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路組成。主要功能是用于接收Galatea光纖網(wǎng)絡(luò)分配的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過隔離驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)的Galatea裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)的工作。
[0026]如圖4所示，本發(fā)明還給出了 Galatea型等離子體磁約束裝置的時(shí)序控制系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換單元原理示意圖。本單元由光電轉(zhuǎn)換與發(fā)送模塊和光電轉(zhuǎn)換與接收模塊組成。其中的光電轉(zhuǎn)換發(fā)射模塊是由電平轉(zhuǎn)換電路和光信號(hào)傳輸器HFBR-1414T組成；光電轉(zhuǎn)換接收模塊是由電平轉(zhuǎn)換電路和光信號(hào)接收器HFBR-2416T及信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路組成。主要用于中央時(shí)序控制單元通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備向本地時(shí)序控制單元輸出同步時(shí)鐘信號(hào)和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換和信號(hào)的電平變換。
[0027]以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于SOPC技術(shù)的Galatea型等離子體磁約束裝置時(shí)序控制系統(tǒng)，其特征在于包括包括工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元、中央時(shí)序控制單元、光電轉(zhuǎn)換單元、Galatea光纖控制網(wǎng)以及本地時(shí)序控制單元， 所述的工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元與中央時(shí)序控制單元通過Galatea光纖控制網(wǎng)中的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信，并通過Galatea光纖控制網(wǎng)中的光纖網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)停止控制，所述的中央時(shí)序控制單元負(fù)責(zé)輸出延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)，所述的本地時(shí)序控制單元用于接收Galatea光纖控制網(wǎng)中的光纖網(wǎng)絡(luò)分配的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，控制相應(yīng)Galatea等離子體磁約束裝置的子系統(tǒng)的工作，所述的Galatea光纖控制網(wǎng)用于連接中央時(shí)序控制單元和本地時(shí)序控制單元，用于延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)的傳輸，所述的中央時(shí)序控制單元通過光電轉(zhuǎn)換單元向本地時(shí)序控制單元輸出同步時(shí)鐘信號(hào)和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，所述的本地時(shí)序控制單元通過隔離驅(qū)動(dòng)電路向Galatea等離子體磁約束裝置中各個(gè)子系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，所述的工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元，其中總控平臺(tái)直接控制系統(tǒng)觸發(fā)的輸出，而時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)通過以太網(wǎng)對(duì)中央時(shí)序控制模塊上的時(shí)鐘和觸發(fā)輸出通道進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和集中管理，時(shí)序參數(shù)設(shè)置平臺(tái)采用按子系統(tǒng)、按節(jié)點(diǎn)或按放電時(shí)序的方法在每次放電前的準(zhǔn)備階段對(duì)各個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，可對(duì)各節(jié)點(diǎn)上的所有時(shí)鐘通道的分頻系數(shù)和觸發(fā)通道的延遲參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，所述的中央時(shí)序控制單元是在FPGA上利用SOPC技術(shù)將嵌入式N1S II軟核與時(shí)鐘分頻和延時(shí)觸發(fā)模塊集成到一起，它們之間使用Avalon總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，通過嵌入式N1SII軟核中移植精簡TCP/IP協(xié)議棧LWIP，實(shí)時(shí)地通過以太網(wǎng)與總控參數(shù)設(shè)置平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，接收并解析各種實(shí)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)，并通過Avalon總線將生成時(shí)序控制邏輯和各個(gè)子系統(tǒng)的延時(shí)觸發(fā)時(shí)間的參數(shù)傳遞給時(shí)鐘分頻和延時(shí)觸發(fā)模塊，從而產(chǎn)生時(shí)序控制，輸出延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘的輸出信號(hào)，進(jìn)而控制各個(gè)子系統(tǒng)工作時(shí)序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，所述的本地時(shí)序控制單元是在FPGA上實(shí)現(xiàn)的，本單元由FPGA時(shí)序控制模塊、延時(shí)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路和同步時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路組成，用于接收Galatea光纖控制網(wǎng)分配的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換后通過隔離驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)的Galatea裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)的工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，本地控制節(jié)點(diǎn)可以產(chǎn)生8路觸發(fā)延時(shí)信號(hào)和8路同步時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，所述的光電轉(zhuǎn)換單元用于中央時(shí)序控制單元和各個(gè)本地時(shí)序控制單元之間的延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，所述的Galatea光纖控制網(wǎng)，包括以太網(wǎng)和光纖控制網(wǎng)，其中以太網(wǎng)用于工控機(jī)總控及時(shí)序參數(shù)設(shè)置單元和中央時(shí)序控制單元之間的通信，光纖控制網(wǎng)用于中央時(shí)序控制單元和處于不同物理位置的本地時(shí)序控制單元之間的同步時(shí)鐘和延時(shí)觸信號(hào)的通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，為了保證傳輸延時(shí)的一致性，要求中央時(shí)序控制單元與本地時(shí)序控制單元之間的光纖長度是等長的，采用多路50/125 μ m多模光纖組成Galatea光纖控制網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)序控制系統(tǒng)，中央時(shí)序控制單兀對(duì)32MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行0-65535的任意整數(shù)分頻，能輸出多達(dá)16路的延時(shí)觸發(fā)和同步時(shí)鐘信號(hào)，可以對(duì)任意一路的系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行輸出延時(shí)，最大延時(shí)時(shí)間為4096s，延時(shí)分辨率為100ns。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104267702SQ201410535183
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】佟為明, 金顯吉, 李中偉, 林景波, 李鳳閣, 陶寶泉, 劉佳坤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)