一种工业控制器的人机交互设备接口的制作方法

本发明涉及接口，尤其涉及一种工业控制器的人机交互设备接口。

背景技术：

1、对于工业控制器与人机交互设备的连接，常见方案为两种：

2、1、通过单一数据通讯总线和急停线连接，工业控制器与人机交互设备分别具有独立的cpu单元，工业控制器的cpu单元负责控制逻辑，人机交互设备的cpu单元负责显示和交互逻辑，两者在建立的单一数据总线上按照约定的协议进行数据交互，该方案适用于距离需求变化较大的应用场合，由于工业控制器和人机交互设备均具有独立的cpu单元，对人机交互设备的设计要求提高，成本也相应增加。另外，急停信号属于安全信号，可靠性要求高，一般仅通过电气信号传递而不适用软件数据传递，因此需要额外增加一组急停信号线与工业控制器连接，导致接线成本及维护复杂度提高。

3、2、通过数据通讯总线、图像传输总线和急停线连接，一般采用该连接方式的工业控制器与人机交互设备，工业控制器集成了人机交互逻辑功能，人机交互设备仅作为人机交互的硬件装置，因此人机交互设备不需具有复杂的cpu单元，从而降低系统成本。另外，急停信号也需要额外的电气线缆传输，这使得工业控制器与人机交互设备之间的连接线缆达到3条，导致可靠性降低，维护复杂度提高。为解决这个问题，一般地把数据通讯总线、图像传输总线、急停连接线合并在一条线缆通过一个非标接口连接，但意味着传统的标准交互设备，例如显示器、鼠标、键盘等基于标准接口的设备难以接入，导致兼容性降低。

4、基于上述现有技术的缺点，本发明基于第二个方案进行改进，在保证适用条件下，把急停硬控制信号融合至双总线的接口中，解决急停信号传输问题，降低维护成本，同时保持数据通讯总线和图像传输总线的兼容性，支持第二种技术方案的发展和完善。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述问题而提供一种工业控制器的人机交互设备接口，在保证适用条件下，把急停硬控制信号融合至双总线的接口中，解决急停信号传输问题，降低维护成本，同时保持数据通讯总线和图像传输总线的兼容性。

2、为实现上述目的，本发明的采用以下技术方案：

3、一种工业控制器的人机交互设备接口，包括第一接口、第二接口、开关电路、控制电路、急停电路、心跳协议编码装置和心跳协议解码装置；

4、所述的第一接口一端与工业控制器自带的供电电路连接，另一端通过急停电路与人机交互设备自带的第一用电装置连接，第一接口用于连接或断开供电电路和第一用电装置；

5、所述的第二接口一端通过控制电路与供电电路的连接，另一端通过急停电路与人机交互设备自带的第二用电装置连接，第二接口用于连接或断开供电电路和第二用电装置；

6、所述的开关电路，串联于供电电路和工业控制器自带的急停输入电路之间，所述的开关电路包括并联的开关sw1和开关sw2，开关sw2受心跳协议解码装置控制实现开闭；开关sw1受控制电路控制实现开闭；

7、所述的控制电路，包括串联的检测控制电路和降压续流电路，检测控制电路检测到自身有电流通过时，检测控制电路控制开关sw1断开，否则开关sw1常闭；降压续流电路用于降压，使第二接口的供电电压低于第一接口的供电电压；

8、所述的急停电路，用于打开或者闭合第一用电装置和第二用电装置之间的供电通路；还用于判断第一接口和第二接口是否已同时连接，当第一接口和第二接口同时连接时发送心跳使能信号给所述心跳协议编码装置，当第一接口和第二接口未同时连接时发送心跳失能信号给所述的心跳协议编码装置；

9、所述的心跳协议编码装置，设置于第一用电装置内，与第一接口连接，用于接收心跳使/失能信号；当接收到心跳使能信号，产生并发送一“连接完整”的心跳报文，经第一接口给心跳协议解码装置；当接收到心跳失能信号，不进行任何动作；

10、所述的心跳协议解码装置，设置于工业控制器自带的主控电路内，与第一接口连接，并通过第一接口接收所述“连接完整”的心跳报文，当接收到所述“连接完整”的心跳报文时控制开关sw2断开，否则开关sw2常闭；

11、当第一接口和第二接口同时连接、且急停电路闭合第一用电装置和第二用电装置之间的供电通路时，第一用电装置和第二用电装置由供电电路通过供电电压更高的第一接口给第一用电装置和第二用电装置供电。

