CN117638790A - 一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，包括控制电源供电电路本体、上位机/下位机、控制电源DY、保险丝、急停开关常闭触点SBE、安全门常闭触点SAFE1、安全光幕常闭触点SAFE2和时间继电器，其特征在于，控制电源供电电路为系统提供不分断的控制电源DY和受安全器件和软件异常触发的可自动分断的安全保护控制电源，本发明的有益效果是：可同时识别硬件安全信号异常和软件安全信号异常，并及时对控制电源作相应的安全处理，有效减小异常情况发生时对控制系统本身的损害和对操作人员人身安全的损害，且实现方式易操作，成本低廉，运行可靠，对各类工业控制系统具有广泛的适用性。

Description

一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路

技术领域

本发明涉及工业控制领域，具体为一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路。

背景技术

现代工业控制系统都离不开控制电源的供电，工业控制系统设计时都要考虑在出现可能对系统或人员造成损害的异常时，如何避免损害或减小损害。工业控制系统的损害大量出现在安全保护措施不到位或控制系统软件失效导致运动机构失控的情况下，所以需要对触发安全器件或软件失效的异常进行识别并停止系统运动机构的运行，而对运动机构的控制电源的及时切断就成了最常见的处理措施。因此需要一种控制电源供电电路，能同时识别硬件安全信号异常和软件安全信号异常，并及时对控制电源作相应的安全处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，包括控制电源供电电路本体、上位机/下位机、控制电源DY、保险丝、急停开关常闭触点SBE、安全门常闭触点SAFE、安全光幕常闭触点SAFE和时间继电器，所述控制电源供电电路为系统提供不分断的控制电源DY和受安全器件和软件异常触发的可自动分断的安全保护控制电源，提供按钮、指示灯、采集模块、传感器、仪器仪表等不需分断的供电电源，提供急停、安全门、安全光幕等硬件信号触发的安全保护电源，提供控制软件停止、卡滞、死机等软件信号触发的安全保护电源，该电路原理简单，成本低廉，运行可靠，对各类工业控制系统具有广泛的适用性。

优选的，所述上位机/下位机含有数字量输出功能，用于控制时间继电器的线圈延时动作，所述上位机/下位机包括上位机和下位机，所述上位机发送指令或请求数据，所述下位机执行指令并将数据返回给上位机，上位机通常是负责高级控制、数据处理和监控的计算机或设备。它运行着特定的控制软件，负责整个工业系统的监控、调度和数据分析，下位机是连接到上位机的从属设备，负责执行指令、收集数据、控制实际的物理过程或设备。

优选的，所述控制电源DY为供电电路的电源源头，可采用开关电源，所述开关电源是一种利用电子开关器件进行功率转换的电源装置，开关电源能够根据需要实现电能的快速调节和变换，对于工业控制系统中需要动态调整电能输出的场景，具有较好的适用性。

优选的，所述急停开关常闭触点SBE、安全门常闭触点SAFE和安全光幕常闭触点SAFE为安全电的硬件类型触发信号，信号类型为常闭型，任何一个信号被触发，则安全电断开，只要有任何一个触点发出安全信号，系统都会立即执行断电操作，以确保在紧急情况下系统的安全性，防止进一步的风险或损害。

优选的，所述时间继电器包括时间继电器KA与时间继电器KA，为时间可调的通电瞬时吸合/断电延时断开的时间继电器，用以组成硬件看门狗保护电路这两个时间继电器被设置为可调节的电气组件，根据特定的时间参数周期性地进行触发。它们的操作是根据系统的正常运行状态进行调整的。如果系统出现异常，导致时间继电器未按预设时间参数触发，这将被视为系统故障或异常，从而触发紧急断电动作。

优选的，所述保险丝包括保险丝FU和保险丝FU，用于限制电流，断开电路，保险丝是一种用于保护电路不受过电流损害的安全设备。当电流超过保险丝额定的容量时，保险丝会熔断，切断电路，以防止设备或电路受到过载损坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可同时识别硬件安全信号异常和软件安全信号异常，并及时对控制电源作相应的安全处理，有效减小异常情况发生时对控制系统本身的损害和对操作人员人身安全的损害，且实现方式易操作，成本低廉，运行可靠，对各类工业控制系统具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的控制电源供电电路原理图。

图中：1、控制电源DY；2、保险丝FU1；3、保险丝FU2；4、急停开关常闭触点SBE；5、安全门常闭触点SAFE1；6、安全光幕常闭触点SAFE2；7、时间继电器KA1；8、时间继电器KA2；9、上位机/下位机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例说明书中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，包括控制电源供电电路本体、上位机/下位机9、控制电源DY1、保险丝、急停开关常闭触点SBE4、安全门常闭触点SAFE15、安全光幕常闭触点SAFE26和时间继电器，其特征在于，所述控制电源供电电路为系统提供不分断的控制电源DY1和受安全器件和软件异常触发的可自动分断的安全保护控制电源，所述急停开关常闭触点SBE4、安全门常闭触点SAFE15和安全光幕常闭触点SAFE26为安全电的硬件类型触发信号，信号类型为常闭型，任何一个信号被触发，则安全电断开，所述保险丝包括保险丝FU12和保险丝FU23，用于限制电流，断开电路。

