CN205193517U - 工控机的市电通断检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于工控机的市电通断检测设备。该设备包括MCU、市电通断检测电路、工控机开关机状态检测电路、RS232电平转换电路、工控机开机控制电路、看门狗及晶振；MCU采用MSP430F2370芯片，且分别与交流市电通断检测电路、工控机开关机状态检测电路、RS232电平转换电路、工控机开机控制电路及工控机连接，看门狗电路和晶振分别连接MCU。采用本检测设备，可实时检测交流市电的供电状态和工控机开关机状态；可将市电停电状态发送给工控机，工控机在保存重要数据后再关机，避免造成经济损失；同时在市电恢复正常后，又自动控制工控机开机，使工控机恢复正常工作。因此，本设备具有较重要的使用价值。

Description

工控机的市电通断检测设备

技术领域

本实用新型涉及工控机附属设备，特别涉及一种工控机的市电通断检测设备。

背景技术

工控机广泛应用于基站机房、监控安防、工矿厂房、军事等一些应用领域，其使用交流市电作为供电电源，同时往往还采用蓄电池作为备份电源。由于使用环境的特殊性，工控机通常需要长期稳定可靠的工作，所以在市电掉电的时候需要保存重要数据后再关机，在市电来电时又要能够正常开机。因此需要研发一种用于工控机的市电通断检测设备。

发明内容

鉴于现有技术状况，本实用新型的目的是提供一种工控机的市电通断检测设备。该设备工作电源采用市电供电和工控机开关电源双电源供电方式，市电正常时采用市电供电，市电停电时则采用工控机内部开关电源输出供电。

本实用新型是通过这样的技术方案实现的：一种工控机的市电通断检测设备，其特征在于：该设备包括微处理器MCU、交流市电通断检测电路、工控机开关机状态检测电路、RS232电平转换电路、工控机开机控制电路、看门狗电路及晶振；微处理器MCU采用MSP430F2370芯片，微处理器MCU通过GPIO接口与交流市电通断检测电路连接；微处理器MCU通过GPIO接口与工控机开关机状态检测电路连接；微处理器MCU通过UART接口与RS232电平转换电路连接；微处理器MCU通过GPIO接口与工控机开机控制电路连接；看门狗电路和晶振分别连接微处理器MCU；微处理器MCU通过RS232通信接口连接工控机。

本实用新型所述的交流市电通断检测电路采用变压器T1、LM1117稳压芯片U1；变压器T1的1脚、2脚接电源插座J1，3脚连接二极管D1的正极和二极管D3的负极，4脚连接二极管D2的正极和二极管D4的负极，二极管D1的负极和二极管D2的负极与电解电容CE1的正极和电容C1的一端一起连接到稳压芯片U1的1脚，稳压芯片U1的3脚输出3.3V电压，同时连接电解电容CE2的正极、电容C2和电阻R3的一端，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接后接到微处理器MCU，电阻R4和电容C2的另一端、电解电容CE2的负极、二极管D3的正极、二极管D4的正极、电解电容CE1的负极、电容C1的另一端以及稳压芯片U1的2脚接地。

本实用新型所述的工控机开关机状态检测电路采用两个二极管，二极管D5的正极、二极管D6的负极和电阻R5的一端一起连接至检测设备DB9插座J2的1脚，电阻R5的另一端与电阻R6的一端连接后接到微处理器MCU，电阻R6的另一端与二极管D6的正极连接后同时接地，二极管D5的负极接电源VCC端。

本实用新型所述的工控机开机控制电路采用继电器K1和三极管Q1，继电器K1的4脚连接二极管D7的负极后接电源VCC端，继电器K1的5脚连接二极管D7的正极后接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极连接电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端连接微处理器MCU的POWER信号端，电阻R2的另一端接电源VCC端，三极管Q1集电极接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型基于市电通断检测电路及工控机开机控制电路实现，技术成熟可靠，简单合理，市电检测电路通过变压器实现高压、低压隔离，设备安全性高。微处理器外围电路简单，硬件成本较低，不增加系统额外成本负担。

采用本实用新型的检测设备，可实时检测交流市电的供电状态以及工控机开关机状态。设备可将市电停电状态发送给工控机，工控机可以在保存重要数据后再关机，避免造成经济损失；同时在市电恢复正常后，本设备又可自动控制工控机开机，使设备恢复正常工作。因此，本设备具有较重要的使用价值。

附图说明

图1为本实用新型硬件连接框图；

图2为图1中交流市电通断检测电路图；

图3为图1中工控机开关机状态检测电路图；

图4为图1中工控机开机控制电路图；

图5为本实用新型设备DB9接口与工控机接线示意图；

图6为本实用新型设备工作步骤流程图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型，以下结合附图进行详细描述：

如图1所示，本实用新型硬件电路采用TI公司的MSP430F2370微处理器MCU，外围电路还包括晶振、看门狗电路，以及RS232电路电平转换电路、交流市电通断检测电路、工控机开关机状态检测电路和工控机开机控制电路。

