專利名稱：安全光幕的動態(tài)自檢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全光幕的動態(tài)自檢方法，是用于保護(hù)人身安全的4級安全光電保護(hù)傳感器中檢查掃描電路工作狀態(tài)的自檢方法。
背景技術(shù)：
隨著我國成為世界的加工和制造中心以及國家對安全生產(chǎn)的日益重視，防止重大事故的安全要求也越來越高。對鍛壓機(jī)械光電保護(hù)器(或安全光幕)的安全標(biāo)準(zhǔn)也提高到國際最高標(biāo)準(zhǔn)IEC61496 (4級)。目前，取得IEC61496 (4級)認(rèn)證的光幕只有美國霍尼韋爾公司、德國施克公司、日本歐姆龍公司等少數(shù)幾個國際巨頭，借此認(rèn)證，壟斷高端市場，關(guān)鍵技術(shù)是光電保護(hù)器的自檢覆蓋率。4級標(biāo)準(zhǔn)要求自檢必須覆蓋全部光路，每條光路至少有一個檢測電路，比較、檢測輸入和輸出的信號狀態(tài)，以檢測信號的正確性。而且發(fā)光電路、受光電路必須各有一套檢測系統(tǒng)。因此，光幕的光路越多，檢測電路也越多越復(fù)雜，發(fā)、受光器之間的控制信號也越復(fù)雜。而且還必須保證檢測電路本身出現(xiàn)故障時，也必須能自診斷出。因此整個光幕的自檢系統(tǒng)非常復(fù)雜。國外的公司憑借其集成電路的設(shè)計和制造的優(yōu)勢，把光電轉(zhuǎn)換電路和復(fù)雜的監(jiān)測電路集成在一起，做成專用的集成電路芯片，既提高電路的可靠程度，又保護(hù)其知識產(chǎn)權(quán)，達(dá)到技術(shù)封鎖。但是，以上自檢電路也有無法克服的缺點檢測方法是被動的，不能識別光路的正確信號，抗干擾能力差；各個自檢電路相互獨立，不能保證整體的完整性；而且隨著光路的增加，自檢信號傳輸和可靠性更難保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全光幕的動態(tài)自檢方法，能識別出正確的光電信號，抗干擾能力強(qiáng)；無需復(fù)雜的分光路檢測電路，對光路的擴(kuò)展沒有任何限制，自檢只在受光側(cè)完成，發(fā)光器、受光器之間的控制信號很少，保證自檢的整體完整性；在傳感器的響應(yīng)時間內(nèi)的能對整個光電保護(hù)器的接收信號進(jìn)行動態(tài)檢測，達(dá)到安全4級標(biāo)準(zhǔn)要求的診斷覆蓋率。本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的該安全光幕的動態(tài)自檢方法，包括由發(fā)光陣列、發(fā)光掃描電路、受光陣列、受光掃描陣列、光幕掃描邏輯電路、信號放大處理電路、光幕輸出控制電路構(gòu)成的光電保護(hù)傳感器電路，另外有動態(tài)自檢處理電路，動態(tài)自檢處理電路連接信號放大處理電路的輸出端并接入光幕輸出控制電路；在光電保護(hù)的響應(yīng)時間內(nèi)，在正常光電掃描巾貞序列中插入一巾貞不發(fā)光掃描自檢巾貞和一巾貞不接收掃描自檢巾貞，通過動態(tài)自檢處理電路分析處理在這兩個自檢幀期間的受光輸出信號情況，達(dá)到檢測整個掃描電路狀態(tài)的目的。光電保護(hù)傳感器電路的構(gòu)成方式為光幕掃描邏輯電路的發(fā)光掃描信號輸出端連接到發(fā)光掃描電路，發(fā)光掃描電路的輸出端連接到發(fā)光陣列，光幕掃描邏輯電路的受光掃描信號輸出端連接到受光掃描電路，受光掃描電路的輸出端連接到受光陣列，發(fā)光陣列和受光陣列相對形成掃描光幕；受光陣列的信號輸出端連接到信號放大處理電路，信號放大處理電路的輸出端連接到光幕輸出控制電路，動態(tài)自檢處理電路的信號輸入端連接信號放大處理電路的輸出端，動態(tài)自檢處理電路的信號輸出端接入光幕輸出控制電路。自檢過程是正常的掃描巾貞是光幕掃描邏輯電路同時產(chǎn)生發(fā)光掃描信號和受光掃描信號送往發(fā)光掃描電路和 