CN111665752A - 一种基于fpga的装卸料机运动控制***及方法 - Google Patents

一种基于fpga的装卸料机运动控制***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于核电站装卸料机控制***领域，具体涉及一种基于FPGA的装卸料机运动控制***及方法，用于对核电站的装卸料机进行运动控制，控制***包括主控制器(1)及与主控制器(1)相连的FPGA装置(2)，FPGA装置(2)用于根据主控制器(1)发出的运动指令选择与运动指令相应的运动模式，并采用该运动模式控制装卸料机的运动。本发明在满足高度功能自定义的同时实现高速并行处理，最大程度减少***的不确定性，确保在危险发生时及时采取必要措施，较以往的控制***具有更好的可靠性和安全性。在FPGA装置(2)上独立运行的联锁旁路运行操作，保证了对装卸料机的控制灵活性最佳，实现了装卸料机的大车双轴同步控制，避免出现大车走偏导致运动受阻停止。

Description

一种基于FPGA的装卸料机运动控制***及方法
技术领域
本发明属于核电站装卸料机控制***领域，具体涉及一种基于FPGA的装卸料机运动控制***及方法。
背景技术
装卸料机是压水堆核电站停堆换料期间完成反应堆换料的关键设备，在反应堆芯与燃料转运***之间按规定的路径进行燃料组件的装卸工作。从核电站的装卸料机使用经验来看，装卸料机的运动控制***是设备的关键组成部分，所有设备功能的实现都直接依靠运动控制是否能可靠，高效的运行。所有运动控制相关的信号采集，处理，输出被***完整，快速、正确无误的执行。针对装卸料机在压水堆核电站大修换料中的重要性，运动控制***显得至关重要。目前公开数据显示的装卸料机控制***都是基于PLC(可编程逻辑控制器)的技术，基于循环扫描的方法，依赖软件操作***，无法实现同时精确可靠地控制不同机构运行，出现了机械设备运行中偏差，卡死、挤压等问题。运动控制存在性能低、***封闭、可靠性不佳的问题，导致***的稳健性不好，会影响设备持续可靠运行的时间，造成直接经济损失，最典型的就是导致装卸料机的大车的两侧电机在联锁旁路运行的情况下不能同步运行，导致大车运行时受到机械阻力过大，机械机构卡死，发生***故障直接停车。“大车”是装卸料机在水平方向执行纵向(核反应堆水池的长度方向)运行功能的部件。“小车”是装卸料机在水平方向执行横向(核反应堆水池的宽度方向)运行功能的部件；还包括设置小车上的主提升机构，用于核反应堆水池内的提升操作；其中大车有两个轴，小车有一个轴。
发明内容
针对基于PLC的运动控制***的上述不足，本发明采用一种全新的设计思路实现装卸料机运动控制功能，将主控制器和FPGA装置整合在同一控制平台下，基于FPGA的并行处理，硬件电路无操作系、高度开放的特点，将FPGA技术应用于装卸料机的运动控制，利用软件可以灵活部署硬件控制电路，实现硬件电路层并行数据处理、逻辑判断和决策，在危险发生工况时立刻做出正确响应，确保运动控制的性能和可靠性达到新的高度。兼顾功能定制，性能卓越，稳定可靠的多种特性。同时不依赖主控制器，FPGA能独立完成控制功能，解决在原来PLC控制下，联锁旁路运行的大车两侧电机不能同步运行的问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种基于FPGA的装卸料机运动控制***，用于对核电站的装卸料机进行运动控制，所述装卸料机由若干不同的运行机构构成，所述装卸料机的所述运行机构包括大车、小车和主提升机构，其中，包括主控制器及与所述主控制器相连的FPGA装置，所述FPGA装置用于根据所述主控制器发出的运动指令选择与所述运动指令相应的运动模式，并采用所述运动模式控制所述装卸料机的运动。
进一步，
所述主控制器用于根据操作人员的输入和选择以及所述装卸料机的各个所述运动机构的状态进行逻辑判断，针对各个所述运动机构发出不同的所述运动指令；所述主控制器发出的所述运动指令包含运动相关的参数，所述参数包括如速度、加速度、方向、目标位置；
所述FPGA装置为设置有FPGA芯片的FPGA控制平台，所述FPGA装置包括与所述主控制器相连的数据通讯模块，还包括依次串联的运动模式选择模块、运动执行模块、结果输出模块，所述数据通讯模块还分别连接所述运动模式选择模块和所述运动执行模块，还包括与所述运动执行模块相连的高速信号采集模块；
