CN215769604U - 一种工控机保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种工控机保护系统，其中，包括：电源模块、控制模块和工控机，控制模块的第一电源输入端和第一电源输出端分别与电源模块和工控机电连接；控制模块包括电压转换单元、蓄电池单元和可编程控制单元；电压转换单元的输入端和输出端分别与第一电源输入端和可编程控制单元的第一输入接口电连接；蓄电池单元的输入端和输出端分别与第一电源输入端和可编程控制单元的第二输入接口电连接；可编程控制单元的第一输出接口与第一电源输出端电连接，用于控制电压转换单元或蓄电池单元给工控机供电。本实用新型实施例提供的方案，以实现在自动化设备外部电源突然断电时，避免工控机数据丢失及设备损坏，保证工控机数据安全准确。

Description

一种工控机保护系统

技术领域

本实用新型实施例涉及工控机技术领域，尤其涉及一种工控机保护系统。

背景技术

随着时代的发展，工业生产自动化发展趋势非常明显，对工业机器人等设备的需求的也呈现快速增长的趋势，与此同时也带动了工控机的市场需求，关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机。工控机是专用于工业生产控制的工业计算机设备，现代的工业自动生产在控制系统应用方面都会使用到这类产品。

现有技术针对工控机系统在自动化设备外部电源突然断电的情况下,难以实现数据保护并自动软关机，进而导致数据丢失以及工控机硬件损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种工控机保护系统，以实现在自动化设备外部电源突然断电的情况下，避免工控机数据丢失及设备损坏，保证自动化设备上的工控机工作稳定可靠，数据安全准确。

本实用新型实施例提供了一种工控机保护系统，其中，包括：电源模块、控制模块和工控机，所述控制模块的第一电源输入端与所述电源模块电连接，所述控制模块的第一电源输出端与所述工控机电连接；

所述控制模块包括电压转换单元、蓄电池单元和可编程控制单元；

所述电压转换单元的输入端与所述第一电源输入端电连接，所述电压转换单元的输出端与所述可编程控制单元的第一输入接口电连接，用于将所述电源模块的输出电压信号进行转换，并通过所述可编程控制单元给所述工控机供电；

所述蓄电池单元的输入端与所述第一电源输入端电连接，所述蓄电池单元的输出端与所述可编程控制单元的第二输入接口电连接，用于储存电能，并通过所述可编程控制单元给所述工控机供电；

所述可编程控制单元的第一输出接口与所述控制模块的第一电源输出端电连接，用于控制所述电压转换单元或所述蓄电池单元给所述工控机供电。

本实用新型实施例中，通过设置电源模块、控制模块和工控机，控制模块的第一电源输入端与电源模块电连接，控制模块的第一电源输出端与工控机电连接；其中，控制模块包括电压转换单元、蓄电池单元和可编程控制单元；第一电源输入端分别与电压转换单元和蓄电池单元电连接，电压转换单元和蓄电池单元均与可编程控制单元电连接，如此电源模块一面可通过电压转换单元为可编程控制单元供电，另一发明为蓄电池单元充电，由蓄电池单元为可编程控制单元供电，可编程控制单元通过第一电源输出端与工控机电连接，如此，可编程控制单元既可以控制电压转换单元为工控机供电，也可以控制蓄电池单元为工控机供电，在电源模块断电的情况下，可编程控制单元控制蓄电池单元为工控机供电，可实现防止工控机数据的丢失和设备的损坏。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种工控机保护系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种工控机保护系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种工控机保护系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的再一种工控机保护系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本实用新型实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本实用新型的保护范围之内。

图1为本实用新型实施例提供的一种工控机保护系统的结构示意图，如图1所示，工控机保护系统包括：电源模块1、控制模块2和工控机3，控制模块2的第一电源输入端EX1与电源模块1电连接，控制模块2的第一电源输出端EY1与工控机3电连接；控制模块2包括电压转换单元21、蓄电池单元22和可编程控制单元23；电压转换单元21的输入端与第一电源输入端EX1电连接，电压转换单元21的输出端与可编程控制单元23的第一输入接口X1电连接，用于将电源模块1的输出电压信号进行转换，并通过可编程控制单元23给工控机3供电；蓄电池单元22的输入端与第一电源输入端EX1电连接，蓄电池单元22的输出端与可编程控制单元23的第二输入接口X2电连接，用于储存电能，并通过可编程控制单元23给工控机3供电；可编程控制单元23的第一输出接口Y1与控制模块2的第一电源输出端EY1电连接，用于控制电压转换单元21或蓄电池单元22给工控机3供电。

