数控机床直流供电监控系统

1.本发明涉及一种数控机床监控系统，尤其涉及一种数控机床直流供电监控系统。


背景技术：

2.数控机床是现代生产中广泛应用的自动化设备，其结构精密、复杂，具有各种直流用电元件，比如直流电机、传感器等，这些直流用电元件需要稳定的直流电才能够稳定工作，防止加工事故发生。
3.现有技术中，数控机床中的直流用电元件通过数控机床的直流电源进行供电，但是，由于数控机床的复杂性，其直流电源输出电压也存在波动现象，从而存在过压或者过流，当然，数控机床中也设置有过压以及过流检测以及保护电路，但是，当过流过压时执行保护后往往容易形成自恢复供电，不能锁定停止供电状态，从而容易引起生产事故。
4.因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种数控机床直流供电监控系统，在数控机床工作中直流部分存在过流或者过压时能够及时进行保护及预警，并且能够锁定保护状态，从而防止直流供电自恢复后所引起的安全隐患，并且电路结构稳定可靠。
6.本发明提供的一种数控机床直流供电监控系统，包括开关控制电路、过压检测电路、控制器、报警器、过流检测电路以及锁定控制电路；
7.所述开关控制电路的输入端连接于直流电源，开关控制电路的输出端连接于负载rl的输入端；
8.所述过压检测电路用于检测开关控制电路的输入电压是否过压并在过压时其控制输出端向锁定控制电路的控制输入端输出高电平控制信号，所述过压检测电路的检测输出端与控制器的检测输入端连接；
9.所述过流检测电路用于检测负载rl是否过流且过流检测电路的控制输出端向锁定控制电路输出高电平控制信号，所述过流检测电路的检测输出端连接于控制器的检测输入端，所述控制器的控制输出端连接于报警器的输入端，所述锁定控制电路用于过流或者过压时锁定开关控制电路处于关断状态。
10.进一步，所述锁定控制电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r19、三极管q1、三极管q2、可控硅q6以及电阻r20；
11.电阻r1的一端连接于开关控制电路的输入端，电阻r1的另一端通过电阻r2连接于三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接于电阻r1和电阻r2的公共连接点，三极管q1的基极通过电阻r3连接于三极管q2的集电极，三极管q2的发射极通过电阻r19接地，三极管q2的基极连接于电阻r4的一端，电阻r4的另一端作为锁定控制电路的控制输入端，所述可控硅q6的控制极通过电阻r5连接于三极管q2的发射极，可控硅q6的正极通过电阻r6连接于开关控制电路的输入端，可控硅q6的负极通过电阻r16接地，可控硅q6的负极连接于锁定控制电
路的控制输入端，三极管q1的集电极连接于电阻r20的一端，电阻r20的另一端作为锁定控制电路的控制输出端；其中，三极管q1为p型三极管。
12.进一步，所述开关控制电路包括电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、pmos管q3、三极管q4、电容c1、齐纳二极管d6以及三极管q5；
13.电阻r8的一端作为开关控制电路的输入端，电阻r8的另一端连接于pmos管q3的源极，pmos管q3的漏极作为开关控制电路的控制输出端；
14.pmos管q3的源极通过电阻r9连接于pmos管q3的栅极，pmos管q3的栅极通过电阻r11连接于三极管q4的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极通过电容c1接地，三极管q4的基极连接于齐纳二极管d6的负极，齐纳二极管d6的正极接地，三极管q4的基极通过电阻r10连接于pmos管q3的栅极，三极管q4的基极连接于三极管q5的集电极，三极管q5的发射极接地，三极管q5的基极作为开关控制电路的控制输入端。
15.进一步，所述过流检测电路包括检测电阻r12、电阻r18、电容c2、二极管d5、齐纳二极管d3、齐纳二极管d4、电阻r17、发光二极管led2、光耦g1；