受光掃描電路，在發(fā)光陣列和受光陣列之間形成掃描光幕；動態(tài)自檢時，光幕掃描邏輯電路在正常的發(fā)受光掃描巾貞中插入一巾貞不發(fā)光只接收的自檢巾貞和一中貞不接受只發(fā)光自檢巾貞送往發(fā)光掃描電路和受光掃描電路；光幕正常且沒有受到干擾時，正常掃描巾貞受光陣列輸出光路對應(yīng)的光電脈沖信號，自檢巾貞沒有任何輸出信號，經(jīng)過信號放大處理電路輸出送往光幕輸出控制電路；當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路、發(fā)光掃描電路和發(fā)光陣列的發(fā)光電路故障，發(fā)光陣列有不受控制的發(fā)光信號輸出或光路有干擾光干擾時，在不發(fā)光只接收自檢幀內(nèi)信號放大處理電路就會有信號輸出；當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路、受光掃描電路和受光陣列的受光電路故障使受光陣列不受控制時，在不接受只發(fā)光自檢幀內(nèi)，信號放大處理電路也會有信號輸出，動態(tài)自檢處理電路檢測到自檢幀期間有輸出脈沖信號時，就發(fā)出故障信號控制光幕輸出控制電路關(guān)閉光幕的輸出并使整個光幕進(jìn)入故障停機(jī)狀態(tài)；電路出現(xiàn)沒有發(fā)光和輸出的故障時，正常的掃描巾貞也沒有完整的接收巾貞，光幕也不能正常工作。本發(fā)明僅增加少數(shù)電路和控制邏輯，就能診斷覆蓋全部發(fā)受光電路的各種故障；抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，使用通用邏輯器件就能實現(xiàn)，利于實現(xiàn)4級安全光電保護(hù)器或安全光幕的國產(chǎn)化，打破國外壟斷。


圖I是本發(fā)明的的原理框圖。圖2是本發(fā)明的發(fā)光掃描時序圖。圖3是本發(fā)明的受光掃描及接收信號時序圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明包括由發(fā)光陣列I、發(fā)光掃描電路2、受光陣列3、受光掃描陣列4、光幕掃描邏輯電路5、信號放大處理電路6、光幕輸出控制電路7和動態(tài)自檢處理電路8構(gòu)成的光電保護(hù)傳感器電路，光幕掃描邏輯電路5的發(fā)光掃描信號輸出端連接到發(fā)光掃描電路2，發(fā)光掃描電路2的輸出端連接到發(fā)光陣列1，光幕掃描邏輯電路5的受光掃描信號輸出端連接到受光掃描電路4，受光掃描電路4的輸出端連接到受光陣列3，發(fā)光陣列I和受光陣列3相對形成掃描光幕；受光陣列3的信號輸出端連接到信號放大處理電路6,信號放大處理電路6的輸出端連接到光幕輸出控制電路7，動態(tài)自檢處理電路8的信號輸入端連接信號放大處理電路6的輸出端,動態(tài)自檢處理電路8的信號輸出端接入光幕輸出控制電路7 ;正常的掃描幀是光幕掃描邏輯電路5同時產(chǎn)生發(fā)光掃描信號和受光掃描信號送往發(fā)光掃描電路2和受光掃描電路4,在發(fā)光陣列I和受光陣列3之間形成掃描光幕；動態(tài)自檢時，光幕掃描邏輯電路5在正常的發(fā)受光掃描巾貞中插入一巾貞不發(fā)光只接收的自檢巾貞和一中貞不接受只發(fā)光自檢幀送往發(fā)光掃描電路2和受光掃描電路4 ;光幕掃描邏輯電路5按照圖2所不時序輸出同步信號和時鐘信號到發(fā)光掃描電路2控制發(fā)光陣列I順序掃描發(fā)光，按照圖3所示的時序輸出同步和時鐘信號的到受光掃描電路4控制受光陣列3，順序掃描接收發(fā)光陣列I發(fā)出的掃描光，形成掃描光幕區(qū)域。信號放大處理電路6把接收的掃描光信號，形成一個和光路掃描對應(yīng)的電脈沖串，輸出到光幕輸出控制電路7和動態(tài)自檢處理電路8，動態(tài)自檢處理電路8輸出自檢結(jié)果控制信號到光幕輸出控制電路7，光幕輸出控制電路7接受信號放大處理電路6和動態(tài)自檢處理電路8的信號輸入控制,決定輸出開關(guān)信號。光幕正常且沒有受到干擾時，正常掃描巾貞受光陣列3輸出光路對應(yīng)的光電脈沖信號，自檢巾貞沒有任何輸出信號，經(jīng)過信號放大處理 電路6輸出送往光幕輸出控制電路7 ;當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路5、發(fā)光掃描電路2和發(fā)光陣列I的發(fā)光電路故障，發(fā)光陣列有不受控制的發(fā)光信號輸出或光路有干擾光干擾時，在不發(fā)光只接收自檢幀內(nèi)信號放大處理電路6就會有信號輸出；當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路5、受光掃描電路4和受光陣列3的受光電路故障受光陣列3不受控制時，在不接受只發(fā)光自檢巾貞內(nèi)，信號放大處理電路6也會有信號輸出，動態(tài)自檢處理電路8檢測到自檢巾貞期間有輸出脈沖信號時，就發(fā)出故障信號控制光幕輸出控制電路7關(guān)閉光幕的輸出并使整個光幕進(jìn)入故障停機(jī)狀態(tài)；電路出現(xiàn)沒有發(fā)光和輸出的故障時，正常的掃描幀也沒有完整的接收幀，光幕也不能正常工作。
權(quán)利要求