其中，工控机3是指工业控制计算机，具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面，为各行业自动化设备提供可靠、嵌入式及智能化的工业计算机，本实用新型实施例对工控机3的具体应用场景不做特殊限定。

电压转换单元21用于将电源模块1输出的电压进行转换，例如电压转换单元21采用直流-直流变压模块，示例性的，电源模块1输出的电压为直流24V，经过直流-直流变压模块后，输出电压为直流12V。一般为了保证系统的可靠运行，电压转换单元内部还设有保护电路，例如高压保护电路或短路保护电路等。

可编程控制单元23用于根据内设的逻辑芯片进行判断控制，并根据判断结果控制电压转换单元输出的电信号或蓄电池单元输出的电信号给工控机供电，其所基于的逻辑芯片本实用新型实施例不做特殊限定，例如可以使用STC15F104W作为逻辑芯片进行控制。

具体的，如图1所示，在电源模块1正常工作状态下，电源模块1将输出的电能给到控制模块2，控制模块2将电能分为两路，一路给到电压转换单元21，电压转换单元21将电源模块1的输出电压进行转换，并给到可编程控制单元23；另一路给到蓄电池单元22，用于给蓄电池单元22充电，蓄电池单元22输出的电压也给到可编程控制单元23，可编程控制单元23在判定当前电源模块1为未断电的情况下，则控制电压转换单元21输出的电压给到工控机3，为工控机3供电，相反地，可编程控制单元23在判定当前电源模块1为断电的情况下，则控制蓄电池单元22输出的电压给到工控机3，为工控机3供电，如此保证工控机3在外部电源断电的情况下，通过蓄电池单元22继续供电，进而可以及时进行保存数据，防止数据的丢失，并在数据保存后，还能够通过工控机内部的脚本程序实现软关机，保护硬件设备。

本实用新型实施例中，通过设置电源模块、控制模块和工控机，控制模块的第一电源输入端与电源模块电连接，控制模块的第一电源输出端与工控机电连接；其中，控制模块包括电压转换单元、蓄电池单元和可编程控制单元；第一电源输入端分别与电压转换单元和蓄电池单元电连接，电压转换单元和蓄电池单元均与可编程控制单元电连接，如此电源模块一面可通过电压转换单元为可编程控制单元供电，另一发明为蓄电池单元充电，由蓄电池单元为可编程控制单元供电，可编程控制单元通过第一电源输出端与工控机电连接，如此，可编程控制单元既可以控制电压转换单元为工控机供电，也可以控制蓄电池单元为工控机供电，在电源模块断电的情况下，可编程控制单元控制蓄电池单元为工控机供电，可实现防止工控机数据的丢失和设备的损坏。

可选的，电源模块1的输出电压信号为直流24V。

具体的，工控机3的供电电压较小，为直流12V，如此，电源模块1的输出电压为直流24V，通过电压转换单元21将直流24V转换为直流12V。同时，电源模块1输出的直流电24V还给蓄电池单元22充电，蓄电池单元22再输出直流电12V给工控机3供电。

图2为本实用新型实施例提供的另一种工控机保护系统的结构示意图，如图2所示，可选的，蓄电池单元22包括电连接的保护电路组件221和电池组件222；电池组件222的输入端与第一电源输入端EX1电连接，输出端与可编程控制单元23的第二输入接口X2电连接；保护电路组件221与电池组件222电连接，用于在检测到电池组件222的电荷量大于或等于预设电荷阈值时，断开电源模块1与电池组件222之间的充电路径。

其中预设电荷阈值为蓄电池单元的内部设定值。

保护电路组件221由过充保护、短路保护和输出稳压等功能电路构成，本实用新型实施例对此不做特殊限定。

具体的，如图2所示，在电源模块1不断电的情况下，电源模块1给电池组件222进行充电，保护电路组件221可实时检测电池组件222充电电荷量，并在检测到电池组件222充电电荷量达到预设电荷阈值时，判定电池组件222充电完成，此时，保护电路组件221控制电源模块1与电池组件222之间的充电路径断开，停止电源模块1给电池组件222继续进行充电，如此保证蓄电池单元22具有充足的电量，在外部供电电源模块1出现断电的情况下，可继续通过可编程控制单元23为工控机3提供电源支撑，保证工控机3的可靠运行，及时保存数据。

图3为本实用新型实施例提供的又一种工控机保护系统的结构示意图，如图3所示，可选的，控制模块2还包括电压检测单元24，连接于第一电源输入端EX1与可编程控制单元23之间，用于采集电源模块1的电参数，使可编程控制单元23根据电参数控制电压转换单元21或蓄电池单元22给工控机3供电。

