一种工控机电源通断控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，尤其是一种工控机电源通断控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]在带有工控机的工业设备中，这些设备中的工作是有时间要求的，而目前这些设备电源的通断大多是由人工进行操作的，这无疑增加了人工管理的成本，尤其对于工控机这样有待机功能的，很容易因疏漏对其电源的管理，使得其处在待机状态下，这样既浪费了电能，又存在遭遇雷击等外在因素破坏的风险。为了节省人力管理的成本，用于智能控制这些设备电源通断的电源通断控制装置应运而生。通常控制这种设备电源通断的装置，是根据记忆设定的通电定时时间或断电延时时间来实现设备电源的通断操作的，但其并没有考虑到不同设备或不同性能的工控机在断电前关闭运行软件和关闭系统的时间长短差异:若设定的断电延时时间过长，则其在工控机关闭系统后没有及时断开电源，造成电源的浪费；若设定的断电延时时间过短，则其会强行断开未关闭系统的工控机电源，这将会对工控机的电源或系统造成一定的损害。
[0003]因此很有必要为工控机电源提供一个新的电源控制装置，使得工控机电源能够在设定的时间段上实现可靠、高效地通电和断电，这样既节约了电能和人力管理成本，也避免了工控机电源在管理上存在的安全隐患，减少了设备的故障率。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种高效、可靠和成本低的工控机电源通断控制装置。
[0005]本发明的另一目的是:提供一种高效、可靠和成本低的工控机电源通断控制方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种工控机电源通断控制装置，包括:
检测电路，用于实时采集工控机电源的电流信号，并将采集的电流信号转换为TTL信号;
实时时钟电路，用于提供实时计时时钟；
后台服务器，用于对工控机的电源进行统一管理，向工控机发送延时关机或延时开机命令；
主控电路，用于根据TTL信号判断工控机是否已关闭系统，然后根据判断的结果、延时关机或延时开机命令以及实时计时时钟产生相应的断电或通电控制信号；
继电器电路，用于根据断电或通电控制信号对工控机的电源进行控制；
所述检测电路的输出端和实时时钟电路的输出端均与主控电路的输入端连接，所述主控电路、检测电路的输入端、继电器电路的输出端和后台服务器均与工控机连接，所述主控电路的输出端与继电器电路的输入端连接。
[0007]进一步，所述检测电路包括: 电流互感器，用于采集工控机电源的电流，并将采集的电流转换为电压信号；
比较器，用于将转换后的电压信号转换为TTL信号；
所述电流互感器的输入端与工控机的输出端连接，所述电流互感器的输出端与比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与主控电路的输入端连接。
[0008]进一步，所述继电器电路包括继电器驱动电路以及继电器，所述继电器驱动电路的输入端与主控电路的输入端连接，所述继电器驱动电路的输出端与继电器的第一输入端连接，所述继电器的第二输入端与220交流电源连接，所述继电器的输出端与工控机的输入端连接。
[0009]进一步，所述比较器采用LM2901D比较器芯片。
[0010]进一步，所述继电器驱动电路采用ULQ2003AD驱动芯片。
[0011]进一步，所述主控电路采用STM32F103RCT6芯片。
[0012]进一步，该装置还设有用于为主控电路以及实时时钟电路提供后备电源的后备电池电路。
[0013]进一步，在所述主控电路与工控机之间还连接有通信电路，所述通信电路采用FT232RL 芯片。
[0014]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
一种工控机电源通断控制方法，包括:
A、后台服务器通过工控机向主控电路发送延时关机及延时开机命令；
B、主控电路通过实时时钟电路对延时关机时间进行计时，等待延时关机时间到来；
C、主控电路通过交流互感器实时采集工控机电源的电流，并根据采集电流的大小判断工控机是否已关闭系统；
D、主控电路在延时关机时间到来且工控机已关闭系统时，通过继电器电路关闭工控机的电源，然后通过实时时钟电路对延时开机时间进行计时，等待延时开机时间到来；
E、主控电路在延时开机时间到来时，通过继电器电路打开工控机的电源。
[0015]进一步，所述步骤C，其包括:
