CN111599155A - 急停控制系统及急停控制方法 - Google Patents

Abstract

一种急停控制系统及急停控制方法，急停控制系统用于使受控设备停止运行，包括遥控装置及接收装置；遥控装置包括第一控制模组及第一无线模块；通过操作第一控制模组，由第一无线模块输出无线触发信号；接收装置用于通过无线传输接收无线触发信号；受控装置接收到无线触发信号后，产生软急停信号；所述软急停信号发送至所述受控设备而控制受控设备进入停止运行状态；通过遥控装置与接收装置之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的控制装置移动，通过操作第一控制模组即可利用无线触发信号及时地让受控设备停止运转。

Description

急停控制系统及急停控制方法

技术领域

本发明涉及安全控制技术领域，特别是涉及一种急停控制系统及急停控制方法。

背景技术

部分设备在运行过程中，由于安全要求较高，需要由相应操作人员进行监管。为了在意外情况下，能够及时停止设备的运行，一般需要在设备附近设置固定安装的运行急停开关装置，在意外情况下，操作人员通过操控运行急停开关，让设备及时停转运行，以尽量减少意外情况所带来的影响或带来的损失。由于急停开关装置固定设置，导致在意外情况下，操作人员无法迅速走近急停开关装置，不利于及时控制设备停止运行。

发明内容

基于此，有必要提供一种有利于及时停止被控制设备停止运行的急停控制系统及急停控制方法。

一种急停控制系统，用于使受控设备停止运行，包括：

遥控装置，包括第一控制模组及第一无线模块；所述第一控制模组与所述第一无线模块连接，并能够触发所述第一无线模块输出无线触发信号；及

接收装置，用于通过无线传输接收所述无线触发信号；所述受控装置接收到所述无线触发信号后，产生软急停信号；所述软急停信号发送至所述受控设备而控制所述受控设备停止运行。

上述急停控制系统，通过遥控装置与接收装置之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的控制装置移动，通过操作第一控制模组即可利用无线触发信号及时地让受控设备停止运转。

在其中一个实施例中，所述接收装置包括用于接收所述无线触发信号的第二无线模块、及用于产生所述软急停信号的固定端控制模块；所述第一无线模块及所述第二无线模块均为LoRa模块；从而使第一无线模块与第二无线模块之间的无线通信具备良好的抗干扰能力。

在其中一个实施例中，所述接收装置还包括连接所述固定端控制模块的接收端急停控制件；所述接收端急停控制件用于使所述固定端控制模块向所述受控设备输出硬急停信号而控制所述受控设备停止运行；从而在遥控装置出现问题，或无线传输出现问题时，能通过接收端急停控制件控制固定端控制模块输出硬急停信号，让受控设备进入停止运行状态。

在其中一个实施例中，所述接收装置为多个；同一所述遥控装置通过UDP协议向多个所述接收装置发出所述无线触发信号；所述无线触发信号在被接收后，多个所述接收装置中的一个或多个产生向相应的所述受控设备发出所述软急停信号；从而可实现一个遥控装置控制多个受控设备，方便急停控制系统的操作及简化结构。

在其中一个实施例中，还包括集中控制装置，所述接收装置将所述受控设备的控制状态信息反馈至所述集中控制装置；所述集中控制装置用于向所述接收装置输出中控指令，所述接收装置在接收到所述中控指令后输出所述软急停信号，使相匹配的所述受控设备停止运行；从而在集中控制装置上能集中显示出各受控设备的运行开关状态及有利于对多个受控设备进行集中管理。

一种急停控制方法，包括如下步骤：

联系建立步骤，接收装置对遥控装置进行识别；在识别到所述遥控装置的情况下，所述接收装置处于握手成功状态；

遥控触发步骤，在所述握手成功状态下，通过操作第一控制模组，以触发所述第一无线模块发出无线触发信号；

遥控响应步骤，所述接收装置接收所述无线触发信号，并向所述受控设备输出软急停信号而控制所述受控设备停止运行。

上述急停控制方法，通过遥控装置与接收装置之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的接收装置移动，通过操作第一控制模组即可利用无线触发信号及时地让受控设备停止运转。

