本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及自動(dòng)化設(shè)備安全控制技術(shù)，尤其是一種用于自動(dòng)化設(shè)備安全控制的模塊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車儀表行業(yè)中，隨著測試設(shè)備自動(dòng)化的推進(jìn)，原有測試設(shè)備在EHS安全、人機(jī)工程、制造工藝方面都提出了更高的要求。大量設(shè)備具有運(yùn)動(dòng)部件，如產(chǎn)品部件壓裝、部件打螺絲、儀表產(chǎn)品指針安裝及設(shè)備多工位轉(zhuǎn)臺(tái)等等，在這些設(shè)備上，存在著機(jī)械傷害可能；技術(shù)人員在維修維護(hù)這類設(shè)備時(shí)，會(huì)進(jìn)入設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位，若設(shè)備無法對(duì)外部安全觸發(fā)進(jìn)行鎖存，安全隱患將非常大。

由此，現(xiàn)有技術(shù)中迫切要求一種統(tǒng)一的安全控制板，因?yàn)榭删幊蘄C可能存在控制延遲及程序Bug問題，所以不允許使用智能IC通過編程來實(shí)現(xiàn)，通過PLC編程實(shí)現(xiàn)的安全控制輸入，由于編程的問題，導(dǎo)致在某些特定的條件下輸出無法鎖存。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種用于自動(dòng)化設(shè)備安全控制的模塊系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于自動(dòng)化設(shè)備安全控制的模塊系統(tǒng)，包括有安全電路板，所述安全電路板上設(shè)有高電平信號(hào)輸入、低電平信號(hào)輸入、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換、門電路信號(hào)調(diào)整、狀態(tài)鎖存、解鎖輸入和狀態(tài)輸出指示；所述高電平信號(hào)輸入和所述低電平信號(hào)輸入依次共同連接于所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，門電路信號(hào)調(diào)整、狀態(tài)鎖存和狀態(tài)輸出指示；所述狀態(tài)鎖存連接于解鎖輸入。所述安全電路板設(shè)有16路輸入端口，其中CON&REJ和Reset端口作為操作輸入端口，其余13個(gè)輸入端口滿足常規(guī)安全控制輸入，任何輸入端口的有效輸入都將立即觸發(fā)所述安全電路板；所述安全電路板通過使用二路ULN2803切換實(shí)現(xiàn)所有輸入端端口能支持NPN或PNP輸入；所述安全電路板任何有效輸入狀態(tài)，必須鎖存輸出，僅在觸發(fā)Reset輸入后解鎖；所述安全電路板所有輸入狀態(tài)布局LED指示燈以方便查看工作狀態(tài)。

本發(fā)明還具有以下附加技術(shù)特征：

作為進(jìn)一步具體優(yōu)化的，所述安全電路板具有三色燈輸入端口，所述三色燈輸入端口直連三色燈以顯示工作狀態(tài)；所述三色燈為常規(guī)聲光報(bào)警三色燈，所述常規(guī)聲光報(bào)警三色燈在安全電路板上直接接入；設(shè)備上電運(yùn)行時(shí)，黃燈代表設(shè)備待機(jī)狀態(tài)；綠燈代表運(yùn)行狀態(tài)；紅燈及蜂鳴代表故障狀態(tài)。

作為進(jìn)一步具體優(yōu)化的，所述16路輸入端口連接設(shè)備外部各類安全控制部件輸出端；或在輸入不足時(shí)多塊安全電路板串并聯(lián)使用。

作為進(jìn)一步具體優(yōu)化的，所述安全電路板設(shè)有每個(gè)通路使用二路ULN2803實(shí)現(xiàn)高低電平的切換，實(shí)現(xiàn)安全件輸出NPN與PNP的兼容，以適合所有部件的接入；所述安全電路板通過板上DM74LS375N芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入端有效信號(hào)的鎖存，防止信號(hào)的丟失，通過芯片級(jí)對(duì)信號(hào)的直接處理，避免軟件編程的Bug及延遲。

作為進(jìn)一步具體優(yōu)化的，所述安全電路板的16路輸入端口包括有獨(dú)立的電機(jī)剎車控制輸出端，Z軸下壓式電機(jī)帶剎車功能，電機(jī)供電問題導(dǎo)致Z軸會(huì)下降，所述電機(jī)剎車輸出端在產(chǎn)生安全觸發(fā)后會(huì)輸出剎車電壓。

作為進(jìn)一步具體優(yōu)化的，所述安全電路板的16路輸入端口包括有+24V電源控制輸出端，在安全電路板未被觸發(fā)時(shí)，+24V電源信號(hào)將一直輸出，當(dāng)觸發(fā)后，切斷該電壓；該電壓用于控制外部電磁閥，其外接部件直接受所述安全電路板控制。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1)三色燈顯示+報(bào)警。黃燈：初態(tài)；紅燈：任何故障點(diǎn)亮；綠燈：設(shè)備正常運(yùn)行。EHS安全：以顏色和聲音的形式，清晰告之維修人員安全裝置被觸發(fā)，及時(shí)快速處理。