1.一種安全光幕的動態(tài)自檢方法，包括由發(fā)光陣列、發(fā)光掃描電路、受光陣列、受光掃描陣列、光幕掃描邏輯電路、信號放大處理電路、光幕輸出控制電路構(gòu)成的光電保護(hù)傳感器電路，其特征在于另外有動態(tài)自檢處理電路(8)，動態(tài)自檢處理電路(8)連接信號放大處理電路(6)的輸出端并接入光幕輸出控制電路(7);在光電保護(hù)的響應(yīng)時間內(nèi)，在正常光電掃描巾貞序列中插入一巾貞不發(fā)光掃描自檢巾貞和一巾貞不接收掃描自檢巾貞，通過動態(tài)自檢處理電路(8)分析處理在這兩個自檢幀期間的受光輸出信號情況，達(dá)到檢測整個掃描電路狀態(tài)的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全光幕的動態(tài)自檢方法，其特征在于光幕掃描邏輯電路(5)的發(fā)光掃描信號輸出端連接到發(fā)光掃描電路(2)，發(fā)光掃描電路(2)的輸出端連接到發(fā)光陣列(I)，光幕掃描邏輯電路(5)的受光掃描信號輸出端連接到受光掃描電路(4),受光掃描電路(4)的輸出端連接到受光陣列(3),發(fā)光陣列(I)和受光陣列(3)相對形成掃描光幕；受光陣列(3)的信號輸出端連接到信號放大處理電路(6),信號放大處理電路(6)的輸出端連接到光幕輸出控制電路(7)，動態(tài)自檢處理電路(8)的信號輸入端連接信號放大處理電路(6)的輸出端，動態(tài)自檢處理電路(8)的信號輸出端接入光幕輸出控制電路(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的安全光幕的動態(tài)自檢方法，其特征在于正常的掃描幀是光幕掃描邏輯電路(5 )同時產(chǎn)生發(fā)光掃描信號和受光掃描信號送往發(fā)光掃描電路(2 )和受光掃描電路(4),在發(fā)光陣列(I)和受光陣列(3)之間形成掃描光幕；動態(tài)自檢時,光幕掃描邏輯電路(5)在正常的發(fā)受光掃描巾貞中插入一巾貞不發(fā)光只接收的自檢巾貞和一巾貞不接受只發(fā)光自檢巾貞送往發(fā)光掃描電路(2)和受光掃描電路(4);光幕正常且沒有受到干擾時,正常掃描巾貞受光陣列(3)輸出光路對應(yīng)的光電脈沖信號，自檢巾貞沒有任何輸出信號,經(jīng)過信號放大處理電路(6 )輸出送往光幕輸出控制電路(7);當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路(5)、發(fā)光掃描電路(2)和發(fā)光陣列(I)的發(fā)光電路故障，發(fā)光陣列(I)有不受控制的發(fā)光信號輸出或光路有干擾光干擾時，在不發(fā)光只接收自檢幀內(nèi)信號放大處理電路(6)就會有信號輸出；當(dāng)包括光幕掃描邏輯電路(5)、受光掃描電路(4)和受光陣列(3)的受光電路故障使受光陣列(3)不受控制時,在不接受只發(fā)光自檢巾貞內(nèi)，信號放大處理電路(6)也會有信號輸出，動態(tài)自檢處理電路(8)檢測到自檢巾貞期間有輸出脈沖信號時，就發(fā)出故障信號控制光幕輸出控制電路(7)關(guān)閉光幕的輸出并使整個光幕進(jìn)入故障停機(jī)狀態(tài)；電路出現(xiàn)沒有發(fā)光和輸出的故障時，正常的掃描幀也沒有完整的接收幀，光幕也不能正常工作。
全文摘要
一種安全光幕的動態(tài)自檢方法，包括由發(fā)光陣列、發(fā)光掃描電路、受光陣列、受光掃描陣列、光幕掃描邏輯電路、信號放大處理電路、光幕輸出控制電路、動態(tài)自檢處理電路構(gòu)成的光電保護(hù)傳感器電路，動態(tài)自檢處理電路連接信號放大處理電路的輸出端并接入光幕輸出控制電路；在光電保護(hù)的響應(yīng)時間內(nèi)，在正常光電掃描幀序列中插入一幀不發(fā)光掃描自檢幀和一幀不接收掃描自檢幀，通過動態(tài)自檢處理電路分析處理在這兩個自檢幀期間的受光輸出信號情況，達(dá)到檢測整個掃描電路狀態(tài)的目的。本發(fā)明僅增加少數(shù)電路和控制邏輯，就能診斷覆蓋全部發(fā)受光電路的各種故障；抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，使用通用邏輯器件就能實現(xiàn)，利于實現(xiàn)4級安全光電保護(hù)器或安全光幕的國產(chǎn)化，打破國外壟斷。
文檔編號B21J9/20GK102744346SQ20121024671
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者姜新軍, 李海明, 王學(xué)軍, 王輝, 白林景, 邵光存, 韓長偉 申請人:濟(jì)寧科力光電產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司