在其中一个实施例中，还包括本地响应步骤，在所述握手成功状态下，通过操作所述受控设备附近的接收端急停控制件，向所述受控设备发出硬件急停信号；所述受控设备在接收到所述硬急停信号后进入停止运行状态；从而在遥控装置出现问题，或无线传输出现问题时，能通过接收端急停控制件控制固定端控制模块输出硬急停信号，让受控设备进入停止运行状态。

在其中一个实施例中，所述接收装置与所述遥控装置之间通过LoRa模块传输所述无线触发信号；从而使遥控装置与接收装置之间的无线通信具备良好的抗干扰能力。

在其中一个实施例中，在所述联系建立步骤中，在无法识别到所述遥控装置的情况下，所述接收装置处于握手失败状态；所述急停控制方法还包括失效应对步骤，所述失效应对步骤包括如下步骤：

失效响应步骤，在所述握手失败状态下，所述接收装置控制所述受控设备停止运行；

联系重建步骤，在所述握手失败状态下，所述接收装置定时检测所述遥控装置，直至成功识别到所述遥控装置；

失效显示步骤，所述遥控装置作出处于所述握手失败状态的提示；从而防止在意外情况下无法及时停止受控设备，或让遥控装置重新进入识别范围后能及时与接收装置自动连通，或及时提示使操作人员修复通信问题。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：

状态上传步骤，各所述接收装置对所述受控设备的控制状态信息上传至集中控制装置；

中控急停步骤，所述集中控制装置向任意所述接收装置下发中控指令，收到所述中控指令的接收装置使与其相匹配的所述受控设备停止运行；从而在集中控制装置上能集中显示出各受控设备的开关状态及有利于对多个受控设备进行集中管理。

附图说明

图1为本发明的一实施例的急停控制系统的结构示意图；

图2为图1中的遥控装置的结构示意图；

图3为图1中的接收装置的结构示意图；

图4为本发明的一实施例的急停控制方法的流程示意图。

附图中各标号与含义之间的对应关系为：

100、急停控制系统；20、遥控装置；21、第一控制模组；211、移动端控制模块；212、遥控端急停控制件；213、开关机按钮；22、第一无线模块；23、储能单元；24、保护模块；25、遥控端天线；26、显示模块；30、接收装置；31、第二无线模块；32、固定端控制模块；33、接收端天线；34、接收端急停控制件；35、传输模块；36、调压模块；40、受控设备；50、集中控制装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接地接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接地接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3，为本发明一实施方式的急停控制系统100，用于使受控设备40停止运行。该急停控制系统100包括遥控装置20及接收装置30；

遥控装置20包括第一控制模组21及第一无线模块22；通过操作第一控制模组21，由第一无线模块22输出无线触发信号；接收装置30用于通过无线传输接收无线触发信号；当受控装置接收到无线触发信号时，产生软急停信号；当受控设备40接收到软急停信号后，受控设备40进入停止运行状态。

通过遥控装置20与接收装置30之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置20可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的控制装置移动，通过操作第一控制模组21即可利用无线触发信号及时地让受控设备40停止运转。

接收装置30包括用于接收无线触发信号的第二无线模块31、及用于产生软急停信号的固定端控制模块32；第一无线模块22及第二无线模块31均为LoRa模块。第一无线模块22及第二无线模块31均采用LoRa模块后，由于LoRa模块具备出色的扩频调制以及前向纠错技术，使第一无线模块22与第二无线模块31之间的无线通信具备良好的抗干扰能力，同时能获得较大的低功耗通信范围；LoRa模块对传输数据实施数据加密处理，提高了安全性。

具体地，LoRa模块具有高灵敏的接收能力，使接收装置30能及时接收并准确响应遥控装置20所产生的无线触发信号；另外，LoRa模块具备更大的通信带宽，使急停控制系统100具备良好的扩展能力。

请参阅图2，为通过操作第一控制模组21让第一无线模块22输出无线触发信号，第一控制模组21包括移动端控制模块211、及用于向移动端控制模块211输出操控信号的遥控端急停控制件212；移动端控制模块211在接收到操控信号时，控制第一无线模块22产生无线触发信号；具体地，遥控端急停控制件212可以是机械按钮、触控屏、或触控按键。