2)光柵、聯(lián)鎖門及所有故障觸發(fā)，點(diǎn)亮紅燈，故障自鎖。EHS安全：未有安全電路板之前，觸發(fā)聯(lián)鎖門和光柵，只要移除障礙物，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件又恢復(fù)動(dòng)作，帶來2次傷害等一系列隱患，現(xiàn)在有自鎖功能，只有排除故障并復(fù)位后才能繼續(xù)，極大減少隱患再生。

3)按Reset解鎖，為了避免正常取放產(chǎn)品觸發(fā)，CON&REJ也解鎖。EHS人機(jī)工程：之前未采用安全聯(lián)鎖和光幕控制時(shí)，絕大多數(shù)采用的是雙手長按式方式，操作員在一天8小時(shí)快節(jié)奏下來，手部很勞累，現(xiàn)在采用安全控制板，員工每次只要<1s的操作時(shí)間，其余時(shí)間可以做其他事，解放雙手。

4)電機(jī)剎車自動(dòng)控制。EHS安全：部分電機(jī)馬達(dá)在突然斷電情況下，Z軸會(huì)由于失去能源掉落。采用安全控制板在電機(jī)失電情況下，觸發(fā)安全控制，鎖定電機(jī)Z軸，控制掉落風(fēng)險(xiǎn)。

5)任何外圍觸發(fā)&故障，立即斷開+24V電源控制輸出端。EHS安全：任何形式的觸發(fā)安全裝置，基本能做到瞬間切斷能源供應(yīng)。

6)輸入信號(hào)兼容NPN與PNP，所有外部安全部件輸出都能兼容，利于設(shè)備改造而不需要更換安全部件。多塊安全電路板串并聯(lián)使用，并聯(lián)使用可以分區(qū)控制，串聯(lián)使用滿足端口不足時(shí)的擴(kuò)展。純電子電路設(shè)計(jì)，觸發(fā)自鎖，純電子電路設(shè)計(jì)，不通過編程控制，避免軟件Bug可能造成的隱患，觸發(fā)任何一路輸入即自鎖輸出狀態(tài)，無延遲。

本發(fā)明通過純電子部件，運(yùn)用ULN2803實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以滿足電平需求，通過DM74LS375N對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鎖存，僅通過外部Reset信號(hào)進(jìn)行解鎖；這樣，將設(shè)備使用的機(jī)柜門、光柵等安全控制部件接入安全電路板，當(dāng)設(shè)備門被打開或光柵等被觸發(fā)時(shí)，安全電路板電路立即會(huì)對(duì)輸出進(jìn)行鎖存，后續(xù)則所有相關(guān)的運(yùn)動(dòng)部件將全部停止工作，保持在原狀態(tài)，避免人員進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部可能造成的運(yùn)動(dòng)機(jī)械傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明安全電路板示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1高電平信號(hào)輸入接口；2低電平信號(hào)輸入接口；3信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器；4門電路信號(hào)調(diào)整器；5狀態(tài)鎖存器；6解鎖輸入電路；7狀態(tài)輸出指示電路。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖1和2更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

一種用于自動(dòng)化設(shè)備安全控制的模塊系統(tǒng)，包括有安全電路板，所述安全電路板上設(shè)有高電平信號(hào)輸入接口1、低電平信號(hào)輸入接口2、信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器3、門電路信號(hào)調(diào)整器4、狀態(tài)鎖存器5、解鎖輸入電路6和狀態(tài)輸出指示電路7；所述高電平信號(hào)輸入接口1和所述低電平信號(hào)輸入接口2依次共同連接于所述信號(hào)電平轉(zhuǎn)換器3，門電路信號(hào)調(diào)整器4、狀態(tài)鎖存器5和狀態(tài)輸出指示電路7；所述狀態(tài)鎖存器5連接于解鎖輸入電路6；所述安全電路板設(shè)有16路輸入端口，其中CON&REJ和Reset端口作為操作輸入端口，其余13個(gè)輸入端口滿足常規(guī)安全控制輸入，任何輸入端口的有效輸入都將立即觸發(fā)所述安全電路板；所述安全電路板通過使用二路ULN2803切換實(shí)現(xiàn)所有輸入端端口能支持NPN或PNP輸入；所述安全電路板任何有效輸入狀態(tài)，必須鎖存輸出，僅在觸發(fā)Reset輸入后解鎖；所述安全電路板所有輸入狀態(tài)布局LED指示燈以方便查看工作狀態(tài)。

所述安全電路板具有三色燈輸入端口，所述三色燈輸入端口直連三色燈以顯示工作狀態(tài)；所述三色燈為常規(guī)聲光報(bào)警三色燈，所述常規(guī)聲光報(bào)警三色燈在安全電路板上直接接入；設(shè)備上電運(yùn)行時(shí)，黃燈代表設(shè)備待機(jī)狀態(tài)；綠燈代表運(yùn)行狀態(tài)；紅燈及蜂鳴代表故障狀態(tài)。