所述数据通讯模块用于建立所述主控制器与所述FPGA装置之间的数据交换通道，将所述运动指令发送至所述运动模式选择模块和所述运动执行模块；所述数据通讯模块还用于定义数据的数量、名称、数值；所述数据是指所述主控制器与所述FPGA装置之间交换的数据，所述数据包括所述运动指令；
所述高速信号采集模块与设置在所述装卸料机上的若干外部传感器相连，所述外部传感器用于采集外部信号，所述高速信号采集模块用于对所述外部传感器的采集的所述外部信号进行并行采集和数学运算处理，同时将所述外部信号和所述数学运算处理的结果传递给所述运动执行模块；所述外部信号包括开关量、模拟量和编码器数字信号；所述外部信号的采集和所述数学运算处理均为并行完成；
所述运动模式选择模块用于根据所述外部信号和所述主控制器发出的所述运动指令，基于所述装卸料机的设备状态，选择正确的运动模式，并将选择的所述运动模式传递给所述运动执行模块；
所述运动模式包括：
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
所述运动执行模块用于根据所述运动模式和所述外部信号，调用所述FPGA芯片的内核对与所述运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算；所述运动执行模块能够调用所述FPGA芯片的不同的所述内核分别对各个不同的所述运行机构进行所述运算；所述运算的结果能够控制各个所述运行机构分别实现各自的运行，从而实现所述运动模式的运行；所述运算的结果包括速度给定，方向、使能信号；
所述结果输出模块与外部的伺服驱动器相连，所述装卸料机的所述运行机构通过伺服电机驱动，所述伺服驱动器用于驱动所述伺服电机；所述结果输出模块用于将所述运动执行模块的所述运算的结果输出给所述伺服驱动器，并通过所述伺服驱动器驱动所述伺服电机，实现所述装卸料机的所述运行机构按照所述运动模式运行。
进一步，还包括故障错误处理模块，所述故障错误处理模块分别与所述数据通讯模块、所述运动执行模块、所述结果输出模块、所述高速信号采集模块相连，所述故障错误处理模块用于同时处理所述运动执行模块和所述高速信号采集模块传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给所述运动执行模块停止运动，同时经过所述数据通讯模块将相关的所述错误信息和所述响应指令传递给所述主控制器。
进一步，所述数据通讯模块、所述运动模式选择模块、所述运动执行模块、所述结果输出模块、所述故障错误处理模块、所述高速信号采集模块均由所述FPGA芯片中的可编辑电路构成和实现相互间的连接。
进一步，所述主控制器能够对所述FPGA装置上的运动相关参数进行修改，所述运动相关参数包括加速度设定值、速度设定值、PID调节设定值、偏差故障设定值；所述数据通讯模块还用于将在所述FPGA装置上获得的所有所述外部信号和过程数据传递给所述主控制器。
进一步，所述高速信号采集模块还用于将所述外部信号和所述数学运算处理的结果传递给所述故障错误处理模块。
进一步，所述运动模式中的所述联锁旁路运行是不需要所述主控制器直接参与的情况下，在所述FPGA装置上独立运行，可控制所有的所述运行机构以缺省的慢速运行，所述慢速的设定值可以根据需求实时修改。
为达到以上目的，本发明还公开了用于以上所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***的一种基于FPGA的装卸料机运动控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，所述主控制器根据操作人员的输入和选择以及所述装卸料机的各个所述运动机构的状态进行逻辑判断，向数据通讯模块发出针对各个所述运动机构的不同的所述运动指令；
步骤S2，所述数据通讯模块将所述运动指令发送至所述运动模式选择模块，所述运动模式选择模块根据所述运动指令和所述高速信号采集模块采集的所述外部信号，基于设备状态，选择相应的所述运动模式，并将被选择的所述运动模式的信息传递给所述运动执行模块；
所述运动模式包括：
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