请参阅图2，具体地，遥控装置20还包括储能单元23，储能单元23用于对遥控装置20内的电气部分提供电能；第一控制模组21还包括连接移动端控制模块211的开关机按钮213，开关机按钮213用于控制遥控装置20的进入开机状态或关机状态，以在遥控装置20长时间不需要使用时，进入关机状态，减少电能消耗。进一步地，遥控装置20还包括用于保护储能单元23的保护模块24，保护模块24用于避免储能单元23过度充电、过度放电、或温度过热。在本实施方式中，储能单元23为锂电池，在LoRa模块的低功耗特性下，遥控装置20具有较持久的续航能力。

请参阅图2及图3，具体地，遥控装置20还包括连接第一无线模块22的遥控端天线25，接收装置30还包括连接第二无线模块31的接收端天线33，以使无线触发信号获得良好的传输效果。

请参阅图2，进一步地，为及时反馈遥控装置20与接收装置30之间的配对状态，遥控装置20还包括显示模块26，显示模块26根据遥控装置20与接收装置30是否成功配对连接而提供不同的显示信息。具体地，显示模块26包括OLED显示屏，和/或LED灯。遥控装置20与接收装置30之间的配对状态可通过OLED显示屏上的字符展示、或通过LED灯上的光色、亮度、闪烁频率进行区分，也可以同时通过OLED显示屏及LED灯同时显示。

请参阅图3，接收装置30还包括连接固定端控制模块32的接收端急停控制件34；接收端急停控制件34用于使固定端控制模块32向受控设备40输出硬急停信号；当受控设备40接收到硬急停信号后，受控设备40进入停止运行状态。通过在接收装置30上配备接收端急停控制件34，从而在遥控装置20出现问题，或无线传输出现问题时，能通过接收端急停控制件34控制固定端控制模块32输出硬急停信号，让受控设备40进入停止运行状态，以进一步保证急停控制系统100的安全性。

具体地，接收端急停控制件34可以是机械按钮、触控屏、或触控按键；在本实施方式中，接收端急停控制件34连接在24V电压与受控设备40的IO口之间，且在接收装置30输出软急停信号过程中，接收端急停控制件34的控制功能被暂时禁止，直至遥控装置20取消急停控制；在接收装置30输出硬急停信号过程中，遥控装置20的控制功能被暂时禁止，直至接收端急停控制件34取消急停控制。

请参阅图1，接收装置30为多个；同一遥控装置20通过UDP协议向多个接收装置30发出无线触发信号；无线触发信号在被接收后，多个接收装置30中的一个或多个产生向相应的受控设备40发出软急停信号。

由于急停控制系统100中配备多个接收装置30，在接收装置30与受控设备40一一配对的情况下，遥控装置20通过广播通信，向各个接收装置30发出无线触发信号，无线触发信号包含验证信息，各接收装置30根据验证信息而确定是否需要对无线触发信号作出响应，确定需要作出响应的接收装置30，向相匹配的受控设备40发出软急停信号，让指定的受控设备40停止运转；从而可实现一个遥控装置20控制多个受控设备40，方便急停控制系统100的操作及简化结构。

请参阅图1，急停控制系统100还包括集中控制装置50，接收装置30将受控设备40的控制状态信息反馈至集中控制装置50；集中控制装置50可向至少一接收装置30输出中控指令，接收装置30在接收到中控指令后输出软急停信号，使相匹配的受控设备40停止运行。

由于受控设备40的状态信息反馈至集中控制装置50，从而在集中控制装置50上能集中显示出各个受控设备40的运行开关状态；集中控制装置50通过中控指令对接收装置30的控制，让集中控制装置50具备远程急停控制功能，有利于对多个受控设备40进行集中管理。

请参阅图3，具体地，集中控制装置50为电脑主机或云端服务器。接收装置30还包括连接固定端控制模块32的传输模块35，固定端控制模块32通过传输模块35向受控设备40输出软急停信号或硬急停信号，或通过传输模块35向集中控制装置50上传受控设备40的状态信息及接收中控指令。在本实施方式中，传输模块35包括但不限于是USB接口、UART接口。

