CN204068903U - 一种作业区域的人身保护连锁电路 - Google Patents

Abstract

一种具有声光警示的人身保护连锁电路，涉及到一种人身保安电路，由电源电路、信号输入电路、处理电路、连锁控制电路和声光警示电路组成，其中，电源电路由电源接口、整流变压器、整流集成块、稳压块和滤波电容器构成；信号输入电路由红外线发射管、红外线接收管、信号传输接口、与非门和隔离二极管构成；处理电路由反馈电阻、与非门b、隔离电阻及与非门c构成；连锁控制电路由按钮开关、与非门c、驱动电阻、三极管a、钳位二极管、继电器、连锁接口构成；声光警示电路由固态语音电路、速率电阻、速率电容器、偏置电阻、三极管b、扬声器和警示发光管构成。本实用新型保护连锁电路在人们进入到危险区域作业时，自动阻止设备意外起动，并进行声光警示。

Description

一种作业区域的人身保护连锁电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路，特别涉及到一种人身保安电路。

背景技术

人们在具有威胁人身安全的区域作业时，需有保护措施，当威胁人身安全的因素来自机械设备时，常见的保护措施是红外线隔断停机和手动断电停机，其中，红外线隔断停机是利用人体隔离在红外线发射管与接收管之间，使接收管接收不到红外光信号而使设备停机，但操作人员在工作过程中身子脱离红外线发射管与接收管之间的直线范围时，设备会意外起动导致人员被夹压而发生伤亡事故，或接收管受到光干扰而误动作使设备意外起动而发生事故，此类事故常有发生；在操作工长时间重复相同动作，或工作疲劳而没有进行手动断电，也常引起设备意外起动而发生事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种生产区域的人身保护连锁电路，连锁到主机设备的控制电路中，对易发事故的作业区域进行实时监控，当监测到作业区有人时，自动阻止设备意外起动，并进行声光警示，更好地保护作业人员的人身安全。

本实用新型的一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是连锁电路由电源电路、信号处理电路、延时处理电路、信息记忆电路、连锁输出电路和声光警示电路组成，其中，电源电路由电源接口a（Ⅰ）、电源接口b（Ⅱ）、整流变压器（TC）、整流集成块（IC1）、滤波电容器a（C1）、稳压块（IC2）和滤波电容器b（C2）构成，整流变压器（TC）包括初级线圈和次级线圈，初级线圈有线端a（1）和线端b（2）接出，次级线圈有线端c（3）和线端d（4）接出；信号处理电路由热释电传感器（SD）、信号传输接口、偏置电阻a（R1）、三极管a（VT1）、隔离电阻a（R2）及非门a（IC3）构成，信号传输接口包括馈电接口（Ⅲ）、信号接口（Ⅳ）和地线接口（Ⅴ）；延时处理电路由隔离二极管a（V1）、缓冲电阻（R3）、延时电容器（C4）、放电电阻（R4）、非门c（IC5）和隔离二极管c（V3）构成；信息记忆电路由隔离二极管b（V2）、非门b（IC4）、隔离电阻b（R5）、非门d（IC6）和反馈电阻（R6）构成；连锁输出电路由驱动电阻（R7）、三极管b（VT2）、钳位二极管（V4）、继电器、连锁接口a（Ⅵ）和连锁接口b（Ⅶ）构成，继电器包括线圈（K）、常开触点开关（Ka1）和常闭触点开关（Ka2）；声光警示电路由固态语音电路（IC7）、速率电阻（R9）、速率电容器（C5）、偏置电阻b（R8）、三极管c（VT3）、扬声器（BL）和警示发光管（V5）构成；电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到整流变压器（TC）的线端a（1）和线端b（2），整流变压器（TC）的线端c（3）和线端d（4）分别连接到整流集成块（IC1）的二个输入端，整流集成块（IC1）的正极连接到滤波电容器a（C1）的正极和稳压块（IC2）的输入端，稳压块（IC2）的输出端与滤波电容器b（C2）的正极连接后构成工作电源（V+），整流集成块（IC1）的负极与滤波电容器a（C1）的负极、稳压块（IC2）的接地端和滤波电容器b（C2）的负极连接后构成地线；工作电源（V+）通过馈电接口（Ⅲ）连接到热释电传感器（SD）的电源端，热释电传感器（SD）的接地端通过地线接口（Ⅴ）连接到地线，热释电传感器（SD）的信号端通过信号接口（Ⅳ）连接到偏置电阻a（R1）的第一脚，偏置电阻a（R1）的第二脚连接到三极管a（VT1）的基极，三极管a（VT1）的发射极连接到地线，三极管a（VT1）的集电极连接到隔离电阻a（R2）的第二脚及非门a（IC3）的输入端，隔离电阻a（R2）的第一脚连接到工作电源（V+），非门a（IC3）的输出端连接到隔离二极管a（V1）的阳极、放电电阻（R4）的第一脚和隔离二极管b（V2）的阳极；隔离二极管a（V1）的阴极连接到缓冲电阻（R3）的第一脚，缓冲电阻（R3）的第二脚连接到延时电容器（C4）的正极、放电电阻（R4）的第二脚及非门c（IC5）的输入端，延时电容器（C4）的负极连接到地线，非门c（IC5）的输出端连接到隔离二极管c（V3）的阳极；隔离二极管b（V2）的阴极连接到非门b（IC4）的输入端和反馈电阻（R6）的第一脚，非门b（IC4）的输出端连接到隔离电阻b（R5）的第一脚，隔离电阻b（R5）的第二脚和隔离二极管c（V3）的阴极连接到非门d（IC6）的输入端，非门d（IC6）的输出端连接到反馈电阻（R6）的第二脚和驱动电阻（R7）的第一脚；驱动电阻（R7）的第二脚连接到三极管b（VT2）的基极，三极管b（VT2）的发射极连接到地线，三极管b（VT2）的集电极连接到钳位二极管（V4）的阳极和继电器线圈（K）的输出端，钳位二极管（V4）的阴极和继电器线圈（K）的输入端连接到工作电源（V+）；继电器常闭触点开关（Ka2）的输入端连接到连锁接口a（Ⅵ），继电器常闭触点开关（Ka2）的输出端连接到连锁接口b（Ⅶ）；继电器常开触点开关（Ka1）的输入端连接到工作电源（V+），继电器常开触点开关（Ka1）的输出端连接到固态语音电路（IC7）的电源端、触发端和速率电阻（R9）的第二脚，速率电阻（R9）的第一脚连接到固态语音电路（IC7）的速率控制端和速率电容器（C5）的第一脚，速率电容器（C5）的第二脚和固态语音电路（IC7）的接地端连接到地线，固态语音电路（IC7）的输出端通过偏置电阻（R8）连接到三极管c（VT3）的基极，三极管c（VT3）的集电极连接到扬声器（BL）的音圈第二端，扬声器（BL）的音圈第一端连接到继电器常开触点开关（Ka1）的输出端，三极管c（VT3）的发射极连接到警示发光管（V5）的阳极，警示发光管（V5）的阴极连接到地线。