步骤S3，所述运动执行模块根据被选择的所述运动模式的信息和所述高速信号采集模块采集的所述外部信号，调用所述FPGA芯片的内核对与所述运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算，所述运算的结果能够触发不同的内核完成不同的运动机构的运行，从而实现被选择的所述运动模式的运行；所述运算的结果包括速度给定，方向、使能信号；
步骤S4，所述结果输出模块将所述运动执行模块的所述运算的结果发送至外部的伺服驱动器，通过所述伺服驱动器驱动所述伺服电机，实现所述装卸料机的所述运行机构按照被选择的所述运动模式运行。
进一步，
在所述步骤S1中，还包括所述主控制器接收来自所述FPGA装置的反馈信息，所述反馈信息包括反馈位置，故障错误；
在所述步骤S2中，所述联锁旁路运行是不需要所述主控制器直接参与的情况下，在所述FPGA装置上独立运行，可控制所有的所述运行机构以缺省的慢速运行，所述慢速的设定值可以根据需求实时修改；
在所述步骤S3中，还包括所述故障错误处理模块同时处理所述运动执行模块和所述高速信号采集模块传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给所述运动执行模块停止运动，同时经过所述数据通讯模块将相关的所述错误信息和所述响应指令传递给所述主控制器。
本发明的有益效果在于：
1.本发明首先针对目前国内、外核电站装卸料机没有针对装卸料机运动控制的专用***，可靠性和功能不佳。采用基于FPGA编程的运动控制方法后，在满足高度功能自定义的同时实现了高速并行处理，最大程度减少***的不确定性，确保在危险发生时及时采取必要措施，与以往的控制***相比具有更好的可靠性和安全性。
2.采用一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的控制方法，利用FPGA技术可通过软件实现定制复杂的硬件控制电路。以达到高可靠性、高确定性、高实时性、能实现真正的并行运行。主控制器首先根据需求生成运动指令，可以多轴同时运动，选择速度控制方式。通过内部高速数据总线传递到FPGA上。通过基于FPGA内核模块构建的程序模块完成多样性的运动控制功能。同时在FPGA上监控运动过程，通过FPGA高速采集外部传感器信号，在FPGA上用极短时间做出正确响应并停止运动，保护设备和人员安全。同时可以动态改变运动方式和参数。
3.在FPGA装置2上独立运行的联锁旁路运行操作，既保证了对装卸料机的控制灵活性最佳，又实现了装卸料机的大车双轴同步控制，避免出现大车走偏导致运动受阻停止。
4.通过提高控制方法的性能和可靠性，整体提高对装卸料机的运动控制的稳健性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种基于FPGA的装卸料机运动控制***的示意图；
图中：1-主控制器，2-FPGA装置，3-数据通讯模块，4-运动模式选择模块，5-运动执行模块，6-结果输出模块，7-故障错误处理模块，8-高速信号采集模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的一种基于FPGA的装卸料机运动控制***，用于对核电站的装卸料机进行运动控制，装卸料机由若干不同的运行机构构成,装卸料机的运行机构包括大车、小车和主提升机构。该***主要包括主控制器1、FPGA装置2、数据通讯模块3、运动模式选择模块4、运动执行模块5、结果输出模块6、故障错误处理模块7、高速信号采集模块8等几个部分。
其中，主控制器1用于根据操作人员的输入和选择以及装卸料机的各个运动机构的状态进行逻辑判断，针对各个运动机构发出不同的运动指令，主控制器1发出的运动指令包含运动相关的参数，参数包括如速度、加速度、方向、目标位置。主控制器1能够对FPGA装置2上的运动相关参数进行修改，运动相关参数包括加速度设定值、速度设定值、PID调节设定值、偏差故障设定值；数据通讯模块3还用于将在FPGA装置2上获得的所有外部信号和过程数据传递给主控制器1。
FPGA装置2用于根据主控制器1发出的运动指令选择与运动指令相应的运动模式，并采用运动模式控制装卸料机的运动，将运动模式输送至装卸料机的伺服驱动器。
FPGA装置2为设置有FPGA芯片的FPGA控制平台，数据通讯模块3、运动模式选择模块4、运动执行模块5、结果输出模块6、故障错误处理模块7、高速信号采集模块8均由FPGA芯片中的可编辑电路构成和实现相互间的连接。