其中，电压采集单元24用于采集电源模块1的输出电压，电压采集单元例如可以是电压传感器。

具体的，电压采集单元24采集电源模块1的输出电压，并给到可编程控制单元23，可编程控制单元23根据采集到的电压进行判断，如果电源模块1的输出电压不为零，即电压采集单元24采集电源模块1的输出电压为24V，则说明电源模块1处于未断电状态，此时可编程控制单元23控制电压转换单元21输出的电能通过控制模块2的第一电源输出端EY1给工控机3供电；如果电源模块1的输出电压为零，说明电源模块1处于断电状态，则可编程控制单元23控制蓄电池单元22输出的电能通过控制模块2的第一电源输出端EY1给工控机3供电，保证在电源模块1断电的情况下，通过控制蓄电池单元22继续为工控机3供电，保证工控机的可靠运行，避免数据丢失。

继续参考图3所示，可选的，可编程控制单元23包括第一开关组件231和第二开关组件232；第一开关组件231连接在可编程控制单元23的第一输入接口X1和可编程控制单元23的第一输出接口Y1之间；第二开关组件232连接在可编程控制单元23的第二输入接口X2和可编程控制单元23的第一输出接口Y1之间；可编程控制单元23用于在电压检测单元24采集的电参数大于零时，控制第一开关组件231导通和第二开关组件232关断；或可编程控制单元23用于在电压检测单元采集的电参数等于零时，控制第一开关组件231关断和第二开关组件232导通。

具体的，如图3所示，可编程控制单元23中的第一开关组件231控制电压装换单元21与工控机3供电路径的通断，第二开关组件232控制蓄电池单元22与工控机3供电路径的通断，可编程单元23根据电压检测单元24采集的电源模块1输出的电压来控制开关组件的导通或关断。如果电压采集单元24采集电源模块1的输出电压为24V，则说明电源模块1处于未断电状态，此时可编程控制单元23控制第一开关组件231导通和第二开关组件232关断，由电压转换单元21输出的电能通过第一电源输出端EY1给工控机3供电；如果电源模块1的输出电压为零，说明电源模块1处于断电状态，则可编程控制单元23控制第一开关组件231关断和第二开关组件232导通，由蓄电池单元22输出的电能通过第一电源输出端EY1给工控机3供电，保证在电源模块1断电的情况下，通过控制蓄电池单元22继续为工控机3供电，保证工控机的可靠运行，避免数据丢失。

可选的，第一开关组件232和第二开关组件232为继电器，具有可靠性高、工作寿命长等优点。

继续参考图3所示，可选的，可编程控制单元23还包括定时组件233；定时组件233与第二开关组件232电连接，用于在第二开关组件232导通时开始计时；可编程控制单元23用于在定时组件233计时时间达到预设时间时，控制第二开关组件232断开。

其中，定时组件233用于对蓄电池单元22的供电时间进行定时，定时组件的所基于的具体电路结构或芯片的实现方式，本实用新型实施例不做特殊限定。

具体的，在外部供电电源模块1断电的情况下，可编程控制单元23控制第二开关组件232导通，由蓄电池单元22通过第一电源输出端EY1给工控机3供电，与此同时，定时组件233开始计时，在蓄电池单元22为工控机3供电的时间段内，工控机3依次完成对数据的保存和软关机操作，防止数据的丢失，可编程控制单元23根据定时组件233的计时时间达到预设时间时，控制第二开关组件232断开，停止为工控机3供电，如此保证在工控机完成软关机等操作后，切断蓄电池单元22的供电路径，防止蓄电池单元持续供电，节省电量。

图4为本实用新型实施例提供的再一种工控机保护系统的结构示意图，如图4所示，可选的，控制模块2还包括数据转换单元25；数据转换单元25的输入侧与可编程控制单元23电连接，数据转换单元25的输出侧通过控制模块2的第一数据输出端DY1与工控机3电连接；可编程控制单元23用于在电压检测单元24采集的电参数等于零时，输出断电信号给数据转换单元25；数据转换单元25用于将接收到的断电信号转换成工控机3可识别的断电指令，并发送给工控机3；工控机3用于根据接收到的断电指令执行数据保存操作，并在数据保存操作完成后执行软关机操作。

其中，数据转换单元25可实现将模拟信号转换成数字信号，或者将数字信号转换成模拟信号等，本实用新型实施例不做特殊限定，示例性的，数据转换单元25例如是USB串口模块，将可编程控制单元23发出的电平信号转换成工控机3可识别串口信号。