本系统硬件工作原理：MSP430F2370微处理器是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU，是整个电路控制核心。该微处理器MCU是TI公司开发的一款基于16bitRISC的混合信号处理器，具有高集成度和超低功耗特性，最高主频可达16MHz，片内集成32K容量的FLASH和2KB容量的RAM。此外，该微处理器MCU还具有丰富的定时器、比较器、乘法器、温度传感器、ADC、DMA等片内资源，以及UART、SPI、I2C接口。微处理器MCU负责通过市电通断检测电路检测市电状态，并将市电状态通过RS232串口发送给工控机；通过工控机开关机状态检测电路检测工控机开关机状态；通过工控机开机控制电路产生控制信号控制工控机开机。RS232电平转换电路采用美信公司的MAX232接口芯片实现。

如图2所示，其中电源插座J1用于连接220交流市电，变压器T1用于将220V交流电压转换为5V交流电压。二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4组成全波整流电路，将5V交流电压转换为单向脉冲电压。大容量电解电容CE1和陶瓷电容C1组成滤波电路，将5V单向脉冲电压转为4～5V的直流电压，再经过低压差稳压芯片LM1117（U1）转换为3.3V直流电压（3.3V_IN），该电压可作为单板电路供电电源，在经过电阻R3、电阻R4分压、限流后连接到微处理器MCU的GPIO输入接口，微处理器MCU读取该输入电压，如果为高电平则市电供电正常，如果为低电平则市电停电。

如图3所示，工控机开关电源输出电压通过线缆连接至检测设备DB9插座J2的1脚，经过二极管D5后作为单板电路供电电源（VCC），同时经过电阻R5、电阻R6分压、限流后，连接至微处理器MCU的GPIO输入接口，微处理器MCU读取该输入电压，如果为高电平则工控机处于开机状态，如果为低电平则为关机状态。

如图4所示，该电路采用继电器实现控制工控机开机的功能。设备控制工控机开机时，微处理器MCU在POWER信号输出低电平，三极管Q1导通，继电器K1线圈中有电流通过，继电器闭合，工控机开机信号POWER1和POWER2导通，工控机开机。

工控机开机控制电路采用单刀双掷的继电器实现。工控机开机的两根信号线（POWER1、POWER2信号）分别连接至设备继电器的公共脚（继电器K1的1脚）和常开脚（继电器K1的3脚）。设备检测到市电来电且工控机关机时，微处理器驱动继电器闭合，工控机开机信号POWER1和POWER2导通，工控机开机。

如图5所示，该线缆传输三种类型信号：工控机开关电源输出电压，用于工控机开关机状态检测和给设备提供工作电压；RS232总线（RS232_TX、RS232_RX），用于设备和工控机之间通信传输；工控机开机信号（POWER1、POWER2），用于设备控制工控机开机。

如图6所示，本设备的实现方法有如下步骤：

步骤一.设备上电后开始工作，微处理器MCU通过市电通断检测电路检测市电状态；

步骤二.微处理器MCU通过工控机开关机状态检测电路检测工控机开关机状态；

步骤三.判断市电和工控机开关机状态，如果市电正常而且工控机处于关机状态，微处理器MCU通过工控机开机控制电路控制工控机开机，然后返回步骤一；否则进行下一步；

步骤四.判断设备是否接收到工控机轮询指令，如果未接收到工控机轮询指令，直接返回步骤一；如果接收到工控机轮询指令，设备通过RS232总线向工控机发送市电状态，然后跳转到步骤一。

Claims (1)

1.一种工控机的市电通断检测设备，其特征在于：该设备包括微处理器MCU、交流市电通断检测电路、工控机开关机状态检测电路、RS232电平转换电路、工控机开机控制电路、看门狗电路及晶振；微处理器MCU采用MSP430F2370芯片，微处理器MCU通过GPIO接口与交流市电通断检测电路连接；微处理器MCU通过GPIO接口与工控机开关机状态检测电路连接；微处理器MCU通过UART接口与RS232电平转换电路连接；微处理器MCU通过GPIO接口与工控机开机控制电路连接；看门狗电路和晶振分别连接微处理器MCU；微处理器MCU通过RS232通信接口连接工控机；

所述的交流市电通断检测电路采用变压器T1、LM1117稳压芯片U1；变压器T1的1脚、2脚接电源插座J1，3脚连接二极管D1的正极和二极管D3的负极，4脚连接二极管D2的正极和二极管D4的负极，二极管D1的负极和二极管D2的负极与电解电容CE1的正极和电容C1的一端一起连接到稳压芯片U1的1脚，稳压芯片U1的3脚输出3.3V电压，同时连接电解电容CE2的正极、电容C2和电阻R3的一端，电阻R3的另一端与电阻R4的一端连接后接到微处理器MCU，电阻R4和电容C2的另一端、电解电容CE2的负极、二极管D3的正极、二极管D4的正极、电解电容CE1的负极、电容C1的另一端以及稳压芯片U1的2脚接地；

所述的工控机开关机状态检测电路采用两个二极管，二极管D5的正极、二极管D6的负极和电阻R5的一端一起连接至检测设备DB9插座J2的1脚，电阻R5的另一端与电阻R6的一端连接后接到微处理器MCU，电阻R6的另一端与二极管D6的正极连接后同时接地，二极管D5的负极接电源VCC端；

所述的工控机开机控制电路采用继电器K1和三极管Q1，继电器K1的4脚连接二极管D7的负极后接电源VCC端，继电器K1的5脚连接二极管D7的正极后接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极连接电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端连接微处理器MCU的POWER信号端，电阻R2的另一端接电源VCC端，三极管Q1集电极接地。