本實(shí)用新型涉及一種電路，尤其涉及一種無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的包含工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的設(shè)備一般是通過觸點(diǎn)開關(guān)來控制設(shè)備的通斷電，進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作，這種開關(guān)方式對(duì)于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)帶來了很大的麻煩，通過斷電強(qiáng)行關(guān)機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行開關(guān)，對(duì)于操作系統(tǒng)的影響很大，可能導(dǎo)致文件或者操作未保存，下次啟動(dòng)異常，嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致整個(gè)操作系統(tǒng)崩潰，給使用者帶來了很大的困擾；或者對(duì)設(shè)備開關(guān)機(jī)需要在用戶界面及觸點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行多項(xiàng)操作，才能完成系統(tǒng)和設(shè)備的正常開關(guān)機(jī)，但此方法相對(duì)來說比較繁瑣，浪費(fèi)了用戶寶貴的時(shí)間。

所以一種方便，安全的開關(guān)機(jī)方式顯得就很重要了，本實(shí)用新型就是為解決這個(gè)問題而開發(fā)的一種無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種操作簡便又能保障系統(tǒng)安全同時(shí)節(jié)能的無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路，應(yīng)用于帶工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的設(shè)備，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)設(shè)有電源箱，所述無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路包括單片機(jī)以及與單片機(jī)連接的AC220V電源控制模塊，AC220V掉電檢測模塊，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊、按鍵電路、USB通信模塊，

所述AC220V電源控制模塊接入電源箱，用于控制電源箱電源的通斷；

所述AC220V掉電檢測模塊接入供電電源，用于檢測電源箱有無電源輸入；

所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，用于檢測工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的開關(guān)狀態(tài)；

所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊通過開關(guān)機(jī)控制線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，用于控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的開關(guān)；

所述按鍵電路用于提供開關(guān)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的按鈕。

進(jìn)一步地，所述AC220V電源控制模塊包括：通過電源線接于單片機(jī)輸出端的第一三極管開關(guān)控制電路以及與所述第一三極管開關(guān)控制電路連接的繼電器，所述繼電器與電源箱連接。

進(jìn)一步地，所述AC220V掉電檢測模塊包括：通過電源線接于單片機(jī)輸入端的光耦檢測電路以及與所述光耦檢測電路連接的阻容抗壓電路，所述阻容抗壓電路連接于供電電源。

進(jìn)一步地，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊包括：通過電源線接于單片機(jī)輸入端的USB掉電檢測電路以及與所述USB掉電檢測電路連接的USB端口，所述USB端口通過USB通信線連接于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步地，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊包括：通過電源線接于單片機(jī)輸出端的第二三極管開關(guān)控制電路以及與所述第二三極管開關(guān)控制電路連接的控制接口，所述控制接口通過開關(guān)機(jī)控制線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述按鍵電路包括：通過電源線接于單片機(jī)輸入端的按鍵檢測電路以及與所述按鍵檢測電路連接的自復(fù)位按鈕，所述自復(fù)位按鈕通過信號(hào)線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路還包括USB通信模塊，所述USB通信模塊包括：通過電源線分別與單片機(jī)輸入端和輸出端連接的USB接口電路以及與所述USB接口電路連接的USB接口，所述USB接口通過USB通信線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，用于提供單片機(jī)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的雙向通信通道。

進(jìn)一步地，所述無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路還包括狀態(tài)顯示模塊。

進(jìn)一步地，所述無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路還包括蜂鳴器語音提示模塊。

進(jìn)一步地，所述狀態(tài)顯示模塊包括通過電源線接于單片機(jī)輸出端的驅(qū)動(dòng)電路以及與所述驅(qū)動(dòng)電路連接的八段數(shù)碼管，所述蜂鳴器語音提示模塊包括通過電源線接于單片機(jī)輸出端的驅(qū)動(dòng)電路以及與所述驅(qū)動(dòng)電路連接的蜂鳴器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：