16.检测电阻r12的一端连接于负载rl的负极，电阻r12的另一端接地，检测电阻r12和负载rl的公共连接点通过电阻r18连接于齐纳二极管d3的负极，齐纳二极管d3的正极连接于发光二极管led2的正极，发光二极管led2的负极作为过流检测电路的控制输出端，齐纳二极管d3的负极连接于齐纳二极管d4的负极，齐纳二极管d4的正极接地，电阻r17的一端连接于发光二极管led2的正极，电阻r17的另一端连接于光耦g1的发光二极管的正极，光耦g1的发光二极管的负极接地，光耦g1的光敏三极管的集电极作为过流检测电路的检测输出端，光耦g1的光敏三极管的发射极接地。
17.进一步，所述过压检测电路包括电阻r7、齐纳二极管d1、齐纳二极管d2、电阻r13、电阻r14、电阻r15、发光二极管led1以及光耦g2；
18.电阻r7的一端作为过压检测电路检测输入端连接于开关控制电路的输入端，电阻r7的另一端连接于齐纳二极管d1的负极，齐纳二极管d1的正极通过电阻r15连接于发光二极管led1的正极，发光二极管led1的负极作为过压检测电路的控制输出端，齐纳二极管d1的正极连接于齐纳二极管d2的负极，齐纳二极管d2的正极接地，齐纳二极管d1的正极通过电阻r14接地，齐纳二极管d1的正极通过电阻r13连接于光耦g2的发光二极管的正极，光耦g2的发光二极管的负极接地，光耦g2的光敏三极管的集电极连接于控制器的检测输入端，光耦g2的光敏三极管的发射极接地。
19.本发明的有益效果：通过本发明，在数控机床工作中直流部分存在过流或者过压时能够及时进行保护及预警，并且能够锁定保护状态，从而防止直流供电自恢复后所引起的安全隐患，并且电路结构稳定可靠。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
21.图1为本发明的结构示意图。
22.图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
23.以下结合说明书附图对本发明进一步详细说明：
24.本发明提供的一种数控机床直流供电监控系统，包括开关控制电路、过压检测电路、控制器、报警器、过流检测电路以及锁定控制电路；
25.所述开关控制电路的输入端连接于直流电源，开关控制电路的输出端连接于负载rl的输入端；
26.所述过压检测电路用于检测开关控制电路的输入电压是否过压并在过压时其控制输出端向锁定控制电路的控制输入端输出高电平控制信号，所述过压检测电路的检测输出端与控制器的检测输入端连接；
27.所述过流检测电路用于检测负载rl是否过流且过流检测电路的控制输出端向锁定控制电路输出高电平控制信号，所述过流检测电路的检测输出端连接于控制器的检测输入端，所述控制器的控制输出端连接于报警器的输入端，所述锁定控制电路用于过流或者过压时锁定开关控制电路处于关断状态。其中，控制器可以采用数控机床自身的控制器，也可以另外设置现有的单片机，报警器采用现有的声光报警器；通过上述结构，在数控机床工作中直流部分存在过流或者过压时能够及时进行保护及预警，并且能够锁定保护状态，从而防止直流供电自恢复后所引起的安全隐患，并且电路结构稳定可靠。
28.当然，为了及时进行预警，还可以设置上位监控主机并与控制器通过现有的通信方式通信连接，从而进行远程监控，比如4g、5g、以太网等模块进行通信。
29.本实施例中，所述锁定控制电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r19、三极管q1、三极管q2、可控硅q6以及电阻r20；
30.电阻r1的一端连接于开关控制电路的输入端，电阻r1的另一端通过电阻r2连接于三极管q1的基极，三极管q1的发射极连接于电阻r1和电阻r2的公共连接点，三极管q1的基极通过电阻r3连接于三极管q2的集电极，三极管q2的发射极通过电阻r19接地，三极管q2的基极连接于电阻r4的一端，电阻r4的另一端作为锁定控制电路的控制输入端，所述可控硅q6的控制极通过电阻r5连接于三极管q2的发射极，可控硅q6的正极通过电阻r6连接于开关控制电路的输入端，可控硅q6的负极通过电阻r16接地，可控硅q6的负极连接于锁定控制电路的控制输入端，三极管q1的集电极连接于电阻r20的一端，电阻r20的另一端作为锁定控制电路的控制输出端；其中，三极管q1为p型三极管。
31.本实施例中，所述开关控制电路包括电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、pmos管q3、三极管q4、电容c1、齐纳二极管d6以及三极管q5；