其中，控制电源DY1的负极直接连接至0V，给用电器供负极用电。电源DY1正极的一路经过保险丝FU12连接至24V常电，给用电器供正极常电。电源DY1的另一路经过保险丝FU23连接至急停开关常闭触点SBE4的一端，急停开关常闭触点SBE4的另一端连接至安全门常闭触点SAFE15的一端，安全门常闭触点SAFE15的另一端连接至安全光幕常闭触点SAFE26的一端，安全光幕常闭触点SAFE26的另一端连接至时间继电器KA17的通电瞬吸断电延时断开的常开触点的一端，KA17常开触点另一端连接至时间继电器KA28的通电瞬吸断电延时断开的常开触点的一端，KA28常开触点的另一端连接至安全电S24V，给安全信号异常时需要紧急断电的动作执行器件供安全电正极。上位机/下位机9的数字量输出端口DO1连接至时间继电器KA17的线圈，DO2连接至时间继电器KA28的线圈，对时间继电器进行控制。

控制电源供电电路本体提供两路控制电源，一路为不受安全信号影响的常电，另一路为受安全信号影响的安全电，常电和安全电分别应用于安全需求不同的器件供电，常电主要提供按钮、指示灯、采集模块、传感器、仪器仪表等不需分断的供电电源，安全电主要提供因急停、安全门、安全光幕等硬件信号触发和控制软件停止、卡滞、死机等软件信号触发而需要紧急断电的动作执行器件的安全保护电源。

进一步的，所述上位机/下位机9含有数字量输出功能，用于控制时间继电器的线圈延时动作，所述上位机/下位机9包括上位机和下位机，所述上位机发送指令或请求数据，所述下位机执行指令并将数据返回给上位机，上位机/下位机9可以发送数字信号给时间继电器，触发其工作状态，用于监测时间继电器的运行。这种连接方式允许上位机通过数字量输出来控制电路中的特定元件。

进一步的，所述控制电源DY1为供电电路的电源源头，可采用开关电源，所述开关电源是一种利用电子开关器件进行功率转换的电源装置，它能够将输入电能转换为所需输出电压和电流，采用开关电源作为控制电源的电源源头可以提供稳定的电能转换和输出，适用于工业控制系统对电源稳定性和效率的要求。此外，开关电源能够根据需要实现电能的快速调节和变换，对于工业控制系统中需要动态调整电能输出的场景，具有较好的适用性。

进一步的，所述时间继电器包括时间继电器KA17与时间继电器KA28，为时间可调的通电瞬时吸合/断电延时断开的时间继电器，用以组成硬件看门狗保护电路，这些时间继电器被用于检测并控制系统运行状态，通过可调节的时间参数来监测系统的运行情况，均由上位机或下位机的数字输出信号控制线圈得电与否，数字信号输出采用双路信号交替输出，每路数字信号的输出时间小于时间继电器设置的延时时间，当上位机或下位机出现控制软件停止、卡滞、死机等异常时，数字信号不再输出或不再交替输出，时间超出时间继电器设置的延时时间后，不得电的时间继电器线圈动作，触点断开，实现安全电的分断。

硬件看门狗保护电路旨在监控系统是否正常运行。时间继电器KA17和KA28的功能包括根据预设时间参数定期激活和切断，以确认系统的正常运行状态。如果时间继电器未按时激活或切断，便会触发紧急断电动作，保护系统和操作员的安全。这种可调节的时间功能使得看门狗保护电路能够灵活适应不同系统的需求，并在系统异常时自动执行相应的保护措施。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，包括控制电源供电电路本体、上位机/下位机(9)、控制电源DY(1)、保险丝、急停开关常闭触点SBE(4)、安全门常闭触点SAFE1(5)、安全光幕常闭触点SAFE2(6)和时间继电器，其特征在于，所述控制电源供电电路为系统提供不分断的控制电源DY(1)和受安全器件和软件异常触发的可自动分断的安全保护控制电源。

2.根据权利要求1所述的一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，其特征在于，所述上位机/下位机(9)含有数字量输出功能，用于控制时间继电器的线圈延时动作，所述上位机/下位机(9)包括上位机和下位机，所述上位机发送指令或请求数据，所述下位机执行指令并将数据返回给上位机。

3.根据权利要求1所述的一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，其特征在于，所述控制电源DY(1)为供电电路的电源源头，可采用开关电源，所述开关电源是一种利用电子开关器件进行功率转换的电源装置。

4.根据权利要求1所述的一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，其特征在于，所述急停开关常闭触点SBE(4)、安全门常闭触点SAFE1(5)和安全光幕常闭触点SAFE2(6)为安全电的硬件类型触发信号，信号类型为常闭型，任何一个信号被触发，则安全电断开。

5.根据权利要求1所述的一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，其特征在于，所述时间继电器包括时间继电器KA1(7)与时间继电器KA2(8)，为时间可调的通电瞬时吸合/断电延时断开的时间继电器，用以组成硬件看门狗保护电路。

6.根据权利要求1所述的一种适用于工业控制系统的控制电源供电电路，其特征在于，所述保险丝包括保险丝FU1(2)和保险丝FU2(3)，用于限制电流，断开电路。