工控機的市電通斷檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工控機附屬設(shè)備，特別涉及一種工控機的市電通斷檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]工控機廣泛應(yīng)用于基站機房、監(jiān)控安防、工礦廠房、軍事等一些應(yīng)用領(lǐng)域，其使用交流市電作為供電電源，同時往往還采用蓄電池作為備份電源。由于使用環(huán)境的特殊性，工控機通常需要長期穩(wěn)定可靠的工作，所以在市電掉電的時候需要保存重要數(shù)據(jù)后再關(guān)機，在市電來電時又要能夠正常開機。因此需要研發(fā)一種用于工控機的市電通斷檢測設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)狀況，本實用新型的目的是提供一種工控機的市電通斷檢測設(shè)備。該設(shè)備工作電源采用市電供電和工控機開關(guān)電源雙電源供電方式，市電正常時采用市電供電，市電停電時則采用工控機內(nèi)部開關(guān)電源輸出供電。
[0004]本實用新型是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種工控機的市電通斷檢測設(shè)備，其特征在于:該設(shè)備包括微處理器MCU、交流市電通斷檢測電路、工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、工控機開機控制電路、看門狗電路及晶振；微處理器MCU采用MSP430F2370芯片，微處理器MCU通過GP1接口與交流市電通斷檢測電路連接;微處理器M⑶通過GP1接口與工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路連接;微處理器MCU通過UART接口與RS232電平轉(zhuǎn)換電路連接;微處理器MCU通過GP1接口與工控機開機控制電路連接;看門狗電路和晶振分別連接微處理器MCU;微處理器MCU通過RS232通信接口連接工控機。
[0005]本實用新型所述的交流市電通斷檢測電路采用變壓器T1、LM1117穩(wěn)壓芯片Ul;變壓器Tl的I腳、2腳接電源插座JI，3腳連接二極管Dl的正極和二極管D3的負極，4腳連接二極管D2的正極和二極管D4的負極，二極管DI的負極和二極管D2的負極與電解電容CE I的正極和電容Cl的一端一起連接到穩(wěn)壓芯片Ul的I腳，穩(wěn)壓芯片Ul的3腳輸出3.3V電壓，同時連接電解電容CE2的正極、電容C2和電阻R3的一端，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接后接到微處理器MCU，電阻R4和電容C2的另一端、電解電容CE2的負極、二極管D3的正極、二極管D4的正極、電解電容CE I的負極、電容Cl的另一端以及穩(wěn)壓芯片Ul的2腳接地。
[0006]本實用新型所述的工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路采用兩個二極管，二極管D5的正極、二極管D6的負極和電阻R5的一端一起連接至檢測設(shè)備DB9插座J2的I腳，電阻R5的另一端與電阻R6的一端連接后接到微處理器MCU，電阻R6的另一端與二極管D6的正極連接后同時接地，二極管D5的負極接電源VCC端。
[0007]本實用新型所述的工控機開機控制電路采用繼電器Kl和三極管Ql，繼電器Kl的4腳連接二極管D7的負極后接電源VCC端，繼電器Kl的5腳連接二極管D7的正極后接三極管Ql的發(fā)射極，三極管Ql的基極連接電阻Rl和電阻R2的一端，電阻Rl的另一端連接微處理器MCU的POWER信號端，電阻R2的另一端接電源VCC端，三極管Ql集電極接地。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型基于市電通斷檢測電路及工控機開機控制電路實現(xiàn)，技術(shù)成熟可靠，簡單合理，市電檢測電路通過變壓器實現(xiàn)高壓、低壓隔離，設(shè)備安全性高。微處理器外圍電路簡單，硬件成本較低，不增加系統(tǒng)額外成本負擔(dān)。
[0009]采用本實用新型的檢測設(shè)備，可實時檢測交流市電的供電狀態(tài)以及工控機開關(guān)機狀態(tài)。設(shè)備可將市電停電狀態(tài)發(fā)送給工控機，工控機可以在保存重要數(shù)據(jù)后再關(guān)機，避免造成經(jīng)濟損失；同時在市電恢復(fù)正常后，本設(shè)備又可自動控制工控機開機，使設(shè)備恢復(fù)正常工作。因此，本設(shè)備具有較重要的使用價值。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型硬件連接框圖；
