CN109407610A - 安全控制器和安全控制器的编程方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种安全控制器和安全控制器的编程方法。所述安全控制器包括：输入端子、输出端子、逻辑器件以及存储器，所述输入端子和所述输出端子分别与所述安全控制器所控制的设备上的元件连接，所述存储器内存储有目标文件，当所述目标文件被所述安全控制器运行时，所述逻辑器件、所述输入端子和所述输出端子组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路。所述安全控制器与设备的控制需求匹配，实现了定制化。

Description

安全控制器和安全控制器的编程方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种安全控制器和安全控制器的编程方法。

背景技术

安全控制器广泛的应用于例如中小型压力机的机械设备，现有的压力机安全控制器一般为两种，一种是可编程的安全控制器，这种安全控制器针对所有工业领域的通用设备，功能虽然完善但是较复杂，在应用前需要针对具体的应用设备进行设计和反复的试验。另一种是不可编程的简易安全控制器，逻辑功能简单，不能满足特定设备的控制要求。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种安全控制器，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例所提供的技术方案如下所示：

第一方面，本发明实施例提供一种安全控制器，包括：输入端子、输出端子、逻辑器件以及存储器，所述输入端子和所述输出端子分别与所述安全控制器所控制的设备上的元件连接，所述存储器内存储有目标文件，当所述目标文件被所述安全控制器运行时，所述逻辑器件、所述输入端子和所述输出端子组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路。

进一步的，所述逻辑控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第一逻辑与模块；所述输入端子连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块，所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块还连接所述输出端子；所述第一逻辑与模块分别连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块；所述第一控制模块用于实现所述设备的基本控制，所述第二控制模块用于进行模式选择，所述第三控制模块用于进行安全输出。

进一步的，所述第一控制模块包括多个功能模块，所述功能模块包括输入处理模块和第二逻辑与模块，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第二逻辑与模块。

进一步的，所述第二控制模块包括多个输入处理模块和逻辑或模块，所述输入端子连接所述多个输入处理模块，所述多个输入处理模块分别连接所述逻辑或模块和所述输出端子，所述逻辑或模块连接所述输出端子。

进一步的，所述第三控制模块包括第一输入端、第二输入端和反馈模块，所述第一输入端与所述第一逻辑与模块连接，所述第二输入端与所述反馈模块连接，所述输出端子连接所述反馈模块。

进一步的，所述反馈模块包括输入处理模块、第三逻辑与模块、定时锁存器、第四逻辑与模块，所述输出端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第三逻辑与模块，所述第三逻辑与模块连接所述定时锁存器，所述定时锁存器连接有复位信号脉冲，所述定时锁存器和所述第二逻辑与模块分别连接所述第四逻辑与模块，所述第四逻辑与模块连接所述输出端子。

进一步的，所述逻辑控制电路还包括双手按钮模块，所述双手按钮模块包括输入处理模块和同步单元，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述同步单元，所述同步单元连接所述输出端子。

进一步的，所述输入处理模块包括第一输入处理模块和第二输入处理模块，所述同步单元包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一输入处理模块的输入端和所述第二输入处理模块输入端输入的信号不同，所述第一输入处理模块连接所述第一信号输入端，所述第二输入处理模块连接所述第二信号输入端。

第二方面，本发明还提供一种安全控制器的编程方法，用于对第一方面第一项所述的安全控制器进行编程，所述方法包括：

在编程设备上显示所述逻辑控制电路；接收用户输入的所述逻辑控制电路中的可调参数；将所述参数发送给所述安全控制器。

进一步的，所述参数包括：所述逻辑器件组成的每个输入处理模块中的逻辑参数、所述逻辑器件中的定时锁存器中的时间参数和同步单元中的时间参数。

本发明提供的所述安全控制器通过存储所述目标文件，使所述目标文件运行时能够组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路，所述安全控制器能够应用于特定设备，实现了定制化。

本发明提供的所述安全控制器的编程方法通过对所述安全控制器进行编程，用户在现场只需输入参数就能对所述设备进行功能控制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的安全控制器运用示意图；

图2为本发明实施例提供的逻辑控制电路第一实施例示意图；

图3为本发明实施例提供的逻辑控制电路第二实施例示意图；

图4为本发明实施例提供的逻辑控制电路第三实施例示意图；

图5为本发明实施例提供的逻辑控制电路第四实施例示意图；

图6为本发明实施例提供的逻辑控制电路第五实施例示意图；

图7为本发明实施例提供的逻辑控制电路第六实施例示意图；

图8为本发明实施例提供的安全控制器的编程方法的流程图。

图标：1-编程软件；2-计算机；3-电缆；4-安全控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种安全控制器，所述安全控制器包括：输入端子、输出端子、逻辑器件以及存储器，所述输入端子和所述输出端子分别与所述安全控制器所控制的设备上的元件连接，所述存储器内存储有目标文件，当所述目标文件被所述安全控制器运行时，所述逻辑器件、所述输入端子和所述输出端子组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路。