请参阅图3，进一步地，为提高接收装置30对电源电压的适应能力，接收装置30还包括调压模块36，输入的电源电压在调压模块36进行调整，调压模块36向固定端控制模块32或第二无线模块31输出合适的供电电压。具体地，输入的电源电压范围为5～24V。

请参阅图4，一种急停控制方法S60，包括如下步骤：

联系建立步骤S61，接收装置30对遥控装置20进行识别；在识别到遥控装置20的情况下，接收装置30处于握手成功状态；

遥控触发步骤S62，在握手成功状态下，通过操作第一控制模组21，以触发第一无线模块22发出无线触发信号；

遥控响应步骤S63，接收装置30接收无线触发信号，并向受控设备40输出软急停信号而控制受控设备40停止运行。

通过遥控装置20与接收装置30之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置20可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的接收装置30移动，通过操作第一控制模组21即可利用无线触发信号及时地让受控设备40停止运转。

请参阅图4，急停控制方法S60还包括本地响应步骤S64，在握手成功状态下，通过操作受控设备40附近的接收端急停控制件34，向受控设备40发出硬件急停信号；受控设备40在接收到硬急停信号后进入停止运行状态。

通过在接收装置30上配备接收端急停控制件34，从而在遥控装置20出现问题，或无线传输出现问题时，能通过接收端急停控制件34控制固定端控制模块32输出硬急停信号，让受控设备40进入停止运行状态，以进一步保证急停控制系统100的安全性。

在本实施方式中，接收端急停控制件34为自动复位按钮，在按下接收端急停控制件34时，硬急停信号产生并使受控设备40停止运行，在松开接收端急停控制件34后，硬急停信号消失，受控设备40重新投入运行。

具体地，当受控设备40由遥控装置20控制而停止运行时，须在遥控装置20配合下取消急停控制，重新投入运行；当受控设备40由接收端急停控制件34控制而停止运行时，须在接收端急停控制件34配合下取消急停控制，重新投入运行。

接收装置30与遥控装置20之间通过LoRa模块传输无线触发信号。采用LoRa模块后，LoRa模块具备出色的扩频调制以及前向纠错技术，使遥控装置20与接收装置30之间的无线通信具备良好的抗干扰能力，同时能获得较大的低功耗通信范围；LoRa模块对传输数据实施数据加密处理，提高了安全性。

请参阅图4，在联系建立步骤S61中，在无法识别到遥控装置20的情况下，接收装置30处于握手失败状态。

急停控制方法S60还包括失效应对步骤S65，失效应对步骤S65包括如下步骤：

失效响应步骤S651，在握手失败状态下，接收装置30控制受控设备40停止运行；

联系重建步骤S652，在握手失败状态下，接收装置30定时检测遥控装置20，直至成功识别到遥控装置20；

失效显示步骤S653，在握手失败状态下，遥控装置20通过显示模块26向操作人员提示，遥控装置20未与接收装置30成功连接；

失效响应步骤S651能避免受控设备40在无法实施无线遥控急停的情况下运转，防止在意外情况下无法及时停止受控设备40；联系重建步骤S652可以让遥控装置20重新进入识别范围后能及时与接收装置30自动连通，避免需要复杂的连接处理；失效显示步骤S653能及时提示使操作人员，遥控装置20与接收装置30未正常连通，以及时修复通信问题。

在联系重建步骤S652中，若成功识别到遥控装置20，则退出失效应对步骤S65。握手成功状态下，遥控装置20与接收装置30之间通过心跳报文通信，以确认持续处于握手成功状态下，在联系建立步骤S61失败或通信报文出现问题时，进入失效应对步骤S65。

请参阅图4，急停控制方法S60还包括如下步骤：

状态上传步骤S66，各接收装置30对受控设备40的控制状态信息上传至集中控制装置50；

中控急停步骤S67，集中控制装置50向任意接收装置30下发中控指令，收到中控指令的接收装置30使与其相匹配的受控设备40停止运行。

由于受控设备40的状态信息反馈至集中控制装置50，从而在集中控制装置50上能集中显示出各受控设备40的开关状态；集中控制装置50通过中控指令对接收装置30的控制，让集中控制装置50具备远程急停控制功能，有利于对多个受控设备40进行集中管理。