数据通讯模块3与主控制器1相连，运动模式选择模块4、运动执行模块5、结果输出模块6依次串联，数据通讯模块3还分别连接运动模式选择模块4和运动执行模块5，高速信号采集模块8与运动执行模块5相连，故障错误处理模块7分别与数据通讯模块3、运动执行模块5、结果输出模块6、高速信号采集模块8相连。
数据通讯模块3用于建立主控制器1与FPGA装置2之间的数据交换通道，实现内部数据交换，将运动指令发送至运动模式选择模块4和运动执行模块5；数据通讯模块3还用于定义数据的数量、名称、数值；数据是指主控制器1与FPGA装置2之间交换的数据，数据包括运动指令。
高速信号采集模块8与设置在装卸料机上的若干外部传感器相连，外部传感器用于采集外部信号，高速信号采集模块8用于对外部传感器的采集的外部信号进行并行采集和数学运算处理，同时将外部信号和数学运算处理的结果传递给运动执行模块5；高速信号采集模块8还用于将外部信号和数学运算处理的结果传递给故障错误处理模块7。高速信号采集模块8所采集的外部信号包括开关量(限位开关)、模拟量和编码器数字信号；外部信号的采集和数学运算处理均为并行完成；采集速度主要取决于高速信号采集模块8的性能。
运动模式选择模块4用于根据外部信号和主控制器1发出的运动指令，基于装卸料机的设备状态，选择正确的运动模式，并将选择的运动模式传递给运动执行模块5；
运动模式包括：
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
运动模式中的联锁旁路运行是不需要主控制器1直接参与的情况下，在FPGA装置2上独立运行，能够旁路主控制所有的运动联锁条件，只需要将采集的外部信号中的运动方向指令与运行机构的极限位置开关联锁，即可控制所有的运行机构以缺省的慢速运行，慢速的设定值可以根据需求实时修改，同时大车两侧的运动轴能保证实时同步运行，避免机械机构卡死。
运动执行模块5用于根据运动模式选择模块4发来的运动模式和外部信号，调用FPGA芯片的内核对与运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算；运动执行模块5能够调用FPGA芯片的不同的内核分别对各个不同的运行机构进行运算；运算的结果能够控制装卸料机的各个运行机构分别实现各自的运行，从而实现运动模式的运行；运算的结果包括速度给定，方向、使能信号等。
结果输出模块6与外部的伺服驱动器相连，装卸料机的运行机构通过伺服电机驱动，伺服驱动器用于驱动伺服电机；结果输出模块6用于将运动执行模块5的运算的结果输出给伺服驱动器，并通过伺服驱动器驱动伺服电机，实现装卸料机的运行机构按照运动模式运行。
故障错误处理模块7用于同时处理运动执行模块5和高速信号采集模块8传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给运动执行模块5停止运动，同时经过数据通讯模块3将相关的错误信息和响应指令传递给主控制器1。
本发明还提供用于如上所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***的一种基于FPGA的装卸料机运动控制方法，包括如下步骤：
步骤S1，主控制器1根据操作人员的输入和选择以及装卸料机的各个运动机构的状态进行逻辑判断，向数据通讯模块3发出针对各个运动机构的不同的运动指令；主控制器1接收来自FPGA装置2的反馈信息，反馈信息包括反馈位置，故障错误等；
步骤S2，数据通讯模块3将运动指令发送至运动模式选择模块4，运动模式选择模块4根据运动指令和高速信号采集模块8采集的外部信号，基于设备状态，选择相应的运动模式，并将被选择的运动模式的信息传递给运动执行模块5；运动模式包括
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
联锁旁路运行是不需要主控制器1直接参与的情况下，在FPGA装置2上独立运行，能够旁路主控制所有的运动联锁条件，只需要将采集的外部信号中的运动方向指令与运行机构的极限位置开关联锁，即可控制所有的运行机构以缺省的慢速运行，慢速的设定值可以根据需求实时修改，同时大车两侧的运动轴能保证实时同步运行，避免机械机构卡死；
