CN111650884A - 数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质，包括：整流滤波电路，用于对电源输入进行整流滤波并输出直流电至监测电路；与整流滤波电路连接的监测电路，用于根据输入的直流电分别输出第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2至逻辑处理电路；与监测电路连接的逻辑处理电路，用于读取并判断第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平；通过上述设置，即使两组监测模块中的一个发生故障，也可保证监测的安全可靠性以及稳定性。

Description

数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质

技术领域

本发明涉及数控设备控制系统领域，特别涉及一种监测装置及其监测方法。

背景技术

在工业生产中，数控系统主机的控制系统电源是维持整个数控系统正常工作的最重要部分，它失效或故障，会造成系统的停机或毁坏整个系统，甚至引起人生安全事故。当数控系统主机的控制系统电源断电及掉电时，必须立刻保存数控系统工作的运行数据、设定数据以及加工程序参数，而现有的数控系统主机电源输入监测电路保护方法通常采用单一电路来监测单一电源输入类型的电压有无来进行保护。但采用上述方法监测电源的电压输入类型单一，同时若监测电路发生故障时难以发现，因此稳定性、通用性和安全可靠性差。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质，旨在提高对数控系统主机监测的稳定性和安全可靠性。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种数控系统电源输入的监测装置，包括：整流滤波电路，用于对电源输入进行整流滤波并输出直流电至监测电路；与整流滤波电路连接的监测电路，用于根据输入的直流电分别输出第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2至逻辑处理电路；与监测电路连接的逻辑处理电路，用于读取并判断第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志。

所述的数控系统电源输入的监测装置，其中，所述监测电路包括用于根据所述整流滤波电路输入的直流电输出第一电平信号Vout1的第一监测模块以及用于根据所述整流滤波电路输入的直流电输出第二电平信号Vout2的第二监测模块，所述第一监测模块、第二监测模块的输入端均与整流滤波电路的输出端连接。

所述的数控系统电源输入的监测装置，其中，所述第一监测模块包括第一光电耦合器和第一上拉单元，所述整流滤波电路的输出端与所述第一光电耦合器的发光源的1脚、2脚连接，所述第一光电耦合器的受光器的4脚分别与第一上拉单元、逻辑处理电路连接，所述第一光电耦合器的受光器的3脚接地。

所述的数控系统电源输入的监测装置，其中，所述第二监测模块包括第二光电耦合器和第二上拉单元，所述整流滤波电路的输出端与所述第二光电耦合器的发光源的1脚、2脚连接，所述第二光电耦合器的受光器的4脚分别与第二上拉单元、逻辑处理电路连接，所述第二光电耦合器的受光器的3脚接地。

所述的数控系统电源输入的监测装置，其中，所述整流滤波电路包括桥式整流器和滤波电容，所述桥式整流器的2脚、4脚用于与电源输入连接，所述桥式整流器的1脚与3脚之间通过滤波电容连接，所述桥式整流器的3脚分别与第一光电耦合器的发光源的1脚、第二光电耦合器的发光源的1脚连接，所述桥式整流器的1脚分别与第一光电耦合器的发光源的2脚、第二光电耦合器的发光源的2脚连接。

一种数控系统电源输入的监测装置的监测方法，包括步骤：逻辑处理电路控制读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平；当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志。

所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其中，还包括：逻辑处理电路控制当第一电平信号Vout1的电平发生跳变时，延时读取第一电平信号Vout1的电平并判断第一电平信号Vout1是否为第一电平值，若判断第一电平信号Vout1是第一电平值，则保存Vout1掉电标志，反之，则保存Vout1上电标志；逻辑处理电路控制重新读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。

所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其中，还包括：逻辑处理电路控制当第二电平信号Vout2的电平发生跳变时，延时读取第二电平信号Vout2的电平并判断第二电平信号Vout2是否为第一电平值，若判断第二电平信号Vout2是第一电平值，则保存Vout2掉电标志，反之，则保存Vout2上电标志；逻辑处理电路控制重新读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。

所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其中，所述延时的取值范围为100us-500us。

一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如上任一项所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法的步骤。

有益效果：

本发明提供了一种数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质，相比现有技术，通过设置两组监测模块对数控系统的电源输入采用冗余式监测，当判断电平信号Vout1和Vout2均为高电平时，保存无电源输入标志；当判断电平信号Vout1为高电平且Vout2为低电平时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志；当判断电平信号Vout1为低电平且Vout2为高电平时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志；当判断电平信号Vout1和Vout2均为低电平时，保存有电源输入标志；实现准确反馈数控系统以及监测模块的工作情况，即使两组监测模块中的一个发生故障，也可保证监测的安全可靠性以及稳定性。