所述16路輸入端口連接設(shè)備外部各類安全控制部件輸出端；或在輸入不足時(shí)多塊安全電路板串并聯(lián)使用。

所述安全電路板設(shè)有每個(gè)通路使用二路ULN2803實(shí)現(xiàn)高低電平的切換，實(shí)現(xiàn)安全件輸出NPN與PNP的兼容，以適合所有部件的接入；所述安全電路板通過板上DM74LS375N芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入端有效信號(hào)的鎖存，防止信號(hào)的丟失，通過芯片級(jí)對(duì)信號(hào)的直接處理，避免軟件編程的Bug及延遲。

所述安全電路板的16路輸入端口包括有獨(dú)立的電機(jī)剎車控制輸出端，Z軸下壓式電機(jī)帶剎車功能，電機(jī)供電問題導(dǎo)致Z軸會(huì)下降，所述電機(jī)剎車輸出端在產(chǎn)生安全觸發(fā)后會(huì)輸出剎車電壓。

所述安全電路板的16路輸入端口包括有+24V電源控制輸出端，在安全電路板未被觸發(fā)時(shí)，+24V電源信號(hào)將一直輸出，當(dāng)觸發(fā)后，切斷該電壓；該電壓用于控制外部電磁閥，其外接部件直接受所述安全電路板控制。

Reset輸入與CON&REJ按鍵輸入解鎖。正常安全電路板的觸發(fā)可能是技術(shù)人員維修設(shè)備時(shí)將設(shè)備的安全門打開，設(shè)備運(yùn)行過程中安全光柵被非操作人員觸發(fā)等，當(dāng)設(shè)備被鎖存后，需要使用Reset鍵以恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行；但有一種情況，在設(shè)備外圍安裝的安全光柵，由于設(shè)備操作人員需要往設(shè)備內(nèi)部投放產(chǎn)品，這時(shí)操作人員會(huì)觸發(fā)光柵，設(shè)備也同樣進(jìn)入鎖存狀態(tài)，常態(tài)也需要通過按Reset鍵解鎖，但由于這樣的產(chǎn)品投放操作屬于正常操作流程，后續(xù)操作人員會(huì)同時(shí)按下CON&REJ鍵繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備，為了避免操作人員同時(shí)操作二次(按Reset鍵后按CON&REJ鍵)，將CON&REJ鍵同時(shí)按下也作為Reset操作，避免操作人員多余操作。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1)三色燈顯示+報(bào)警。黃燈：初態(tài)；紅燈：任何故障點(diǎn)亮；綠燈：設(shè)備正常運(yùn)行。EHS安全：以顏色和聲音的形式，清晰告之維修人員安全裝置被觸發(fā)，及時(shí)快速處理。

2)光柵、聯(lián)鎖門及所有故障觸發(fā)，點(diǎn)亮紅燈，故障自鎖。EHS安全：未有安全電路板之前，觸發(fā)聯(lián)鎖門和光柵，只要移除障礙物，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件又恢復(fù)動(dòng)作，帶來2次傷害等一系列隱患，現(xiàn)在有自鎖功能，只有排除故障并復(fù)位后才能繼續(xù)，極大減少隱患再生。

3)按Reset解鎖，為了避免正常取放產(chǎn)品觸發(fā)，CON&REJ也解鎖。EHS人機(jī)工程：之前未采用安全聯(lián)鎖和光幕控制時(shí)，絕大多數(shù)采用的是雙手長按式方式，操作員在一天8小時(shí)快節(jié)奏下來，手部很勞累，現(xiàn)在采用安全控制板，員工每次只要<1s的操作時(shí)間，其余時(shí)間可以做其他事，解放雙手。

4)電機(jī)剎車自動(dòng)控制。EHS安全：部分電機(jī)馬達(dá)在突然斷電情況下，Z軸會(huì)由于失去能源掉落。采用安全控制板在電機(jī)失電情況下，觸發(fā)安全控制，鎖定電機(jī)Z軸，控制掉落風(fēng)險(xiǎn)。

5)任何外圍觸發(fā)&故障，立即斷開+24V電源控制輸出端。EHS安全：任何形式的觸發(fā)安全裝置，基本能做到瞬間切斷能源供應(yīng)。

6)輸入信號(hào)兼容NPN與PNP，所有外部安全部件輸出都能兼容，利于設(shè)備改造而不需要更換安全部件。多塊安全電路板串并聯(lián)使用，并聯(lián)使用可以分區(qū)控制，串聯(lián)使用滿足端口不足時(shí)的擴(kuò)展。純電子電路設(shè)計(jì)，觸發(fā)自鎖，純電子電路設(shè)計(jì)，不通過編程控制，避免軟件Bug可能造成的隱患，觸發(fā)任何一路輸入即自鎖輸出狀態(tài)，無延遲。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。