控制器电路结构及加速器的控制系统

本技术涉及加速器控制器，特别涉及一种控制器电路结构及加速器的控制系统。

背景技术：

1、加速器的控制器是一种用于管理和控制加速器系统的核心组件，主要由硬件和软件组成，承担着监测和调整加速器运行参数的重要任务。通常加速器的控制器通过参数设置和控制、磁铁系统控制、系统安全和保护、故障诊断和处理以及数据采集和分析等功能，确保加速器能够以安全、稳定和高效的方式运行。

2、现有技术中，控制器作为加速器系统中至关重要的一部分，如果控制器中的某个组件或模块发生故障，可能会导致整个系统失效，例如，当控制模块出现故障无法提供正确的决策和控制信号，导致系统功能受到影响，甚至使得系统可能无法持续正常运行，导致生产中断或其他不良后果。并且，对现有控制器进行检修也需要在加速器系统停止运行的情况下进行，不仅增加了故障排查和修复的困难度，也严重影响了工作效率。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足之处，本实用新型提供了一种控制器电路结构及加速器的控制系统，解决了现有技术中加速器的控制器发生故障后需要停机检修，影响工作效率的技术问题。

2、本实用新型一方面提供了一种控制器电路结构，包括：传感器模块、决策模块、执行模块和至少两个控制模块；

3、所述传感器模块分别与至少两个所述控制模块连接，每一所述控制模块与所述决策模块连接，所述决策模块与所述执行模块连接；

4、至少两个所述控制模块之间通信连接，所述控制模块包括输入电路、处理器芯片和输出电路，所述传感器模块通过所述输入电路与所述处理器芯片连接，所述处理器芯片通过所述输出电路与所述决策模块连接；

5、所述输入电路包括写入信号驱动单元、时钟周期单元、第一隔离驱动单元和差分转单端单元，其中，所述第一隔离驱动单元的数量和所述差分转单端单元的数量均与所述处理器芯片的数量相等；

6、所述写入信号驱动单元分别与至少两个所述处理器芯片连接，用于接收写入信号并将所述写入信号传递至每一所述处理器芯片；

7、所述时钟周期单元分别与至少两个所述处理器芯片连接，用于控制每一所述处理器芯片基于预设时间周期进行工作；

8、每一所述第一隔离驱动单元对应连接一所述处理器芯片，用于对输入至所述处理器芯片的输入信号进行隔离保护；

9、每一所述差分转单端单元对应连接一所述处理器芯片，用于将接收到的差分信号转换为单端信号，并将所述单端信号传递至所述处理器芯片中；

10、所述决策模块包括逻辑判决单元和第二隔离驱动单元；

11、所述逻辑判决单元的输入端分别与每一所述处理器芯片连接，所述逻辑判决单元的输出端与所述第二隔离驱动单元连接；

12、所述逻辑判决单元用于接收每一所述处理器芯片输出的输出信号，并对多个所述输出信号进行逻辑运算得到运算结果，将所述运算结果通过所述第二隔离驱动单元输出。

13、可选地，所述处理器芯片包括arm核心板和可编程逻辑核心板；

14、所述可编程逻辑核心板的第一端与所述输入电路连接，所述可编程逻辑核心板的第二端与所述arm核心板交互连接，所述可编程逻辑核心板的第三端与所述输出电路连接。

15、可选地，所述输出电路包括数模转换器、网络端口、串行设备接口和光纤模块接口；

16、所述数模转换器与所述处理器芯片连接，用于将所述处理器芯片输出的输出信号进行数模转换，生成模拟信号进行输出；

17、所述网络端口与所述处理器芯片连接，用于将所述输出信号传递至外接设备；

18、所述处理器芯片通过所述串行设备接口与所述光纤模块接口连接，所述串行设备接口用于将所述输出信号转换为预设通信规范的电信号，并将所述电信号通过所述光纤模块接口进行传输。

19、可选地，所述决策模块的数量至少为一个；

20、当所述决策模块的数量为一个时，每一所述控制模块均与所述决策模块连接；

21、当所述决策模块的数量为多个时，且所述决策模块与所述控制模块的数量相等，每一所述决策模块与至少两个所述控制模块一一对应连接。

22、可选地，所述控制器电路结构还包括电源模块，所述电源模块分别与所述传感器模块、所述决策模块、所述执行模块和所述控制模块连接以进行供电，其中，所述电源模块包括保险丝、第一隔离直流/直流转换器、第二隔离直流/直流转换器、参考电压单元和电压诊断告警单元；

23、所述保险丝的第一端与外部电源连接，所述保险丝的第二端与所述第一隔离直流/直流转换器的输入端连接；

24、所述第一隔离直流/直流转换器的第一输出端与所述参考电压单元的输入端连接，所述第一隔离直流/直流转换器的第二输出端与所述第二隔离直流/直流转换器的输入端连接，所述第一隔离直流/直流转换器的第三输出端与所述电压诊断告警单元的第一输入端连接，所述第一隔离直流/直流转换器的第三输出端输出第一电压值；

25、所述第二隔离直流/直流转换器的输出端与所述电压诊断告警单元的第二输入端连接，所述第二隔离直流/直流转换器的输出端输出第二电压值；

26、所述参考电压单元的输出端与所述电压诊断告警单元的第三输入端连接，所述电压诊断告警单元基于所述参考电压单元的参考电压值分别与所述第一电压值和所述第二电压值进行比对，得到比对结果，并根据所述比对结果输出告警信息。

27、可选地，所述控制器电路结构还包括安全检测模块，所述安全检测模块与所述控制模块连接，所述安全检测模块用于对所述控制模块中控制逻辑的执行状态进行实时检测。

28、可选地，所述传感器模块包括至少一个传感器；

29、当所述传感器的数量为一个时，所述传感器分别与至少两个所述控制模块连接；

30、当所述传感器的数量为多个时，且所述传感器与所述控制模块的数量相等，每一所述传感器与至少两个所述控制模块一一对应连接。

31、本实用新型另一方面提供了一种加速器的控制系统，包括：服务器平台、控制器和加速器，其中，控制器包括如上述任一所述的控制器电路结构；

32、所述服务器平台通过所述控制器与所述加速器连接，所述控制器基于预设的运行计划控制所述加速器的运行，所述服务器平台用于采集所述控制器的信号变量并对所述控制器的数据进行管理。

33、本实用新型提供的控制器电路结构及加速器的控制系统，其中，控制器电路结构设置有多个控制模块连接决策模块，通过冗余设计使得当其中一个或部分控制模块故障损坏时控制器整体仍然能正常工作，一方面提升控制器的容错性以及稳定性，保证控制器工作的效率以及持续性，另一方面也能在不影响控制器正常工作的状态下对损坏或故障的控制模块进行维修；决策模块与冗余设计的多个控制模块连接，能够提高决策的准确度和可靠性，减少误判和错误执行的概率，并且决策模块与控制模块之间的分离设计可以提高系统的稳定性和可靠性，同时减轻了决策模块的负担，使得系统的响应速度更快；多个控制模块之间的通信连接使得彼此能够交流和协调工作，通过共享信息、协同控制，提高整个系统的性能和效率；控制模块的模块化设计使得控制器电路结构更加灵活，便于修改和维护。

34、本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

35、下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。