其中，所述逻辑器件包括反相器、与逻辑门、或逻辑门、定时器、锁存器等。

以所述设备为中小型压力机为例，所述输入端子可以和所述压力机上控制元件，如开关或者按钮等连接；所述输出端子可以和所述压力机的中央处理器连接。所述目标文件运行时，所述输入端子接收所述压力机的控制需求信号，所述逻辑控制电路对所述信号进行逻辑操作，处理后的信号通过所述输出端子进行输出，从而实现对所述压力机的控制。所述安全控制器是与设备的控制需求相匹配的，实现了定制化。

请参照图1，是本发明实施例提供的所述安全控制器运用于中小型压力机时的示意图。其中，所述目标文件可以由安装在计算机2上的编程软件1提供，所述编程软件1可以是例如FPWIN GR的松下PLC(Programmable Logic Controller)编程软件、例如step的西门子PLC编程软件等。所述计算机2可以通过电缆3或者无线连接与所述安全控制器4进行数据交换。所述目标文件可以提前存储在所述存储器内，也可以是在控制现场时通过所述编程软件1写入所述存储器其中。

可以看出，所述安全控制器4包括多个输入端子，如41到43，也可以包括多个输出端子，如44到46。

下面结合所述编程软件1的用户操作界面对与中小型压力机的控制需求匹配的所述逻辑控制电路的组成进行介绍。

所述逻辑控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第一逻辑与模块；所述输入端子连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块，所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块还连接所述输出端子；所述第一逻辑与模块分别连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块；所述第一控制模块用于实现所述设备的基本控制，所述第二控制模块用于进行模式选择，所述第三控制模块用于进行安全输出。

可选的，所述逻辑控制电路在所述编程软件1上可以如图2所示，100到113表征与所述输入端子相连的信号，120到131表征与所述输出端子相连的信号。10-19是所述逻辑控制电路的各个功能模块，140、150、160、180表征所述逻辑控制电路内的内部信号。

其中，所述第一控制模块包括多个功能模块，所述功能模块包括输入处理模块和第二逻辑与模块，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第二逻辑与模块。

可选的，所述多个功能模块可以包括：启动功能模块10、急停功能模块11、安全门功能模块12、光幕功能模块13，启动、急停、安全门、光幕均为压力机的基本控制。

所述启动功能模块10用于对压力机的启动信号100进行处理，处理后的安全信号120从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理，并同时连接到所述输出端子。可以理解的是，100可以代表一个或多个启动信号。

所述急停功能模块11用于对压力机的急停信号101进行处理，处理后的安全信号121从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理，并同时连接到所述输出端子。可以理解的是，101可以代表一个或多个急停信号。

所述安全门功能模块12用于对压力机的安全门信号102和103进行处理，处理后的安全信号122从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理，并同时连接到所述输出端子。可以理解的是，102和103可以分别代表一个或多个安全门信号。

所述光幕功能模块13用于对压力机的光幕信号104和105进行处理，处理后的安全信号123从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理，并同时连接到所述输出端子。可以理解的是，104和105可以分别代表一个或多个光幕信号。

可选的，所述功能模块可以如图3所示，所述功能模块50包含输入信号501和502，输出信号506，以及503、504和第二逻辑与模块505。所述输入处理模块503和504对来自所述输入端子的输入信号进行预处理。预处理后的信号进入所述第二逻辑与模块505进行逻辑“与”操作。可以理解的是，所述功能模块50可以有一个或多个输入信号502和502，有一个或者多个所述输入处理模块。

可选的，所述输入处理模块的内部结构可以如图4所示，输入处理模块60包含输入信号601，输出参数604和两个可编程参数602和603。参数602为逻辑量，取值为0或1。若取值0，则所述输入信号601不与所述安全控制器4的内部电路接通，所述输入处理模块60的所述输出参数604恒等于1，即逻辑“真”值。若所述参数602取值为1，则输入信号与所述安全控制器4内部电路相连，所述输出处理模块60的输出信号随输入信号601的改变而改变。所述参数603为逻辑量，取值为0或1，决定是否对所述输入信号601进行反相处理。