①在無UPS電源供電的情況下，使用者僅僅通過一個(gè)按鍵即可完成了整個(gè)系統(tǒng)正常的開關(guān)機(jī)動(dòng)作，取代了傳統(tǒng)先關(guān)閉軟件、再關(guān)機(jī)、再關(guān)閉電源開關(guān)等一系列復(fù)雜的操作，操作方便，不需要任何技術(shù)操作門檻，同時(shí)保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。大大減少了由于工業(yè)控制計(jì)算由于開關(guān)機(jī)操作復(fù)雜而導(dǎo)致的通過斷電關(guān)機(jī)的事件的發(fā)生，降低了由于非正常開關(guān)機(jī)對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的硬件和軟件的損壞；

②連接方式簡便，只需要三根線就可以完成此模塊的連接；電源可直接由市電AC220V直接接入，不需要電源適配器或者其它電源轉(zhuǎn)換模塊；

③適用性強(qiáng)，適用于所有帶電源箱的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；

④通過模塊對(duì)整機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)后20S，自動(dòng)切斷后級(jí)電源，降低了整機(jī)的待機(jī)功耗，節(jié)省了電能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型在實(shí)際實(shí)用中與供電電源和工控機(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中單片機(jī)的系統(tǒng)電路圖；

圖4為本實(shí)用新型中光耦檢測電路圖；

圖5為本實(shí)用新型中阻容降壓電路圖；

圖6為本實(shí)用新型中按鍵檢測電路的電路圖；

圖7為本實(shí)用新型中第一三極管開關(guān)控制電路的電路圖；

圖8為本實(shí)用新型中第二三極管開關(guān)控制電路的電路圖；

圖9為本實(shí)用新型中數(shù)碼管狀態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖10為本實(shí)用新型中蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖11為本實(shí)用新型中USB接口電路的電路圖；

圖12為本實(shí)用新型中USB掉電檢測電路的電路圖；

圖13為本實(shí)用新型中圖1的進(jìn)一步具體化的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路，應(yīng)用于帶工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的設(shè)備，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)帶有電源箱。如圖1所示，無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路包括單片機(jī)以及與單片機(jī)連接的AC220V電源控制模塊，AC220V掉電檢測模塊，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊、按鍵電路、USB通信模塊、蜂鳴器語音提示模塊、數(shù)碼管狀態(tài)顯示模塊。

所述單片機(jī)為STM32單片機(jī)，采用工業(yè)級(jí)嵌入式STM32系列單片機(jī)為模塊核心控制平臺(tái)，抗干擾能力及穩(wěn)定性相對(duì)于傳統(tǒng)的控制平臺(tái)大大提高。如圖3所示，為所述STM32單片機(jī)的系統(tǒng)電路圖。

如圖13所示，所述AC220V掉電檢測模塊，用于檢測電源箱有無電源輸入，其包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸入端的光耦檢測電路以及與所述光耦檢測電路連接的阻容降壓電路，所述阻容降壓電路接于供電電源。所述光耦檢測電路的電路圖如圖4所示，所述阻容降壓電路電路圖如圖5所示。

所述AC220V電源控制模塊，用于控制電源箱電源的通斷。本實(shí)用新型實(shí)施例中所述的電源箱，指所有工業(yè)控制計(jì)算機(jī)供電模塊，如開關(guān)電源、適配器、或者其它形式電源模塊，并不特指某一種電源箱。AC220V電源控制模塊包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸出端的第一三極管開關(guān)控制電路以及與所述第一三極管開關(guān)控制電路連接的繼電器，所述繼電器與電源箱連接。所述第一三極管開關(guān)控制電路的電路圖如圖7所示。

所述工控機(jī)掉電檢測模塊，用于檢測工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的開關(guān)狀態(tài)。其包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸入端的USB掉電檢測電路以及與所述USB掉電檢測電路連接的USB端口，所述USB端口連接于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。所述USB掉電檢測電路的電路圖如圖12所示。