步骤S3，运动执行模块5根据被选择的运动模式的信息和高速信号采集模块8采集的外部信号，调用FPGA芯片的内核对与运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算，运算的结果能够触发不同的内核完成不同的运动机构的运行，从而实现被选择的运动模式的运行；运算的结果包括速度给定，方向、使能信号等；故障错误处理模块7同时处理运动执行模块5和高速信号采集模块8传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给运动执行模块5停止运动，同时经过数据通讯模块3将相关的错误信息和响应指令传递给主控制器1；
步骤S4，结果输出模块6将运动执行模块5的运算的结果发送至外部的伺服驱动器，通过伺服驱动器驱动伺服电机，实现装卸料机的运行机构按照被选择的运动模式运行。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (9)

1.一种基于FPGA的装卸料机运动控制***，用于对核电站的装卸料机进行运动控制，所述装卸料机由若干不同的运行机构构成，所述装卸料机的所述运行机构包括大车、小车和主提升机构，其特征是：包括主控制器(1)以及与所述主控制器(1)相连的FPGA装置(2)，所述FPGA装置(2)用于根据所述主控制器(1)发出的运动指令选择与所述运动指令相应的运动模式，并采用所述运动模式控制所述装卸料机的运动。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：
所述主控制器(1)用于根据操作人员的输入和选择以及所述装卸料机的各个所述运动机构的状态进行逻辑判断，针对各个所述运动机构发出不同的所述运动指令；所述主控制器(1)发出的所述运动指令包含运动相关的参数，所述参数包括如速度、加速度、方向、目标位置；
所述FPGA装置(2)为设置有FPGA芯片的FPGA控制平台，所述FPGA装置(2)包括与所述主控制器(1)相连的数据通讯模块(3)，还包括依次串联的运动模式选择模块(4)、运动执行模块(5)、结果输出模块(6)，所述数据通讯模块(3)还分别连接所述运动模式选择模块(4)和所述运动执行模块(5)，还包括与所述运动执行模块(5)相连的高速信号采集模块(8)；
所述数据通讯模块(3)用于建立所述主控制器(1)与所述FPGA装置(2)之间的数据交换通道，将所述运动指令发送至所述运动模式选择模块(4)和所述运动执行模块(5)；所述数据通讯模块(3)还用于定义数据的数量、名称、数值；所述数据是指所述主控制器(1)与所述FPGA装置(2)之间交换的数据，所述数据包括所述运动指令；
所述高速信号采集模块(8)与设置在所述装卸料机上的若干外部传感器相连，所述外部传感器用于采集外部信号，所述高速信号采集模块(8)用于对所述外部传感器的采集的所述外部信号进行并行采集和数学运算处理，同时将所述外部信号和所述数学运算处理的结果传递给所述运动执行模块(5)；所述外部信号包括开关量、模拟量和编码器数字信号；所述外部信号的采集和所述数学运算处理均为并行完成；
所述运动模式选择模块(4)用于根据所述外部信号和所述主控制器(1)发出的所述运动指令，基于所述装卸料机的设备状态，选择正确的运动模式，并将选择的所述运动模式传递给所述运动执行模块(5)；
所述运动模式包括：
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
所述运动执行模块(5)用于根据所述运动模式和所述外部信号，调用所述FPGA芯片的内核对与所述运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算；所述运动执行模块(5)能够调用所述FPGA芯片的不同的所述内核分别对各个不同的所述运行机构进行所述运算；所述运算的结果能够控制各个所述运行机构分别实现各自的运行，从而实现所述运动模式的运行；所述运算的结果包括速度给定，方向、使能信号；
所述结果输出模块(6)与外部的伺服驱动器相连，所述装卸料机的所述运行机构通过伺服电机驱动，所述伺服驱动器用于驱动所述伺服电机；所述结果输出模块(6)用于将所述运动执行模块(5)的所述运算的结果输出给所述伺服驱动器，并通过所述伺服驱动器驱动所述伺服电机，实现所述装卸料机的所述运行机构按照所述运动模式运行。