具体的，在外部供电电源模块1断电的情况下，电压检测单元采集的电参数发送给可编程控制单元23，可编程控制单元23根据接收到的电参数判断其为零时，输出断电信号给数据转换单元25，数据转换单元25将接收到的断电信号进行数据处理，转换成工控机3可识别的断电指令，并发送给工控机3，如此工控机3在接收到断电指令后开始执行数据保存操作，防止数据丢失，同时为了保证设备不被损坏，在数据保存后，执行软关机操作。

继续参考图4所示，可选的，工控机3内安装有数据保存单元31，用于执行数据保存和软关机操作，防止数据丢失以及设备的损坏。需要说明的是，数据保存单元31执行数据保存和软关机操作可以基于Windows脚本文件实现，本实用新型实施例对此不做特殊限定。

可选的，控制模块具有结构简单、体积小和成本低等特点，因此可集成于工控机内部实现，如此保证工控机更加智能化，实现工控机在外部电源断电的情况下，仍可以通过内部的蓄电池单元继续进行供电，避免数据丢失和设备的损坏。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，本实用新型的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种工控机保护系统，其特征在于，包括：电源模块、控制模块和工控机，所述控制模块的第一电源输入端与所述电源模块电连接，所述控制模块的第一电源输出端与所述工控机电连接；

所述控制模块包括电压转换单元、蓄电池单元和可编程控制单元；

所述电压转换单元的输入端与所述第一电源输入端电连接，所述电压转换单元的输出端与所述可编程控制单元的第一输入接口电连接，用于将所述电源模块的输出电压信号进行转换，并通过所述可编程控制单元给所述工控机供电；

所述蓄电池单元的输入端与所述第一电源输入端电连接，所述蓄电池单元的输出端与所述可编程控制单元的第二输入接口电连接，用于储存电能，并通过所述可编程控制单元给所述工控机供电；

所述可编程控制单元的第一输出接口与所述控制模块的第一电源输出端电连接，用于控制所述电压转换单元或所述蓄电池单元给所述工控机供电。

2.根据权利要求1所述的工控机保护系统，其特征在于，所述蓄电池单元包括电连接的保护电路组件和电池组件；

所述电池组件的输入端与所述第一电源输入端电连接，输出端与所述可编程控制单元的第二输入接口电连接；

所述保护电路组件与所述电池组件电连接，用于在检测到所述电池组件的电荷量大于或等于预设电荷阈值时，断开所述电源模块与所述电池组件之间的充电路径。

3.根据权利要求1所述的工控机保护系统，其特征在于，所述控制模块还包括电压检测单元，连接于所述第一电源输入端与所述可编程控制单元之间，用于采集所述电源模块的电参数，使所述可编程控制单元根据所述电参数控制所述电压转换单元或所述蓄电池单元给所述工控机供电。

4.根据权利要求3所述的工控机保护系统，其特征在于，所述可编程控制单元包括第一开关组件和第二开关组件；

第一开关组件连接在所述可编程控制单元的第一输入接口和所述可编程控制单元的第一输出接口之间；

第二开关组件连接在所述可编程控制单元的第二输入接口和所述可编程控制单元的第一输出接口之间；

所述可编程控制单元用于在所述电压检测单元采集的电参数大于零时，控制所述第一开关组件导通和所述第二开关组件关断；或

所述可编程控制单元用于在所述电压检测单元采集的电参数等于零时，控制所述第一开关组件关断和所述第二开关组件导通。

5.根据权利要求3所述的工控机保护系统，其特征在于，所述控制模块还包括数据转换单元；数据转换单元的输入侧与可编程控制单元电连接，数据转换单元的输出侧通过控制模块的第一数据输出端与工控机电连接数据转换单元；

所述可编程控制单元用于在所述电压检测单元采集的电参数等于零时，输出断电信号给所述数据转换单元；

所述数据转换单元用于将接收到的所述断电信号转换成所述工控机可识别的断电指令，并发送给所述工控机；

所述工控机用于根据接收到的断电指令执行数据保存操作，并在数据保存操作完成后执行软关机操作。

6.根据权利要求4所述的工控机保护系统，其特征在于，所述可编程控制单元还包括定时组件；

所述定时组件与所述第二开关组件电连接，用于在所述第二开关组件导通时开始计时；

所述可编程控制单元用于在所述定时组件计时时间达到预设时间时，控制所述第二开关组件断开。

7.根据权利要求4所述的工控机保护系统，其特征在于，所述第一开关组件和第二开关组件为继电器。

8.根据权利要求1所述的工控机保护系统，其特征在于，所述电源模块的输出电压信号为直流24V。

9.根据权利要求1所述的工控机保护系统，其特征在于，所述工控机内安装有数据保存单元，用于执行数据保存和软关机操作。

10.根据权利要求1所述的工控机保护系统，其特征在于，所述控制模块集成于所述工控机内部。

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