具体地，控制状态信息可以为接收装置30当前对受控设备40的输出状态，例如，是否正向受控设备40输出软急停信号或硬急停信号。

具体地，受控设备40可以为带驱动电机的设备、驱动气缸的设备、带电力开关的设备或其他需要进行紧急停止的设备，接收装置30控制驱动电机或驱动气缸停止动作。

本实施例中，通过遥控装置20与接收装置30之间通过无线传输传递无线触发信号，因而遥控装置20可由操作人员随身携带，当操作人员在生产现场发现意外情况时，操作人员无需向固定的控制装置移动，通过操作第一控制模组21即可利用无线触发信号及时地让受控设备40停止运转。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种急停控制系统，用于使受控设备停止运行，其特征在于，包括：

遥控装置，包括第一控制模组及第一无线模块；所述第一控制模组与所述第一无线模块连接，并能够触发所述第一无线模块输出无线触发信号；及

接收装置，用于通过无线传输接收所述无线触发信号；所述受控装置接收到所述无线触发信号后，产生软急停信号；所述软急停信号发送至所述受控设备而控制所述受控设备停止运行。

2.根据权利要求1所述的急停控制系统，其特征在于，所述接收装置包括用于接收所述无线触发信号的第二无线模块、及用于产生所述软急停信号的固定端控制模块；所述第一无线模块及所述第二无线模块均为LoRa模块。

3.根据权利要求2所述的急停控制系统，其特征在于，所述接收装置还包括连接所述固定端控制模块的接收端急停控制件；所述接收端急停控制件用于使所述固定端控制模块向所述受控设备输出硬急停信号而控制所述受控设备停止运行。

4.根据权利要求2所述的急停控制系统，其特征在于，所述接收装置为多个；同一所述遥控装置通过UDP协议向多个所述接收装置发出所述无线触发信号；所述无线触发信号在被接收后，多个所述接收装置中的一个或多个产生向相应的所述受控设备发出所述软急停信号。

5.根据权利要求4所述的急停控制系统，其特征在于，还包括集中控制装置，所述接收装置将所述受控设备的控制状态信息反馈至所述集中控制装置；所述集中控制装置用于向所述接收装置输出中控指令，所述接收装置在接收到所述中控指令后输出所述软急停信号，使相匹配的所述受控设备停止运行。

6.一种急停控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

联系建立步骤，接收装置对遥控装置进行识别；在识别到所述遥控装置的情况下，所述接收装置处于握手成功状态；

遥控触发步骤，在所述握手成功状态下，通过操作第一控制模组，以触发所述第一无线模块发出无线触发信号；

遥控响应步骤，所述接收装置接收所述无线触发信号，并向受控设备输出软急停信号而控制所述受控设备停止运行。

7.根据权利要求6所述的急停控制方法，其特征在于，还包括本地响应步骤，在所述握手成功状态下，通过操作所述受控设备附近的接收端急停控制件，向所述受控设备发出硬件急停信号；所述受控设备在接收到硬急停信号后进入停止运行状态。

8.根据权利要求6所述的急停控制方法，其特征在于，所述接收装置与所述遥控装置之间通过LoRa模块传输所述无线触发信号。

9.根据权利要求6所述的急停控制方法，其特征在于，在所述联系建立步骤中，在无法识别到所述遥控装置的情况下，所述接收装置处于握手失败状态；所述急停控制方法还包括失效应对步骤，所述失效应对步骤包括如下步骤：

失效响应步骤，在所述握手失败状态下，所述接收装置控制所述受控设备停止运行；

联系重建步骤，在所述握手失败状态下，所述接收装置定时检测所述遥控装置，直至成功识别到所述遥控装置；

失效显示步骤，所述遥控装置作出处于所述握手失败状态的提示。

10.根据权利要求6所述的急停控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

状态上传步骤，各所述接收装置对所述受控设备的控制状态信息上传至集中控制装置；

中控急停步骤，所述集中控制装置向任意所述接收装置下发中控指令，收到所述中控指令的接收装置使与其相匹配的所述受控设备停止运行。

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