[0011]圖2為圖1中交流市電通斷檢測電路圖；
[0012]圖3為圖1中工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路圖；
[0013]圖4為圖1中工控機開機控制電路圖；
[0014]圖5為本實用新型設(shè)備DB9接口與工控機接線示意圖；
[0015]圖6為本實用新型設(shè)備工作步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0016]為了更清楚的理解本實用新型，以下結(jié)合附圖進行詳細描述:
[0017]如圖1所示，本實用新型硬件電路采用TI公司的MSP430F2370微處理器MCU，外圍電路還包括晶振、看門狗電路，以及RS232電路電平轉(zhuǎn)換電路、交流市電通斷檢測電路、工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路和工控機開機控制電路。
[0018]本系統(tǒng)硬件工作原理:MSP430F2370微處理器是一款完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型MCU，是整個電路控制核心。該微處理器M⑶是TI公司開發(fā)的一款基于16bit RISC的混合信號處理器，具有高集成度和超低功耗特性，最高主頻可達16MHz，片內(nèi)集成32K容量的FLASH和2KB容量的RAM。此外，該微處理器MCU還具有豐富的定時器、比較器、乘法器、溫度傳感器、ADC、DMA等片內(nèi)資源，以及UART、SP1、I2C接口。微處理器M⑶負責(zé)通過市電通斷檢測電路檢測市電狀態(tài)，并將市電狀態(tài)通過RS232串口發(fā)送給工控機;通過工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路檢測工控機開關(guān)機狀態(tài)；通過工控機開機控制電路產(chǎn)生控制信號控制工控機開機。RS232電平轉(zhuǎn)換電路采用美信公司的MAX232接口芯片實現(xiàn)。
[0019]如圖2所示，其中電源插座Jl用于連接220交流市電，變壓器Tl用于將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為5V交流電壓。二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4組成全波整流電路，將5V交流電壓轉(zhuǎn)換為單向脈沖電壓。大容量電解電容CEl和陶瓷電容Cl組成濾波電路，將5V單向脈沖電壓轉(zhuǎn)為4?5V的直流電壓，再經(jīng)過低壓差穩(wěn)壓芯片LMll 17(U1)轉(zhuǎn)換為3.3V直流電壓(3.3V_IN)，該電壓可作為單板電路供電電源，在經(jīng)過電阻R3、電阻R4分壓、限流后連接到微處理器M⑶的GP1輸入接口，微處理器M⑶讀取該輸入電壓，如果為高電平則市電供電正常，如果為低電平則市電停電。
[0020]如圖3所示，工控機開關(guān)電源輸出電壓通過線纜連接至檢測設(shè)備DB9插座J2的I腳，經(jīng)過二極管D5后作為單板電路供電電源(VCC)，同時經(jīng)過電阻R5、電阻R6分壓、限流后，連接至微處理器M⑶的GP1輸入接口，微處理器M⑶讀取該輸入電壓，如果為高電平則工控機處于開機狀態(tài)，如果為低電平則為關(guān)機狀態(tài)。
[0021]如圖4所示，該電路采用繼電器實現(xiàn)控制工控機開機的功能。設(shè)備控制工控機開機時，微處理器MCU在POWER信號輸出低電平，三極管Ql導(dǎo)通，繼電器KI線圈中有電流通過，繼電器閉合，工控機開機信號POWERl和P0WER2導(dǎo)通，工控機開機。
[0022]工控機開機控制電路采用單刀雙擲的繼電器實現(xiàn)。工控機開機的兩根信號線(POffERl、P0WER2信號)分別連接至設(shè)備繼電器的公共腳(繼電器Kl的I腳)和常開腳(繼電器Kl的3腳)。設(shè)備檢測到市電來電且工控機關(guān)機時，微處理器驅(qū)動繼電器閉合，工控機開機信號POWERl和P0WER2導(dǎo)通，工控機開機。
[0023]如圖5所示，該線纜傳輸三種類型信號:工控機開關(guān)電源輸出電壓，用于工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測和給設(shè)備提供工作電壓;RS232總線(RS232_TX、RS232_RX)，用于設(shè)備和工控機之間通信傳輸;工控機開機信號(POffERl、P0WER2)，用于設(shè)備控制工控機開機。