附图说明

图1为本发明一种数控系统电源输入的监测装置的监测方法的步骤逻辑示意图。

图2为本发明一种数控系统电源输入的监测装置的监测方法的所述第一电平信号Vout1触发的逻辑示意图。

图3为本发明一种数控系统电源输入的监测装置的监测方法的所述第二电平信号Vout1触发的逻辑示意图。

图4为本发明一种数控系统电源输入的监测装置的框架示意图。

图5为本发明一种数控系统电源输入的监测装置的实施方式原理图。

主要元件符号说明：100-电源输入、200-整流滤波电路、300-监测电路、310-第一监测模块、311-第一上拉单元、320-第二监测模块、321-第二上拉单元、400-逻辑处理电路。

具体实施方式

本发明提供一种数控系统电源输入的监测装置及其监测方法、存储介质，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

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“安装”、“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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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。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。

请参阅图1、4-5，本发明提供了一种数控系统电源输入的监测装置，包括：整流滤波电路200，用于对电源输入100进行整流滤波并输出直流电至监测电路300；与整流滤波电路200连接的监测电路300，用于根据输入的直流电分别输出第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2至逻辑处理电路400；与监测电路300连接的逻辑处理电路400，用于读取并判断第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志；另外由图可知，电源输入100表示为Vin。

需要说明的是，所述第一电平值可设置为高电平或低电平，而所述第二电平值与第一电平值相反；例如：当第一电平值设置为高电平时，所述第二电平值则设置为低电平。

请参阅图1、4-5，在实际应用中，当逻辑处理电路400判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，两电平信号对电源输入100的监测结果一致，即可得出无电源输入的结果，保存无电源输入标志，数控系统可通过无电源输入标志反馈数控系统处于无电源输入的状态信息给操作员。当逻辑处理电路400判断第一电平信号Vout1和第二电平信号均为第二电平值时，两电平信号对电源输入100的监测结果一致，即可得出有电源输入的结果，保存有电源输入标志，数控系统可通过无电源输入标志反馈数控系统处于有电源输入的状态信息给操作员。

而当逻辑处理电路400判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值或第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，两电平信号的监测结果不一致，其中一个检测到有电源输入，另一个检测不到有电源输入，即可判断为监测电路300中检测不到电源输入的电平信号对应的部分发生故障，保存有电源输入标志以及Vout1/Vout2故障标志，数控系统通过有电源输入标志以及Vout1/Vout2故障标志反馈信息给操作员。

通过上述设置，该监测装置通过监测电路300采用两种电平信号同时对电源输入100进行监测判断，利用冗余式方法监测电源输入100状态，除监测数控系统是否有电源输入外，还通过比较的方式得出电平信号对应的监测电路300部分是否发生故障，因此即使其中一个电平信号的监测结果错误，也可保证监测的安全可靠性以及稳定性。

请参阅图4-5，进一步地，在某些实施方式中，所述监测电路300包括用于根据所述整流滤波电路200输入的直流电输出第一电平信号Vout1的第一监测模块310以及用于根据所述整流滤波电路200输入的直流电输出第二电平信号Vout2的第二监测模块320，所述第一监测模块310、第二监测模块320的输入端均与整流滤波电路200的输出端连接。

具体地，在某些实施方式中，所述第一监测模块310包括第一光电耦合器OP1和第一上拉单元311，所述整流滤波电路200的输出端与所述第一光电耦合器OP1的发光源的1脚、2脚连接，所述第一光电耦合器OP1的受光器的4脚分别与第一上拉单元311、逻辑处理电路400连接，具体地，所述第一光电耦合器OP1的受光器的4脚通过限流电阻R7与逻辑处理电路400连接；所述第一光电耦合器OP1的受光器的3脚接地。

同理地，所述第二监测模块320包括第二光电耦合器OP2和第二上拉单元321，所述整流滤波电路200的输出端与所述第二光电耦合器OP2的发光源的1脚、2脚连接，所述第二光电耦合器OP2的受光器的4脚分别与第二上拉单元321、逻辑处理电路400连接，具体地，所述第一光电耦合器OP2的受光器的4脚通过限流电阻R8与逻辑处理电路400连接；所述第二光电耦合器OP2的受光器的3脚接地。

其中，所述第一上拉单元311包括第一上拉电阻R3和上拉电压，上拉电压通过第一上拉电阻R3与第一光电耦合器OP1的4脚连接；所述第二上拉单元321包括第二上拉电阻R6和上拉电压，上拉电压通过第二上拉电阻R6与第二光电耦合器OP2的4脚连接；所述上拉电压优选为3.3V。