所述工控機(jī)開關(guān)機(jī)控制模塊，用于控制工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開關(guān)。其包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸出端的第二三極管開關(guān)控制電路以及與所述第二三極管開關(guān)控制電路連接的控制接口，所述控制接口通過開關(guān)控制線與工控機(jī)連接。所述第二三極管開關(guān)控制電路的電路圖如圖8所示。

所述USB通信模塊包括：通過電源線分別與STM32單片機(jī)輸入端和輸出端連接的USB接口電路以及與所述USB接口電路連接的USB接口，所述USB接口通過USB通信線與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，建立STM32單片機(jī)與工控機(jī)的雙向通信通道。所述USB接口電路的電路圖如圖11所示。

所述按鍵電路包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸入端的按鍵檢測電路以及與按鍵檢測電路連接的自復(fù)位按鈕，所述自復(fù)位按鈕通過信號(hào)線與工控機(jī)連接，用于為用戶提供開關(guān)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的物理按鍵。所述按鍵檢測電路的電路圖如圖6所示。

所述無UPS實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備一鍵開關(guān)機(jī)的電路還包括蜂鳴器語音提示模塊和數(shù)碼管狀態(tài)顯示模塊。

所述蜂鳴器語音提示模塊包括：通過電源線與STM32單片機(jī)輸出端連接的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路以及與所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路連接的蜂鳴器。所述蜂鳴器語音提示，會(huì)根據(jù)不同的操作有相應(yīng)的提示。所述蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路的電路圖如圖10所示。

所述數(shù)碼管狀態(tài)顯示模塊包括：通過電源線接于STM32單片機(jī)輸出端的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路以及與所述數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路連接的八段數(shù)碼管。所述數(shù)碼管狀態(tài)顯示，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前模塊的工作狀態(tài)，為維護(hù)人員提供了故障信息方便維護(hù)。所述數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的電路圖如圖9所示。

本實(shí)用新型技術(shù)方案在實(shí)際使用中的操作流程如下：

在整機(jī)未接通電源的情況下，設(shè)備上電后，AC220V掉電檢測模塊檢測到供電電源，把信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)通過AC220V電源控制模塊控制電源箱通電。

工控機(jī)開機(jī)過程：

在設(shè)備關(guān)機(jī)的情況下，按下自復(fù)位按鈕1.5S后，按鍵電路將信號(hào)傳送至STM32單片機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊檢測到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于未開機(jī)狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至STM32單片機(jī)，STM32單片機(jī)通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊開啟工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)正常啟動(dòng)。

工控機(jī)關(guān)機(jī)過程：

在開機(jī)狀態(tài)下，按下自復(fù)位按鈕1.5S后，按鍵電路將信號(hào)傳送至STM32單片機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)掉電檢測模塊檢測到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于開機(jī)狀態(tài)，將信號(hào)發(fā)送至STM32單片機(jī)，STM32單片機(jī)通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)控制模塊關(guān)閉工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)正常關(guān)閉。等待系統(tǒng)正常關(guān)閉后5S，STM32單片機(jī)通過AC220V電源控制模塊切斷電源箱的電源，僅此模塊處于待機(jī)模式，保證了系統(tǒng)的安全性和低功耗待機(jī)性能。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在無需增加UPS的情況下，也可完成對(duì)設(shè)備的供電進(jìn)行控制和管理。在操作上，僅僅通過一個(gè)按鍵即可完成對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的正常開關(guān)機(jī)動(dòng)作，操作簡單，同時(shí)保證了系統(tǒng)的安全性和低功耗待機(jī)性能。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個(gè)實(shí)用新型方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的描述中，本實(shí)用新型的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本實(shí)用新型要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，實(shí)用新型方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本實(shí)用新型的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對(duì)實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們?cè)O(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中?？梢园褜?shí)施例中的模塊或單元或組件組合成一個(gè)模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對(duì)本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本實(shí)用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。