CN101441463B - 一种用于机械设备的急停信号产生系统及其工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于机械设备的急停信号产生系统，包括控制CPU，其接收来自该机械设备各个位置的各种急停检测信息，并在获得急停检测信息后，进行急停处理；控制CPU正常时，每隔清零信号间隔时间S输出清零信号；第一计时单元，该第一计时单元计时时间设置为计时极限时间T，在计时到达后，通过其输出端产生CPU失效信号，该第一计时单元的清零端连接所述控制CPU的清零信号输出端；急停信号产生单元，接收所述控制CPU输出的急停信号，以及第一计时单元输出的CPU失效信号，接收到其中任何一个信号即输出急停信号。所述清零信号间隔时间S短于所述计时极限时间T。本发明可及时侦知控制CPU是否正常运行，并及时处理。

Description

一种用于机械设备的急停信号产生系统及其工程机械 

技术领域

本发明涉及机械控制技术，尤其涉及一种用于机械设备的急停信号产生系统。本发明同时提供一种使用该急停信号产生系统的工程机械。 

背景技术

在机床或者工程机械等机械设备中，一般都设置有急停信号。该信号在紧急时刻发出，可控制机械设备立刻进行停止运行等紧急处理。 

在采用微机系统控制的机械设备中，急停信号一般由控制CPU或者急停信息监测单元发出。当监测到有异常情况发生，如电源电压跌落，通信信号中断等，就产生急停信号，紧急停止整个控制系统以及进行其他紧急处理，避免对机械设备造成损害。 

急停信号的形式可以有多种，如通过通信线给出急停信号以便其他控制器进行判别，或者直接利用输出端口来指示或驱动其他开关装置进行急停处理。但归根结底，在上述采用微机系统控制的机械设备中，急停信号的正确给出，必须依赖于控制控制CPU或急停信息监测单元的正常运行。在当控制CPU或者急停信息监测单元损坏而不能正常运行，甚至完全失效时，就无法保证正确给出急停信号。 

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种急停信号产生系统，这种系统在控制CPU或急停信息监测单元损坏时，能够及时发现这一情况，并产生急停信息，避免由于控制CPU或者急停信息监测单元损坏而无法产生急停信号而损害机械设备。 

本发明提供的用于机械设备的急停信号产生系统，包括， 

控制CPU或急停信息监测单元，用于接收来自该机械设备各个位置的各种急停检测信息，并在获得某个急停检测信息后，进行急停处理；所述急停处理包括通过与该控制CPU或急停信息监测单元连接的通信线向其他控制器发送急停信号，和/或通过急停信号输出端输出急停信号；所述控制CPU或急停信息监测单元具有清零信号输出端，当该控制CPU或急停信息监测单 元正常运行时，每隔一个清零信号间隔时间S，就会从清零信号输出端输出一个清零信号； 

第一计时单元，该第一计时单元为计时时间设置为预定的计时极限时间T的计时器，在计时到达该计时极限时间T后，就会立刻通过其输出端产生CPU失效信号；该第一计时单元的清零端连接所述控制CPU或急停信息监测单元的清零信号输出端；所述计时极限时间T小于清零信号间隔时间S； 

急停信号产生单元，用于接收所述控制CPU或急停信息监测单元输出的急停信号，以及所述第一计时单元输出的CPU失效信号，并在接收到其中任何一个信号时，向外输出急停信号。 

优选的，还具有第二计时单元，该第二计时单元为计时时间设置为预定的复位信号计时时间M的计时器；其清零端连接所述控制CPU或急停信息监测单元的清零信号输出端，其输出端连接控制CPU或急停信息监测单元的复位端；所述复位信号计时时间M短于所述第一计时单元的计时极限时间T而长于所述清零信号间隔时间S。 

优选的，所述控制CPU或急停信息监测单元在被复位后，如果能够正常启动，则会在重新启动后立刻通过清零信号输出端输出清零信号。 

优选的，所述急停信号为电平或者开关形式。 

优选的，所述第一计时单元的计时极限时间T要长于复位信号计时时间M和控制CPU或急停信息监测单元重新启动所需时间的和。 

本发明提供的急停系统设置了专门的第一计时单元，该第一计时单元预设一个计时极限时间T，并接收来自控制CPU或者急停信息监测单元发出的清零信号。正常情况下，该清零信号隔一清零信息间隔时间S发出一次，使该第一计时单元清零，其计时重新开始。由于所述清零信息间隔时间S较所述计时极限时间T短，所以该第一计时单元在计时达到计时极限时间T之前就会被清零。如果控制CPU或者急停信息监测单元出现故障，则其将不能及时发出清零信号，就会使所述第一计时单元计时到预设的计时极限时间T，该第一计时单元在计时达到计时极限时间T后，立即发出CPU失效信号，表明CPU或急停信息监测单元失效，急停信号产生单元据此发出急停信号。通过上述措施，可及时侦知控制CPU或者急停信息监测单元是否正常运行，并 及时处理，这样也就不会产生现有技术下，由于控制CPU或者急停信息监测单元故障而不能正确产生急停信号的问题。 