通过上述设置，实现对第一光电耦合器OP1、光电耦合器OP2输出的光电信号进行上拉，达到电平反相的效果，即无电源输入时，则输出高电平，反之，有电源输入，则输出低电平。对应地，在本实施例中，第一电平值设置为高电平，表示无电源输入，第二电平值设置为低电平，表示有电源输入。

请参阅图4-5，进一步地，在某些实施方式中，所述整流滤波电路200包括桥式整流器D1和滤波电容，所述桥式整流器D1的2脚、4脚用于与电源输入100连接，所述桥式整流器D1的1脚与3脚之间通过滤波电容连接，所述桥式整流器D1的3脚分别与第一光电耦合器的发光源的1脚、第二光电耦合器的发光源的1脚连接，所述桥式整流器D1的1脚分别与第一光电耦合器的发光源的2脚、第二光电耦合器的发光源的2脚连接；实现对电源输入100的整流和滤波。

作为一种优选，所述桥式整流器D1的1脚通过串联连接的稳压二极管D2、电阻R1、电阻R2与第一光电耦合器的发光源的2脚，所述桥式整流器D1通过串联连接的稳压二极管D3、电阻R4、电阻R5的1脚与第二光电耦合器的发光源的2脚连接；其中稳压二极管起到稳压的作用，保证电平信号输出的稳定性。

作为一种优选，在本实施例中，所述逻辑处理电路400设置为单片机，单片机型号优选为STM32系列。

请参阅图4-5，具体地，所述单片机U1的V脚与供电电压连接，所述供电电压优选为3.3V或5V，单片机U1的G脚接地，单片机U1的OSC1脚通过电容C2接地，单片机U1的OSC2脚通过电容C3接地，单片机U1的OSC1脚与OSC2脚之间还连接有外部晶振XTAL。需要说明的是，所述单片机U1的PA0、PA1脚为具有外部中断和边沿触发功能的I/O口，从而实现对电平信号的跳变检测，单片机U1上具有上述功能的引脚均可用于读取电平信号，不限定于PA0、PA1脚。所述单片机U1的OSC1脚、OSC2脚为外部晶振引脚，也可通过单片机上其它外部晶振引脚连接外部晶振XTAL，不限定于OSC1脚、OSC2脚。

请参阅图1-5，本发明还提供一种数控系统电源输入100的监测装置的监测方法，包括步骤：逻辑处理电路400控制读取并判断监测电路300分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平；当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志。

如上文数控系统电源输入的监测装置所述，相同地，所述第一电平值可设置为高电平或低电平，而所述第二电平值与第一电平值相反；例如：当第一电平值设置为高电平时，所述第二电平值则设置为低电平。

实施方式一，在应用中，上述步骤可设置成定时的方式执行，定时对数控系统的电源输入100进行监测，即定时读取并判断监测电路300分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平；该监测方法采用冗余的方法监测电源输入100状态，除监测数控系统是否有电源输入外，还通过比较的方式可以得出对应电平输入的监测电路300是否发生故障，因此即使其中一个电平信号的监测结果错误，也可保证监测的安全可靠性以及稳定性。

实施方式二，进一步地，为记录数控系统电源输入100是否发生上电或掉电事件，该监测方法还包括；逻辑处理电路400控制当第一电平信号Vout1的电平发生跳变时，延时读取第一电平信号Vout1的电平并判断第一电平信号Vout1是否为第一电平值，若判断第一电平信号Vout1是第一电平值，则保存Vout1掉电标志，反之，判断第一电平信号Vout1不是第一电平值，则保存Vout1上电标志；逻辑处理电路400控制重新读取并判断监测电路300分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。数控系统的内部程序可通过Vout1上电或掉电标志调用保存程序并实时记录Vout1对应的监测电路300的上电或掉电事件，对数控系统当前的实时运行数据、设定数据以及加工程序参数等进行保存，同时便于操作员通过数控系统的日志查阅上电或掉电事件。

同理地，逻辑处理电路400控制当第二电平信号Vout2的电平发生跳变时，延时读取第二电平信号Vout2的电平并判断第二电平信号Vout2是否为第一电平值，若判断第二电平信号Vout2是第一电平值，则保存Vout2掉电标志，反之，判断第二电平信号Vout2不是第一电平值，则保存Vout2上电标志；逻辑处理电路400控制重新读取并判断监测电路300分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。数控系统的内部程序可通过Vout2上电或掉电标志调用保存程序并实时记录Vout2对应的监测电路300的上电或掉电事件，对数控系统当前的实时运行数据、设定数据以及加工程序参数等进行保存，同时便于操作员通过数控系统的日志查阅上电或掉电事件。