本实用新型中，在三极管a（VT1）的基极与地线之间有抗干扰电容器（C3）；非门a（IC3）、非门b（IC4）、非门c（IC5）及非门d（IC6）共用一只六非门集成电路，多余的二只非门并联到非门d（IC6）上，非门集成电路的电源端连接到工作电源（V+），非门集成电路的接地端连接到地线；警示发光管（V5）为一只以上，多只警示发光管（V5）进行并联连接；电路的***有电源的相线（L）、电源的零线（N）、连锁导线a（X1）、连锁导线b（X2）和控制设备，控制设备上有连锁端口，电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到电源的相线（L）和电源的零线（N），连锁接口a（Ⅶ）和连锁接口b（Ⅷ）分别通过连锁导线a（X1）和连锁导线b（X2）连接到控制设备的连锁端口上。

上述的实用新型使用热释电传感器来获取易发事故作业区域内的人体信息。热释电传感器又称人体红外传感器，被广泛应用于防盗报警、接近开关等红外领域。常规的热释电传感器多为被动式的，只能探测活动人体释放的红外辐射，而不能探测恒定的红外辐射，当在作业区域内的人没有动作或动作不大时，常规被动式的热释电传感器就不能向电路输送人体信息，会造成设备意外起动而发生事故，因此，需把常规被动式的热释电传感器改制为主动式的热释电传感器，使之能探测到没有动作或动作不大的人体信息，避免设备意外起动。主动式的热释电传感器由探测元件、放大电路、菲涅尔透镜、传动机构和壳体组成，探测元件和放大电路安装在电路板上，菲涅尔透镜在探测元件的前方，所述的传动机构包括电机驱动机构或压电驱动片机构或电磁驱动机构，通过传动机构的运动而使探测元件摆动，就能探测到没有动作或动作不大的人体信息，壳体为圆筒体结构，探测元件、电路板、菲涅尔透镜和传动机构设置在圆筒体的壳体内而构成主动式的人体热释电探头。再在主动式的人体热释电探头前端安装蒙板，使探测元件通过蒙板的透光区只探测到易发事故作业区域内的人体信息，而探测不到易发事故作业区域以外的人体红外信息，以避免误锁而影响生产。