Cl、实时采集工控机电源的电流，并将采集的电流转换为电压信号；
C2、将转换后的电压信号转换为TTL信号；
C3、主控电路根据TTL信号的大小判断工控机是否已关闭系统，若TTL信号小于设定的阈值，则判定工控机已关闭系统；反之，则工控机未关闭系统。
[0016]本发明的装置的有益效果是:包括后台服务器，通过后台服务器的远程控制统一管理设备工控机的电源，节省了人力管理的成本，并解决了工控机电源在管理上存在的安全隐患；包括检测电路、主控电路和继电器电路，通过硬件上的检测电路采集工控机电源的电流，并结合主控电路和继电器电路的固件控制作用，实现了对工控机电源通断电可靠、高效的控制，既能节约电能，又能最大限度地避免工控机在未关闭系统的状态下强行断电的情况，减小了对工控机的电源或系统造成的损害。
[0017]本发明的方法的有益效果是:根据实时采集的工控机电源电流大小采集电流的大小判断工控机是否已关闭系统，并在延时关机时间到来且工控机已关闭系统时关闭工控机的电源或在延时开机时间到来时打开工控机的电源，实现了对工控机电源通断电可靠、高效的控制，既能节约电能，又能最大限度地避免工控机在未关闭系统的状态下强行断电的情况，减小了对工控机的电源或系统造成的损害。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019]图1为本发明一种工控机电源通断控制装置的结构框图；
图2为本发明一种工控机电源通断控制方法的整体流程图；
图3为本发明步骤C的流程图；
图4为本发明主控电路的芯片引脚功能图；
图5为本发明通信电路的通信芯片引脚功能图；
图6为继电器驱动电路的驱动芯片引脚功能图。
[0020]图7为比较器电路的比较器芯片引脚功能图。
【具体实施方式】
[0021]参照图1，一种工控机电源通断控制装置，包括:
检测电路，用于实时采集工控机电源的电流信号，并将采集的电流信号转换为TTL信号;
实时时钟电路，用于提供实时计时时钟；
后台服务器，用于对工控机的电源进行统一管理，向工控机发送延时关机或延时开机命令；
主控电路，用于根据TTL信号判断工控机是否已关闭系统，然后根据判断的结果、延时关机或延时开机命令以及实时计时时钟产生相应的断电或通电控制信号；
继电器电路，用于根据断电或通电控制信号对工控机的电源进行控制；
所述检测电路的输出端和实时时钟电路的输出端均与主控电路的输入端连接，所述主控电路、检测电路的输入端、继电器电路的输出端和后台服务器均与工控机连接，所述主控电路的输出端与继电器电路的输入端连接。
[0022]其中，工控机电源的电流信号为模拟信号，所以要将其转换为数字信号(即TTL电平信号)，以使主控电路能够识别和处理。
[0023]主控电路是控制核心，负责与工控机通信、数据的处理、信号的输入、输出控制等。
[0024]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述检测电路包括:
电流互感器，用于采集工控机电源的电流，并将采集的电流转换为电压信号；
比较器，用于将转换后的电压信号转换为TTL信号；
所述电流互感器的输入端与工控机的输出端连接，所述电流互感器的输出端与比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与主控电路的输入端连接。
[0025]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述继电器电路包括继电器驱动电路以及继电器，所述继电器驱动电路的输入端与主控电路的输入端连接，所述继电器驱动电路的输出端与继电器的第一输入端连接，所述继电器的第二输入端与220交流电源连接，所述继电器的输出端与工控机的输入端连接。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述比较器采用LM2901D比较器芯片。
[0027]进一步作为优选的实施方式，所述继电器驱动电路采用ULQ2003AD驱动芯片。
[0028]其中，ULN2003AD驱动芯片是一块高压、大电流的达林顿管阵列驱动电路，内含七组NPN型达林顿管。各组达林顿管的发射极均连接在一起，集电极开路输出。
[0029]进一步作为优选的实施方式，所述主控电路采用STM32F103RCT6芯片。
[0030]本发明采用工业级CPU处理器STM32F103RCT6作为主控芯片，自带实时时钟和后备寄存器。
[0031]参照图1，进一步作为优选的实施方式，该装置还设有用于为主控电路以及实时时钟电路提供后备电源的后备电池电路。
[0032]参照图1，