通过上述设置，完成上述第一电平信号Vout1或第二电平信号Vout2的跳变触发(即在电平的上升沿和下降沿触发)的上电或掉电事件处理后，则返回重新读取并判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2的电平，以实现对电源输入100的监测状态的更新，相对定时执行读取的方式，对数控系统电源输入100的监测更加精准，能实时记录上电或掉电事件。

作为一种优选，上述延时读取中的延时取值范围为100us-500us，延时取值优选为100us；通过设置合理的延时，保证第一电平信号Vout1或第二电平信号Vout2的电压电平稳定后再进行读取，确保读取的准确性。

需要说明的是，该数控系统电源输入的监测方法适用于如上所述的数控系统电源输入的监测装置，由于上文对该数控系统电源输入的监测装置进行了详细的描述，此处不再赘述。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如上任一项所述的数控系统电源输入的监测方法的步骤；由于上文对该数控系统电源输入的监测装置的监测方法进行了详细的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数控系统电源输入的监测装置，其特征在于，包括：

整流滤波电路，用于对电源输入进行整流滤波并输出直流电至监测电路；

与整流滤波电路连接的监测电路，用于根据输入的直流电分别输出第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2至逻辑处理电路；

与监测电路连接的逻辑处理电路，用于读取并判断第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志。

2.根据权利要求1所述的数控系统电源输入的监测装置，其特征在于，所述监测电路包括用于根据所述整流滤波电路输入的直流电输出第一电平信号Vout1的第一监测模块以及用于根据所述整流滤波电路输入的直流电输出第二电平信号Vout2的第二监测模块，所述第一监测模块、第二监测模块的输入端均与整流滤波电路的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的数控系统电源输入的监测装置，其特征在于，所述第一监测模块包括第一光电耦合器和第一上拉单元，所述整流滤波电路的输出端与所述第一光电耦合器的发光源的1脚、2脚连接，所述第一光电耦合器的受光器的4脚分别与第一上拉单元、逻辑处理电路连接，所述第一光电耦合器的受光器的3脚接地。

4.根据权利要求3所述的数控系统电源输入的监测装置，其特征在于，所述第二监测模块包括第二光电耦合器和第二上拉单元，所述整流滤波电路的输出端与所述第二光电耦合器的发光源的1脚、2脚连接，所述第二光电耦合器的受光器的4脚分别与第二上拉单元、逻辑处理电路连接，所述第二光电耦合器的受光器的3脚接地。

5.根据权利要求4所述的数控系统电源输入的监测装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括桥式整流器和滤波电容，所述桥式整流器的2脚、4脚用于与电源输入连接，所述桥式整流器的1脚与3脚之间通过滤波电容连接，所述桥式整流器的3脚分别与第一光电耦合器的发光源的1脚、第二光电耦合器的发光源的1脚连接，所述桥式整流器的1脚分别与第一光电耦合器的发光源的2脚、第二光电耦合器的发光源的2脚连接。

6.一种数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其特征在于，包括步骤：逻辑处理电路控制读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平；当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第一电平值时，保存无电源输入标志，当判断第一电平信号Vout1为第一电平值且第二电平信号Vout2为第二电平值时，保存有电源输入标志以及Vout1故障标志，当判断第一电平信号Vout1为第二电平值且第二电平信号Vout2为第一电平值时，保存有电源输入标志以及Vout2故障标志，当判断第一电平信号Vout1和第二电平信号Vout2均为第二电平值时，保存有电源输入标志。

7.根据权利要求6所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其特征在于，还包括：逻辑处理电路控制当第一电平信号Vout1的电平发生跳变时，延时读取第一电平信号Vout1的电平并判断第一电平信号Vout1是否为第一电平值，若判断第一电平信号Vout1是第一电平值，则保存Vout1掉电标志，反之，则保存Vout1上电标志；逻辑处理电路控制重新读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。

8.根据权利要求7所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其特征在于，还包括：逻辑处理电路控制当第二电平信号Vout2的电平发生跳变时，延时读取第二电平信号Vout2的电平并判断第二电平信号Vout2是否为第一电平值，若判断第二电平信号Vout2是第一电平值，则保存Vout2掉电标志，反之，则保存Vout2上电标志；逻辑处理电路控制重新读取并判断监测电路分别输入的第一电平信号Vout1、第二电平信号Vout2的电平。

9.根据权利要求8所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法，其特征在于，所述延时的取值范围为100us-500us。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如权利要求6-10任一项所述的数控系统电源输入的监测装置的监测方法的步骤。

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