[0024]如圖6所示，本設(shè)備的實現(xiàn)方法有如下步驟:
[0025]步驟一.設(shè)備上電后開始工作，微處理器MCU通過市電通斷檢測電路檢測市電狀態(tài)；
[0026]步驟二.微處理器M⑶通過工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路檢測工控機開關(guān)機狀態(tài)；
[0027]步驟三.判斷市電和工控機開關(guān)機狀態(tài)，如果市電正常而且工控機處于關(guān)機狀態(tài)，微處理器M⑶通過工控機開機控制電路控制工控機開機，然后返回步驟一；否則進行下一步；
[0028]步驟四.判斷設(shè)備是否接收到工控機輪詢指令，如果未接收到工控機輪詢指令，直接返回步驟一；如果接收到工控機輪詢指令，設(shè)備通過RS232總線向工控機發(fā)送市電狀態(tài)，然后跳轉(zhuǎn)到步驟一。
【主權(quán)項】
1.一種工控機的市電通斷檢測設(shè)備，其特征在于:該設(shè)備包括微處理器MCU、交流市電通斷檢測電路、工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、工控機開機控制電路、看門狗電路及晶振;微處理器MCU采用MSP430F2370芯片，微處理器M⑶通過GP1接口與交流市電通斷檢測電路連接;微處理器MCU通過GP1接口與工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路連接;微處理器M⑶通過UART接口與RS232電平轉(zhuǎn)換電路連接;微處理器M⑶通過GP1接口與工控機開機控制電路連接;看門狗電路和晶振分別連接微處理器M⑶;微處理器M⑶通過RS232通信接口連接工控機； 所述的交流市電通斷檢測電路采用變壓器T1、LM1117穩(wěn)壓芯片Ul;變壓器Tl的I腳、2腳接電源插座Jl，3腳連接二極管Dl的正極和二極管D3的負極，4腳連接二極管D2的正極和二極管D4的負極，二極管DI的負極和二極管D2的負極與電解電容CE I的正極和電容CI的一端一起連接到穩(wěn)壓芯片Ul的I腳，穩(wěn)壓芯片Ul的3腳輸出3.3V電壓，同時連接電解電容CE2的正極、電容C2和電阻R3的一端，電阻R3的另一端與電阻R4的一端連接后接到微處理器MCU，電阻R4和電容C2的另一端、電解電容CE2的負極、二極管D3的正極、二極管D4的正極、電解電容CEl的負極、電容Cl的另一端以及穩(wěn)壓芯片Ul的2腳接地； 所述的工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路采用兩個二極管，二極管D5的正極、二極管D6的負極和電阻R5的一端一起連接至檢測設(shè)備DB9插座J2的I腳，電阻R5的另一端與電阻R6的一端連接后接到微處理器M⑶，電阻R6的另一端與二極管D6的正極連接后同時接地，二極管D5的負極接電源VCC端； 所述的工控機開機控制電路采用繼電器Kl和三極管Ql，繼電器Kl的4腳連接二極管D7的負極后接電源VCC端，繼電器Kl的5腳連接二極管D7的正極后接三極管Ql的發(fā)射極，三極管QI的基極連接電阻RI和電阻R2的一端，電阻RI的另一端連接微處理器MCU的POWER信號端，電阻R2的另一端接電源VCC端，三極管Ql集電極接地。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于工控機的市電通斷檢測設(shè)備。該設(shè)備包括MCU、市電通斷檢測電路、工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、工控機開機控制電路、看門狗及晶振；MCU采用MSP430F2370芯片，且分別與交流市電通斷檢測電路、工控機開關(guān)機狀態(tài)檢測電路、RS232電平轉(zhuǎn)換電路、工控機開機控制電路及工控機連接，看門狗電路和晶振分別連接MCU。采用本檢測設(shè)備，可實時檢測交流市電的供電狀態(tài)和工控機開關(guān)機狀態(tài)；可將市電停電狀態(tài)發(fā)送給工控機，工控機在保存重要數(shù)據(jù)后再關(guān)機，避免造成經(jīng)濟損失；同時在市電恢復(fù)正常后，又自動控制工控機開機，使工控機恢復(fù)正常工作。因此，本設(shè)備具有較重要的使用價值。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN205193517
【申請?zhí)枴緾N201521006456
【發(fā)明人】高麗哲, 龐輝, 宋春民, 李延波, 劉勝杰, 劉金棟, 夏連杰, 俞光日, 馬鳳乾
【申請人】天津七一二通信廣播有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月8日