一種工控機(jī)電源通斷控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種工控機(jī)電源通斷控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在帶有工控機(jī)的工業(yè)設(shè)備中，這些設(shè)備中的工作是有時間要求的，而目前這些設(shè)備電源的通斷大多是由人工進(jìn)行操作的，這無疑增加了人工管理的成本，尤其對于工控機(jī)這樣有待機(jī)功能的，很容易因疏漏對其電源的管理，使得其處在待機(jī)狀態(tài)下，這樣既浪費了電能，又存在遭遇雷擊等外在因素破壞的風(fēng)險。為了節(jié)省人力管理的成本，用于智能控制這些設(shè)備電源通斷的電源通斷控制裝置應(yīng)運而生。通常控制這種設(shè)備電源通斷的裝置，是根據(jù)記憶設(shè)定的通電定時時間或斷電延時時間來實現(xiàn)設(shè)備電源的通斷操作的，但其并沒有考慮到不同設(shè)備或不同性能的工控機(jī)在斷電前關(guān)閉運行軟件和關(guān)閉系統(tǒng)的時間長短差異:若設(shè)定的斷電延時時間過長，則其在工控機(jī)關(guān)閉系統(tǒng)后沒有及時斷開電源，造成電源的浪費；若設(shè)定的斷電延時時間過短，則其會強(qiáng)行斷開未關(guān)閉系統(tǒng)的工控機(jī)電源，這將會對工控機(jī)的電源或系統(tǒng)造成一定的損害。
[0003]因此很有必要為工控機(jī)電源提供一個新的電源控制裝置，使得工控機(jī)電源能夠在設(shè)定的時間段上實現(xiàn)可靠、高效地通電和斷電，這樣既節(jié)約了電能和人力管理成本，也避免了工控機(jī)電源在管理上存在的安全隱患，減少了設(shè)備的故障率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:提供一種高效、可靠和成本低的工控機(jī)電源通斷控制裝置。
[0005]本發(fā)明的另一目的是:提供一種高效、可靠和成本低的工控機(jī)電源通斷控制方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種工控機(jī)電源通斷控制裝置，包括:
檢測電路，用于實時采集工控機(jī)電源的電流信號，并將采集的電流信號轉(zhuǎn)換為TTL信號;
實時時鐘電路，用于提供實時計時時鐘；
后臺服務(wù)器，用于對工控機(jī)的電源進(jìn)行統(tǒng)一管理，向工控機(jī)發(fā)送延時關(guān)機(jī)或延時開機(jī)命令；
主控電路，用于根據(jù)TTL信號判斷工控機(jī)是否已關(guān)閉系統(tǒng)，然后根據(jù)判斷的結(jié)果、延時關(guān)機(jī)或延時開機(jī)命令以及實時計時時鐘產(chǎn)生相應(yīng)的斷電或通電控制信號；
繼電器電路，用于根據(jù)斷電或通電控制信號對工控機(jī)的電源進(jìn)行控制；
所述檢測電路的輸出端和實時時鐘電路的輸出端均與主控電路的輸入端連接，所述主控電路、檢測電路的輸入端、繼電器電路的輸出端和后臺服務(wù)器均與工控機(jī)連接，所述主控電路的輸出端與繼電器電路的輸入端連接。
[0007]進(jìn)一步，所述檢測電路包括: 電流互感器，用于采集工控機(jī)電源的電流，并將采集的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號；
比較器，用于將轉(zhuǎn)換后的電壓信號轉(zhuǎn)換為TTL信號；
所述電流互感器的輸入端與工控機(jī)的輸出端連接，所述電流互感器的輸出端與比較器的輸入端連接，所述比較器的輸出端與主控電路的輸入端連接。
[0008]進(jìn)一步，所述繼電器電路包括繼電器驅(qū)動電路以及繼電器，所述繼電器驅(qū)動電路的輸入端與主控電路的輸入端連接，所述繼電器驅(qū)動電路的輸出端與繼電器的第一輸入端連接，所述繼電器的第二輸入端與220交流電源連接，所述繼電器的輸出端與工控機(jī)的輸入端連接。
[0009]進(jìn)一步，所述比較器采用LM2901D比較器芯片。
[0010]進(jìn)一步，所述繼電器驅(qū)動電路采用ULQ2003AD驅(qū)動芯片。
[0011]進(jìn)一步，所述主控電路采用STM32F103RCT6芯片。
[0012]進(jìn)一步，該裝置還設(shè)有用于為主控電路以及實時時鐘電路提供后備電源的后備電池電路。
[0013]進(jìn)一步，在所述主控電路與工控機(jī)之間還連接有通信電路，所述通信電路采用FT232RL 芯片。
[0014]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:
一種工控機(jī)電源通斷控制方法，包括:
A、后臺服務(wù)器通過工控機(jī)向主控電路發(fā)送延時關(guān)機(jī)及延時開機(jī)命令；
B、主控電路通過實時時鐘電路對延時關(guān)機(jī)時間進(jìn)行計時，等待延時關(guān)機(jī)時間到來；
C、主控電路通過交流互感器實時采集工控機(jī)電源的電流，并根據(jù)采集電流的大小判斷工控機(jī)是否已關(guān)閉系統(tǒng)；
D、主控電路在延時關(guān)機(jī)時間到來且工控機(jī)已關(guān)閉系統(tǒng)時，通過繼電器電路關(guān)閉工控機(jī)的電源，然后通過實時時鐘電路對延時開機(jī)時間進(jìn)行計時，等待延時開機(jī)時間到來；
E、主控電路在延時開機(jī)時間到來時，通過繼電器電路打開工控機(jī)的電源。
[0015]進(jìn)一步，所述步驟C，其包括:
Cl、實時采集工控機(jī)電源的電流，并將采集的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號；
C2、將轉(zhuǎn)換后的電壓信號轉(zhuǎn)換為TTL信號；