在本发明的优选实施方式中，还设置有第二计时单元，该第二计时单元用于产生复位信号。该复位信号用于复位控制CPU或者急停信息监测单元，使控制CPU或者急停信息监测单元的一些可自动恢复的短暂问题能够被及时解决，而不不会产生急停信号。该实施例中，只有在采用复位方式仍然无法解决控制CPU或者急停信息监测单元的问题时，才会产生急停信号。该优选方式避免了本发明基本方案可能产生的急停信号过多的问题，更适合机械设备实际使用。 

附图说明

图1是本发明第一实施例的原理图； 

图2是本发明第二实施例的原理图。 

具体实施方式

请参看图1，该图为本发明第一实施例提供的用于机械设备的急停信号产生系统的原理图。 

该急停信号产生系统包括控制CPU或急停信息监测单元1(以下称CPU1)、急停信号产生单元2、第一计时单元3。 

所述CPU1为该机械设备的控制器件，可以是该机械设备的中心控制器，也可以是该机械设备的某一部分的控制器。该CPU1接收来自该机械设备各个位置的各种急停检测信息，并在获得某个急停检测信息后，进行急停处理。所述急停处理包括两种方式，第一种处理方式是，通过CPU1连接的通信线向上一级控制器传输急停信号，该处理方式适用于该CPU不是机械设备的中心处理单元，或者该机械设备本身受到远端的控制器控制，并且该急停信号的内容需要上一级的控制器来判断的情况。第二种处理方式是通过CPU1的急停信号输出端EM_IO，输出急停信号，该急停信号采用电平信号形式或者开关信号形式。上述两种处理方式可以同时采用，也可以根据情况采用其中一种。 

所述第一计时单元3为一个计时器，具体可以采用计数器，该计时器具有一个预定的计时极限时间T，该第一计时单元3在计时到达该计时极限时 间T后，就会立刻通过其输出端产生一个CPU失效信号。该第一计时单元3的清零端连接所述CPU1的清零信号输出端MD_IO。所述CPU1每隔一个清零信号间隔时间S，就会从清零信号输出端MD_IO输出一个清零信号，对第一计时单元3清零。 

所述急停信号产生单元2接收所述CPU1输出的急停信号，以及所述第一计时单元3输出的CPU失效信号，并在接收到其中任何一个信号时，向外输出电平或者开关形式的急停信号。该急停信号产生单元2实际上可以采用与门或者与非门实现。 

上述急停信号产生系统的工作原理如下。 

在所述CPU1接收到来自其输入端的任何一个急停检测信息时，就会根据情况从其通信线或者急停信号输出端EM_IO输出一个电平或者开关形式的急停信号；通过通信线传输的急停信号将由上一级控制器进行相应处理，通过急停信号输出端EM_IO输出的急停信号则由所述急停信号产生单元2接收，该急停信号产生单元2据此输出电平或者开关形式的急停信号。同时，所述CPU1正常工作的情况下，会每隔清零信号间隔时间S，通过其清零信号输出端MD_IO输出一个清零信号，该清零信号清零所述第一计时单元3，使其从0开始计时。CPU1正常工作时，所述清零信号间隔时间S小于该第一计时单元3的计时极限时间T，所以，所述第一计时单元3不会计时达到计时极限时间T，也就不可能输出CPU失效信号。然而，当所述CPU1出现故障时，就不可能按照规律发送清零信号，所述第一计时单元3就会计时达到所述计时极限时间T，继而发出所述CPU失效信号。该CPU失效信号被所述急停信号产生单元2接收后，就会输出电平或者开关形式的急停信号。 

上述急停信号产生系统的优点在于，可以检测CPU本身是否存在故障，避免由于CPU故障导致无法发送急停信号的情况发生。 

上述实施例还存在一个缺点，CPU1可能出现偶发故障，可以通过重新启动而恢复，上述实施例在这种情况下也会发出急停信号，无法自行纠正CPU1的偶发故障。为此，本发明进一步提供第二实施例。 

本发明第二实施例提供一种急停信号产生系统，该急停信号产生系统在第一实施例的基础上进行了改进。请参看图2，该图为该急停信号产生系统 的原理图。由于该实施例与上述第一实施例基本相同，以下仅仅介绍其与第一实施例不同的部分，其相同的部分则不再介绍。 