对于所述第二控制模块，包括多个输入处理模块和逻辑或模块，所述输入端子连接所述多个输入处理模块，所述多个输入处理模块分别连接所述逻辑或模块和所述输出端子，所述逻辑或模块连接所述输出端子。

具体的，所述第二控制模块为图2所示的模式选择功能模块14，所述模式选择功能模块14用于对压力机的单次、连续和寸动等工作模式通过信号106到107进行处理，处理后的安全信号124到126连接到所述输出端子，处理后的综合信号140从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理。可以理解的是，106和107可以分别代表一个或多个光幕信号。

所述模式选择功能模块14是纯逻辑处理模块，内部结构可以如图5所示。所述模式选择功能模块14的输入信号106到108分别经所述输入处理模块141到143处理后，分别输出安全信号124到126。这三个信号还同时进行逻辑“或”处理，并输出综合信号140。所述模式选择模块14可以有两个或多个输入信号106到108，至少有一个输出信号140，可以没有输出信号124到126，也可以有一个或多个输出信号124到126。

可选的，所述逻辑控制电路还可以包括预留输入的功能，如图2所示的预留输入功能模块15，可以对其它信号109和110进行处理，处理后的安全信号150从内部转接到所述第一逻辑与模块16进行后续处理。109和110可以分别代表一个或多个输入信号。

所述第一逻辑与模块16将来自上述功能模块10到15到安全信号进行“与”操作，产生综合信号160后发送到安全输出模块17。

可选的，所述第三控制电路包括第一输入端、第二输入端和反馈模块，所述第一输入端与所述第一逻辑与模块连接，所述第二输入端与所述反馈模块连接，所述输出端子连接所述反馈模块。

其中，所述反馈模块包括输入处理模块、第三逻辑与模块、定时锁存器、第四逻辑与模块，所述输出端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第三逻辑与模块，所述第三逻辑与模块连接所述定时锁存器，所述定时锁存器连接有复位信号脉冲，所述定时锁存器和所述第二逻辑与模块分别连接所述第四逻辑与模块，所述第四逻辑与模块连接所述输出端子。

对于所述第三控制模块，用于安全输出，在图2中为安全控制模块17，请参照图6，为本发明实施例提供的所述安全控制模块17的内部结构图。其中，定时锁存器170、第三逻辑与模块171、第四逻辑与模块172、输入处理模块173和输入处理模块174可以组成所述反馈模块。

可选的，所述逻辑控制电路还包括如图2所示的故障复位模块18，用于对所述安全控制器4锁存的故障状态进行清除操作，一般与所述安全控制器4外部的按钮相连。此信号由所述安全输出模块17进行处理。进入所述安全输出模块17的外部反馈信号129和130分别经输入处理模块173和174处理后，由所述第四逻辑与模块172进行处理后产生信号175。所述信号175信号与所述故障复位模块18的内部信号180由定时锁存器170进行处理，所述故障复位模块18可以输出复位信号脉冲。所述定时锁存器170的内部参数Tr为编程数据，代表一定长度的时间。所述定时锁存器170用于在复位信号脉冲180有效后，在时间T内检查信号175。若所述信号175在时间Tr内也变为有效，则所述定时锁存器170锁存所述信号175并输出有效信号176。所述有效信号176与所述安全输出模块17输入信号160通过所述第三逻辑与模块171进行“与”操作后产生最终的安全信号127和128，所述安全信号127和128相等。所述安全输出模块模块17可输出一个或多个所述安全信号127和128，可接受一个或多个所述外部反馈信号129和130。

通过所述安全输出模块17同时接收故障复位安全信号180和外部反馈信号129和130，进行综合处理后，最终输出安全信号127和128。

可选的，所述逻辑控制电路还包括双手按钮模块19，所述双手按钮模块19包括输入处理模块和同步单元，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述同步单元，所述同步单元连接所述输出端子。

其中，所述输入处理模块包括第一输入处理模块和第二输入处理模块，所述同步单元包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一输入处理模块的输入端和所述第二输入处理模块输入端输入的信号不同，所述第一输入处理模块连接所述第一信号输入端，所述第二输入处理模块连接所述第二信号输入端。

请参照图7，为本发明实施例提供的所述双手按钮模块19一种可选的内部结构图，所述双手按钮模块19接收两个输入信号112和113后，通过所述第一输入处理模块191和所述第二输入处理模块192分别进行输入处理后，分别产生信号193和194。这两个信号进入所述同步单元195进行后续处理，处理后输出双手按钮信号131。所述同步单元195内部包含编程参数Ts，其功能是对两个输入信号进行同步比较，只有当两个信号从无效变为有效的时间差不超过Ts的情况下，所述双手按钮信号131才为有效状态。当所述信号193和所述信号194的任意一个信号变为无效时，所述信号131立即变为无效状态。