C3、主控電路根據(jù)TTL信號的大小判斷工控機(jī)是否已關(guān)閉系統(tǒng)，若TTL信號小于設(shè)定的閾值，則判定工控機(jī)已關(guān)閉系統(tǒng)；反之，則工控機(jī)未關(guān)閉系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的裝置的有益效果是:包括后臺服務(wù)器，通過后臺服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制統(tǒng)一管理設(shè)備工控機(jī)的電源，節(jié)省了人力管理的成本，并解決了工控機(jī)電源在管理上存在的安全隱患；包括檢測電路、主控電路和繼電器電路，通過硬件上的檢測電路采集工控機(jī)電源的電流，并結(jié)合主控電路和繼電器電路的固件控制作用，實現(xiàn)了對工控機(jī)電源通斷電可靠、高效的控制，既能節(jié)約電能，又能最大限度地避免工控機(jī)在未關(guān)閉系統(tǒng)的狀態(tài)下強(qiáng)行斷電的情況，減小了對工控機(jī)的電源或系統(tǒng)造成的損害。
[0017]本發(fā)明的方法的有益效果是:根據(jù)實時采集的工控機(jī)電源電流大小采集電流的大小判斷工控機(jī)是否已關(guān)閉系統(tǒng)，并在延時關(guān)機(jī)時間到來且工控機(jī)已關(guān)閉系統(tǒng)時關(guān)閉工控機(jī)的電源或在延時開機(jī)時間到來時打開工控機(jī)的電源，實現(xiàn)了對工控機(jī)電源通斷電可靠、高效的控制，既能節(jié)約電能，又能最大限度地避免工控機(jī)在未關(guān)閉系統(tǒng)的狀態(tài)下強(qiáng)行斷電的情況，減小了對工控機(jī)的電源或系統(tǒng)造成的損害。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]圖1為本發(fā)明一種工控機(jī)電源通斷控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明一種工控機(jī)電源通斷控制方法的整體流程圖；
圖3為本發(fā)明步驟C的流程圖；
圖4為本發(fā)明主控電路的芯片引腳功能圖；
圖5為本發(fā)明通信電路的通信芯片引腳功能圖；
圖6為繼電器驅(qū)動電路的驅(qū)動芯片引腳功能圖。
[0020]圖7為比較器電路的比較器芯片引腳功能圖。
【具體實施方式】
[0021]參照圖1，一種工控機(jī)電源通斷控制裝置，包括:
檢測電路，用于實時采集工控機(jī)電源的電流信號，并將采集的電流信號轉(zhuǎn)換為TTL信號;
實時時鐘電路，用于提供實時計時時鐘；
后臺服務(wù)器，用于對工控機(jī)的電源進(jìn)行統(tǒng)一管理，向工控機(jī)發(fā)送延時關(guān)機(jī)或延時開機(jī)命令；
主控電路，用于根據(jù)TTL信號判斷工控機(jī)是否已關(guān)閉系統(tǒng)，然后根據(jù)判斷的結(jié)果、延時關(guān)機(jī)或延時開機(jī)命令以及實時計時時鐘產(chǎn)生相應(yīng)的斷電或通電控制信號；
繼電器電路，用于根據(jù)斷電或通電控制信號對工控機(jī)的電源進(jìn)行控制；
所述檢測電路的輸出端和實時時鐘電路的輸出端均與主控電路的輸入端連接，所述主控電路、檢測電路的輸入端、繼電器電路的輸出端和后臺服務(wù)器均與工控機(jī)連接，所述主控電路的輸出端與繼電器電路的輸入端連接。
[0022]其中，工控機(jī)電源的電流信號為模擬信號，所以要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(即TTL電平信號)，以使主控電路能夠識別和處理。
[0023]主控電路是控制核心，負(fù)責(zé)與工控機(jī)通信、數(shù)據(jù)的處理、信號的輸入、輸出控制等。
[0024]參照圖1，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述檢測電路包括:
電流互感器，用于采集工控機(jī)電源的電流，并將采集的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號；
比較器，用于將轉(zhuǎn)換后的電壓信號轉(zhuǎn)換為TTL信號；
所述電流互感器的輸入端與工控機(jī)的輸出端連接，所述電流互感器的輸出端與比較器的輸入端連接，所述比較器的輸出端與主控電路的輸入端連接。
[0025]參照圖1，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述繼電器電路包括繼電器驅(qū)動電路以及繼電器，所述繼電器驅(qū)動電路的輸入端與主控電路的輸入端連接，所述繼電器驅(qū)動電路的輸出端與繼電器的第一輸入端連接，所述繼電器的第二輸入端與220交流電源連接，所述繼電器的輸出端與工控機(jī)的輸入端連接。
[0026]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述比較器采用LM2901D比較器芯片。
[0027]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述繼電器驅(qū)動電路采用ULQ2003AD驅(qū)動芯片。
[0028]其中，ULN2003AD驅(qū)動芯片是一塊高壓、大電流的達(dá)林頓管陣列驅(qū)動電路，內(nèi)含七組NPN型達(dá)林頓管。各組達(dá)林頓管的發(fā)射極均連接在一起，集電極開路輸出。
[0029]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，所述主控電路采用STM32F103RCT6芯片。
[0030]本發(fā)明采用工業(yè)級CPU處理器STM32F103RCT6作為主控芯片，自帶實時時鐘和后備寄存器。
[0031]參照圖1，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實施方式，該裝置還設(shè)有用于為主控電路以及實時時鐘電路提供后備電源的后備電池電路。
[0032]參照圖1，