12、优选的，所述的第一接口为数据通讯接口，包括usb接口、ethernet接口、rs485接口和rs232接口，第一用电装置为数据控制电路。

13、优选的，所述的第二接口为图像传输接口，包括hdmi接口、vga接口和dp接口，第二用电装置为图像控制电路。

14、优选的，所述的急停电路包括开关sb1，所述的开关sb1用于打开或者闭合第一用电装置和第二用电装置之间的供电通路。

15、优选的，所述的急停电路包括与门电路，与门电路的一个输入端连接在数据通讯接口和数据控制电路的供电通路上，另一个输入端连接在图像传输接口和图像控制电路的供电通路上，输出端与心跳协议编码装置连接；当且仅当数据通讯接口连接供电电路和数据控制电路、且图像传输接口连接供电电路和图像控制电路时，与门电路的输出端发送心跳使能信号给心跳协议编码装置；否则，发送心跳失能信号给心跳协议编码装置。

16、优选的，所述的急停电路还包括数据供电二极管d2和图像供电二极管d3，数据供电二极管d2连接在数据通讯接口和数据控制电路的供电通路上，图像供电二极管d3连接在图像传输接口和图像控制电路的供电通路上。

17、优选的，所述的检测控制电路还包括逻辑控制电路和电流采样电路,逻辑控制电路接收电流采样电路的有/无电流信号，当逻辑控制电路接收到有电流信号时，控制开关sw1断开；否则控制开关sw1常闭。

18、本发明的贡献在于，提供了一种工业控制器的人机交互设备接口，将急停控制模块融合至工业控制器和人机交互设备中，无需额外引入急停线路，且可以通过标准的数据通讯接口和图像传输接口实现急停控制，解决了传统需要引入急停线的问题，降低了维护成本，同时由于数据通讯接口和图像传输接口均为常见的标准接口，保持了数据通讯接口和图像传输接口的兼容性，既可以支持专用的人机交互设备，也可以支持常规的人机交互设备。

技术特征：

1.一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的第一接口为数据通讯接口，包括usb接口、ethernet接口、rs485接口和rs232接口，第一用电装置为数据控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的第二接口为图像传输接口，包括hdmi接口、vga接口和dp接口，第二用电装置为图像控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的急停电路包括开关sb1，所述的开关sb1用于打开或者闭合第一用电装置和第二用电装置之间的供电通路。

5.根据权利要求4所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的急停电路包括与门电路，与门电路的一个输入端连接在数据通讯接口和数据控制电路的供电通路上，另一个输入端连接在图像传输接口和图像控制电路的供电通路上，输出端与心跳协议编码装置连接；当且仅当数据通讯接口连接供电电路和数据控制电路、且图像传输接口连接供电电路和图像控制电路时，与门电路的输出端发送心跳使能信号给心跳协议编码装置；否则，发送心跳失能信号给心跳协议编码装置。

6.根据权利要求5所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的急停电路还包括数据供电二极管d2和图像供电二极管d3，数据供电二极管d2连接在数据通讯接口和数据控制电路的供电通路上，图像供电二极管d3连接在图像传输接口和图像控制电路的供电通路上。

7.根据权利要求6所述的一种工业控制器的人机交互设备接口，其特征在于：所述的检测控制电路还包括逻辑控制电路和电流采样电路,逻辑控制电路接收电流采样电路的有/无电流信号，当逻辑控制电路接收到有电流信号时，控制开关sw1断开；否则控制开关sw1常闭。

技术总结
本发明涉及接口技术领域，尤其涉及一种工业控制器的人机交互设备接口。包括第一接口、第二接口、开关电路、控制电路、急停电路、心跳协议编码装置和心跳协议解码装置。本发明将急停控制融合至工业控制器和人机交互设备中，无需额外引入急停线路，且可以通过标准的数据通讯接口和图像传输接口实现急停控制，解决了传统需要引入急停线的问题，降低了维护成本，同时由于数据通讯接口和图像传输接口均为常见的标准接口，保持了数据通讯接口和图像传输接口的兼容性，既可以支持专用的人机交互设备，也可以支持常规的人机交互设备。

技术研发人员：招子安,黄祖强,潘梓维,赵伟威,周星
受保护的技术使用者：佛山智能装备技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15