3.如权利要求2所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：还包括故障错误处理模块(7)，所述故障错误处理模块(7)分别与所述数据通讯模块(3)、所述运动执行模块(5)、所述结果输出模块(6)、所述高速信号采集模块(8)相连，所述故障错误处理模块(7)用于同时处理所述运动执行模块(5)和所述高速信号采集模块(8)传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给所述运动执行模块(5)停止运动，同时经过所述数据通讯模块(3)将相关的所述错误信息和所述响应指令传递给所述主控制器(1)。
4.如权利要求3所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：所述数据通讯模块(3)、所述运动模式选择模块(4)、所述运动执行模块(5)、所述结果输出模块(6)、所述故障错误处理模块(7)、所述高速信号采集模块(8)均由所述FPGA芯片中的可编辑电路构成和实现相互间的连接。
5.如权利要求3所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：所述主控制器(1)能够对所述FPGA装置(2)上的运动相关参数进行修改，所述运动相关参数包括加速度设定值、速度设定值、PID调节设定值、偏差故障设定值；所述数据通讯模块(3)还用于将在所述FPGA装置(2)上获得的所有所述外部信号和过程数据传递给所述主控制器(1)。
6.如权利要求5所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：所述高速信号采集模块(8)还用于将所述外部信号和所述数学运算处理的结果传递给所述故障错误处理模块(7)。
7.如权利要求2所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***，其特征是：所述运动模式中的所述联锁旁路运行是不需要所述主控制器(1)直接参与的情况下，在所述FPGA装置(2)上独立运行，可控制所有的所述运行机构以缺省的慢速运行，所述慢速的设定值可以根据需求实时修改。
8.一种用于如权利要求6所述的基于FPGA的装卸料机运动控制***的基于FPGA的装卸料机运动控制方法，包括如下步骤：
步骤S1，所述主控制器(1)根据操作人员的输入和选择以及所述装卸料机的各个所述运动机构的状态进行逻辑判断，向数据通讯模块(3)发出针对各个所述运动机构的不同的所述运动指令；
步骤S2，所述数据通讯模块(3)将所述运动指令发送至所述运动模式选择模块(4)，所述运动模式选择模块(4)根据所述运动指令和所述高速信号采集模块(8)采集的所述外部信号，基于设备状态，选择相应的所述运动模式，并将被选择的所述运动模式的信息传递给所述运动执行模块(5)；
所述运动模式包括：
自动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
手动模式下的大车两轴同步运行、大车和小车和主提升机构同步运行、联锁旁路运行；
步骤S3，所述运动执行模块(5)根据被选择的所述运动模式的信息和所述高速信号采集模块(8)采集的所述外部信号，调用所述FPGA芯片的内核对与所述运行机构的运动相关的位置、速度、加速度进行运算，所述运算的结果能够触发不同的内核完成不同的运动机构的运行，从而实现被选择的所述运动模式的运行；所述运算的结果包括速度给定，方向、使能信号；
步骤S4，所述结果输出模块(6)将所述运动执行模块(5)的所述运算的结果发送至外部的伺服驱动器，通过所述伺服驱动器驱动所述伺服电机，实现所述装卸料机的所述运行机构按照被选择的所述运动模式运行。
9.如权利要求8所述的方法，其特征是：
在所述步骤S1中，还包括所述主控制器(1)接收来自所述FPGA装置(2)的反馈信息，所述反馈信息包括反馈位置，故障错误；
在所述步骤S2中，所述联锁旁路运行是不需要所述主控制器(1)直接参与的情况下，在所述FPGA装置(2)上独立运行，可控制所有的所述运行机构以缺省的慢速运行，所述慢速的设定值可以根据需求实时修改；
在所述步骤S3中，还包括所述故障错误处理模块(7)同时处理所述运动执行模块(5)和所述高速信号采集模块(8)传递的错误信息，分析后进行分类并发出响应指令给所述运动执行模块(5)停止运动，同时经过所述数据通讯模块(3)将相关的所述错误信息和所述响应指令传递给所述主控制器(1)。
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