请参照图8，为本发明实施例提供的安全控制器的编程方法的流程图，用于对如上述所述的安全控制器4进行编程，所述方法包括步骤801、步骤802、步骤803：

步骤801：在编程设备上显示所述逻辑控制电路。

步骤802：接收用户输入的所述逻辑控制电路中的可调参数。

步骤803：将所述参数发送给所述安全控制器。

在步骤801中，所述编程设备可以是上述所述的计算机2，通过所述编程软件1显示。

在步骤802中，所述可调参数包括：每个所述输入处理模块中的逻辑参数、所述定时锁存器中的时间参数Tr和所述同步单元中的时间参数Ts。

在步骤803中，发送所述参数可以通过所述电缆3发送或者无线发送。

在所述安全控制器4端，所述安全控制器4接收到所述参数后，会对组成的所述逻辑控制电路进行参数更新，并按照参数更新后的所述逻辑控制电路对来自输入端子的信号进行逻辑操作，并将处理后的信号通过所述输出端子进行输出，从而实现对所述压力机的控制。

综上所述，本发明提供的所述安全控制器通过存储所述目标文件，使所述目标文件运行时能够组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路，所述安全控制器能够应用于特定设备，实现了定制化。本发明提供的所述安全控制器的编程方法通过对所述安全控制器进行编程，使用户在现场只需输入参数就能对所述设备进行功能控制。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全控制器，其特征在于，包括：输入端子、输出端子、逻辑器件以及存储器，

所述输入端子和所述输出端子分别与所述安全控制器所控制的设备上的元件连接，

所述存储器内存储有目标文件，当所述目标文件被所述安全控制器运行时，所述逻辑器件、所述输入端子和所述输出端子组成与所述设备的控制需求相匹配的逻辑控制电路。

2.根据权利要求1所述的安全控制器，其特征在于，所述逻辑控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及第一逻辑与模块；所述输入端子连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块，所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块还连接所述输出端子；所述第一逻辑与模块分别连接所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述第三控制模块；所述第一控制模块用于实现所述设备的基本控制，所述第二控制模块用于进行模式选择，所述第三控制模块用于进行安全输出。

3.根据权利要求2所述的安全控制器，其特征在于，所述第一控制模块包括多个功能模块，所述功能模块包括输入处理模块和第二逻辑与模块，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第二逻辑与模块。

4.根据权利要求2所述的安全控制器，其特征在于，所述第二控制模块包括多个输入处理模块和逻辑或模块，所述输入端子连接所述多个输入处理模块，所述多个输入处理模块分别连接所述逻辑或模块和所述输出端子，所述逻辑或模块连接所述输出端子。

5.根据权利要求2所述的安全控制器，其特征在于，所述第三控制模块包括第一输入端、第二输入端和反馈模块，所述第一输入端与所述第一逻辑与模块连接，所述第二输入端与所述反馈模块连接，所述输出端子连接所述反馈模块。

6.根据权利要求5所述的安全控制器，其特征在于，所述反馈模块包括输入处理模块、第三逻辑与模块、定时锁存器、第四逻辑与模块，所述输出端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述第三逻辑与模块，所述第三逻辑与模块连接所述定时锁存器，所述定时锁存器连接有复位信号脉冲，所述定时锁存器和所述第二逻辑与模块分别连接所述第四逻辑与模块，所述第四逻辑与模块连接所述输出端子。

7.根据权利要求2所述的安全控制器，其特征在于，所述逻辑控制电路还包括双手按钮模块，所述双手按钮模块包括输入处理模块和同步单元，所述输入端子连接所述输入处理模块，所述输入处理模块连接所述同步单元，所述同步单元连接所述输出端子。

8.根据权利要求7所述的安全控制器，其特征在于，所述输入处理模块包括第一输入处理模块和第二输入处理模块，所述同步单元包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一输入处理模块的输入端和所述第二输入处理模块输入端输入的信号不同，所述第一输入处理模块连接所述第一信号输入端，所述第二输入处理模块连接所述第二信号输入端。

9.一种安全控制器的编程方法，其特征在于，用于对如权利要求1所述的安全控制器进行编程，所述方法包括：

在编程设备上显示所述逻辑控制电路；

接收用户输入的所述逻辑控制电路中的可调参数；

将所述参数发送给所述安全控制器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述参数包括：

所述逻辑器件组成的每个输入处理模块中的逻辑参数、所述逻辑器件中的定时锁存器中的时间参数和同步单元中的时间参数。