32.电阻r8的一端作为开关控制电路的输入端，电阻r8的另一端连接于pmos管q3的源极，pmos管q3的漏极作为开关控制电路的控制输出端；
33.pmos管q3的源极通过电阻r9连接于pmos管q3的栅极，pmos管q3的栅极通过电阻r11连接于三极管q4的集电极，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极通过电容c1接地，三极管q4的基极连接于齐纳二极管d6的负极，齐纳二极管d6的正极接地，三极管q4的基极通过电阻r10连接于pmos管q3的栅极，三极管q4的基极连接于三极管q5的集电极，三极管q5的发射极接地，三极管q5的基极作为开关控制电路的控制输入端。
34.本实施例中，所述过流检测电路包括检测电阻r12、电阻r18、电容c2、二极管d5、齐纳二极管d3、齐纳二极管d4、电阻r17、发光二极管led2、光耦g1；
35.检测电阻r12的一端连接于负载rl的负极，电阻r12的另一端接地，检测电阻r12和负载rl的公共连接点通过电阻r18连接于齐纳二极管d3的负极，齐纳二极管d3的正极连接于发光二极管led2的正极，发光二极管led2的负极作为过流检测电路的控制输出端，齐纳二极管d3的负极连接于齐纳二极管d4的负极，齐纳二极管d4的正极接地，电阻r17的一端连接于发光二极管led2的正极，电阻r17的另一端连接于光耦g1的发光二极管的正极，光耦g1的发光二极管的负极接地，光耦g1的光敏三极管的集电极作为过流检测电路的检测输出端，光耦g1的光敏三极管的发射极接地。
36.本实施例中，所述过压检测电路包括电阻r7、齐纳二极管d1、齐纳二极管d2、电阻r13、电阻r14、电阻r15、发光二极管led1以及光耦g2；
37.电阻r7的一端作为过压检测电路检测输入端连接于开关控制电路的输入端，电阻r7的另一端连接于齐纳二极管d1的负极，齐纳二极管d1的正极通过电阻r15连接于发光二极管led1的正极，发光二极管led1的负极作为过压检测电路的控制输出端，齐纳二极管d1的正极连接于齐纳二极管d2的负极，齐纳二极管d2的正极接地，齐纳二极管d1的正极通过电阻r14接地，齐纳二极管d1的正极通过电阻r13连接于光耦g2的发光二极管的正极，光耦g2的发光二极管的负极接地，光耦g2的光敏三极管的集电极连接于控制器的检测输入端，光耦g2的光敏三极管的发射极接地。
38.以下进一步对本发明的原理进行说明：
39.当数控机床直流部分上电时，通过电阻r9、r10向电容c1进行充电，此时，pmos管q3截止，在电容c1充电过程中，过压检测电路进行过压检测，即不存在过压时，齐纳二极管d1截止，过压时，齐纳二极管d1导通，从而通过电阻r15、发光二极管led1向锁定控制电路输出高电平信号，并且光耦g2导通，将控制器对应的检测输入端的高电平拉为低电平，控制器识别该低电平，通过声光报警器进行过压报警；
40.当电容c1的端电压达到三极管q4导通电压时，三极管q4导通，从而拉低pmos管q3的栅极电压，并且在弥勒效应下pmos关q3缓慢导通，从而防止对负载rl造成冲击。
41.当电流正常时，齐纳二极管d3截止，过流检测电路输出为低电平；检测电阻r12进行过流检测，比如负载存在短路或者有感性元件存在时产生自感等故障，使得流过电阻r12的电流突然增大，从而使得齐纳二极管d3导通，从而向锁定控制电路输出高电平，并且光耦g1导通，拉低控制器与之对应的检测输入端高电平拉为低电平，控制器识别该低电平，并通过声光报警器进行过流报警；电容c2进行滤波以及削峰，对后续电路进行保护。
42.当过压检测电路和过流检测电路均输出低电平时，表明正常，此时，三极管q2截止，三极管q1截止，三极管q5截止，pmos管q3持续导通；当过压检测电路或者过流检测电路任一输出高电平时，三极管q2导通，从而拉低三极管q1的基极电位，三极管q1反向偏置并导通，从而输出高电平值三极管q5，使得三极管q5导通，截止三极管q4，进而pmos管q3截止，停止供电；当三极管q2导通后，触发可控硅q6导通，进而使得三极管q2保持导通状态，从而对pmos管q3进行保护锁定，防止在此期间有工作人员仅进行检修而引起安全事故。
43.二极管d5用于过流时为电容c2提供放电回路，为下一次过流检测准备。
44.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本
发明的权利要求范围当中。