图2示出，该急停信号产生系统与上述第一实施例相比，设置有第二计时单元4。该第二计时单元4为一个计时器，具体可以采用计数器，其清零端连接所述CPU1的清零信号输出端MD_IO，其输出端连接CPU1的复位端RST。该计时器具有一个预定的复位信号计时时间M，该复位信号计时时间M比所述第一计时单元3的计时极限时间T短，比所述清零信号间隔时间S长。该第二计时单元4在计时到达该复位信号计时时间M后，就会立刻产生一个复位信号，该复位信号会通过输出端输出到所述CPU1的复位端RST，使CPU1复位。如前所述，所述CPU1每隔一个清零信号间隔时间S，就会从清零信号输出端MD_IO输出一个清零信号，该清零信号对第一计时单元3清零的同时，也对该第二计时单元4清零。由于清零信号间隔时间S短于复位信号计时时间M，所以，只要CPU1正常工作，所述第二计时单元4就会在计时未达到所述复位信号计时时间M时被清零，所述第二计时单元4始终不会输出复位信号。如果CPU1工作异常，则无法按时发出清零信号，则所述第二计时单元4就可能计时达到复位信号计时时间M，在达到后，该第二计时单元4就会通过输出端向该CPU1发出复位信号，使CPU1复位。CPU1如果复位成功，则会在启动后立刻通过所述清零信号输出端MD_IO输出清零信号，使第一计时单元3和第二计时单元4同时清零，重新进入正常工作状态。如果CPU1在得到复位信号后，仍然不能正常复位启动，则等到所述第一计时单元3计时达到计时极限时间T后，该第一计时单元3立刻发出CPU失效信号，所述急停信号产生单元2据此产生急停信号。 

为了保证所述第二计时单元4发出复位信号后，CPU1能够在被复位重启后，其发出的清零信号还能够对所述第一计时单元3及时清零，避免在CPU1复位期间，该第一计时单元3已经发出CPU失效信号，则所述计时极限时间T的长度要大于复位信号计时时间M和CPU启动时间的和。如果需要给CPU两次复位时间，则第二计时单元4在计时到达复位信号计时时间后，立即重新计时，并且所述计时极限时间T的长度要大于两倍的复位信号计时时间M和CPU启动时间之和。如果为CPU设置更多的复位机会，则其时间 设置依此类推。 

上述第二实施例能够及时侦知CPU1的异常情况，并为其提供一次或者若干次复位机会，只有CPU1复位不成功时，才会发出急停信号。因此，该系统具有自修复功能，在一些场合下具有更佳的使用效果。 

将上述实施例提供的急停信号产生系统用于工程机械，就可以获得用于使用该急停信号产生系统的工程机械。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种用于机械设备的急停信号产生系统，其特征在于，包括，

控制CPU或急停信息监测单元，用于接收来自该机械设备各个位置的各种急停检测信息，并在获得某个急停检测信息后，进行急停处理；所述急停处理包括通过与该控制CPU或急停信息监测单元连接的通信线向其他控制器发送急停信号，和/或通过急停信号输出端输出急停信号；所述控制CPU或急停信息监测单元具有清零信号输出端，当该控制CPU或急停信息监测单元正常运行时，每隔一个清零信号间隔时间S，就会从清零信号输出端输出一个清零信号；

第一计时单元，该第一计时单元为计时时间设置为预定的计时极限时间T的计时器，在计时到达该计时极限时间T后，就会立刻通过其输出端产生CPU失效信号；该第一计时单元的清零端连接所述控制CPU或急停信息监测单元的清零信号输出端；所述计时极限时间T长于清零信号间隔时间S；

急停信号产生单元，用于接收所述控制CPU或急停信息监测单元输出的急停信号，以及所述第一计时单元输出的CPU失效信号，并在接收到其中任何一个信号时，向外输出急停信号。

2.根据权利要求1所述的用于机械设备的急停信号产生系统，其特征在于，还具有第二计时单元，该第二计时单元为计时时间设置为预定的复位信号计时时间M的计时器；其清零端连接所述控制CPU或急停信息监测单元的清零信号输出端，其输出端连接控制CPU或急停信息监测单元的复位端；在该第二计时单元计时达到所述复位信号计时时间M后，即从其输出端输出一复位信号，对所述控制CPU或急停信息监测单元复位；所述复位信号计时时间M短于所述第一计时单元的计时极限时间T而长于所述清零信号间隔时间S。

3.根据权利要求2所述的用于机械设备的急停信号产生系统，其特征在于，所述控制CPU或急停信息监测单元在被复位后，如果能够正常启动，则会在重新启动后立刻通过清零信号输出端输出清零信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于机械设备的急停信号产生系统，其特征在于，所述急停信号为电平或者开关形式。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于机械设备的急停信号产生系统，其特征在于，所述第一计时单元的计时极限时间T要长于复位信号计时时间M和控制CPU或急停信息监测单元重新启动所需时间的和。

6.一种工程机械，其特征在于，使用上述权1-权5任意一项所述的用于机械设备的急停信号产生系统。

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