 主动式的人体热释电探头因探测元件进行摆动而有盲区，人体信息会有短暂的中断，使得信息不稳定，因此，本实用新型设置了信息记忆电路和延时处理电路来使人体信息稳定，信息记忆电路把热释电传感器（SD）送来的人体信息以高电平的方式储存在电路中的非门b（IC4）输入端，当热释电传感器（SD）的人体信息短暂中断时，非门b（IC4）的输入端仍为高电平，从而使非门d（IC6）的输出端有稳定的高电平输出；当操作人员完成工作撤离易发事故的作业区域后，因热释电传感器（SD）探测不到人体信息，非门a（IC3）的输出端为低电平，延时处理电路中的延时电容器（C4）通过放电电阻（R4）对非门a（IC3）的输出端进行放电，使非门c（IC5）的输出端为高电平，通过隔离二极管c（V3）使非门d（IC6）的输入端为高电平，从而使非门d（IC6）的输出端及非门b（IC4）的输入端反转为低电平。

上述的实用新型应用时，继电器的常闭触点开关（Ka2）通过连锁输出接口和连锁导线串联在控制设备的交流接触器线圈的回路上。工作时，一旦有操作人员进入到需对人身进行保护的作业区域时，本实用新型电路中的继电器就自动吸合，继电器的常闭触点开关（Ka2）就断开，使控制设备的交流接触器线圈不能通电，从而阻止设备意外起动，同时，继电器的常开触点开关（Ka1）闭合，使声光警示电路工作，发出“保护连锁已启动，请放心工作”的语音警示和点亮警示发光管（V5），“保护连锁已启动，请放心工作”的语音警示将反复播报，直到作业人员撤出作业区，继电器才会自动释放，连锁功能及声光警示才能停止，设备才能起动，从而避免发生事故。其过程为：当操作人员进入到需对人身进行保护的作业区域进行工作时，热释电传感器（SD）信号端的电信号通过信号接口（Ⅳ）和偏置电阻a（R1）输入到三极管a（VT1）的基极，使三极管a（VT1）的集电极及非门a（IC3）的输入端为低电平，非门a（IC3）的输出端为高电平，非门a（IC3）输出端的高电平通过隔离二极管b（V2）输入到非门b（IC4）的输入端，使非门b（IC4）的输出端为低电平；同时非门a（IC3）输出端的高电平通过隔离二极管a（V1）、缓冲电阻（R3）和放电电阻（R4）输入到延时电容器（C4）的正极及非门c（IC5）的输入端，延时电容器（C4）很快充电至2/3工作电源（V+）的电压，使非门c（IC5）的输入端为高电平，非门c（IC5）的输出端为低电平，当非门c（IC5）的输出端及非门b（IC4）的输出端同为低电平时，非门d（IC6）的输出端为高电平，三极管b（VT2）导通，继电器的线圈（K）通电，继电器的常闭触点开关（Ka2）断开，使控制设备的交流接触器线圈不能通电，从而阻止设备意外起动；在非门d（IC6）的输出端为高电平时，高电平通过反馈电阻（R6）输送到非门b（IC4）的输入端，使非门b（IC4）的输入端保持高电平，这时，如有热释电传感器（SD）的人体信息出现短暂中断，非门d（IC6）的输出端仍有稳定的高电平输出，三极管b（VT2）持续导通，继电器的线圈（K）持续通电，继电器的常闭触点开关（Ka2）持续断开。在继电器的线圈（K）通电、常闭触点开关（Ka2）断开的同时，继电器的常开触点开关（Ka1）闭合，使声光警示电路工作，预先录制在固态语音电路（IC7）中的“保护连锁已启动，请放心工作”的语音由扬声器（BL）播放出来，警示发光管（V5）也被点亮，通过声光警示，一方面验证连锁电路的工作是否正常，二方面可以使作业人员消除心理压力，放心工作，如作业人员进入作业区听不到语音警示或看不到发光警示，应马上退出作业区查明原因，消除事故隐患。在作业人员未撤离作业区期间，保护连锁和声光警示会一直进行，“保护连锁已启动，请放心工作”的语音将重复播报。当完成工作，作业人员撤出作业区时，热释电传感器（SD）探测不到人体作息，非门a（IC3）的输出端为低电平，延时电容器（C4）通过放电电阻（R4）对非门a（IC3）的输出端进行放电，当延时电容器（C4）上的电压放电至低于1/3工作电源（V+）的电压时，非门c（IC5）的输入端为低电平，使非门c（IC5）的输出端为高电平，通过隔离二极管c（V3）使非门d（IC6）的输入端为高电平，从而使非门d（IC6）的输出端反转为低电平，三极管b（VT2）截止，继电器的线圈（K）断电，继电器的常闭触点开关（Ka2）恢复闭合，为设备正常起动做好准备，同时，继电器的常开触点开关（Ka1）断开，声光警示电路停止工作；在非门d（IC6）的输出端反转为低电平时，通过反馈电阻（R6）的作用，使非门b（IC4）的输入端为低电平，非门b（IC4）的输出端为高电平，非门b（IC4）输出端的高电平通过隔离电阻（R5）输送到非门d（IC6）的输入端。本实用新型中，通过确定放电电阻（R4）的阻值和确定延时电容器（C4）的电容量来使延时电容器（C4）放电至低电平的时间为3-5秒，然后通过确定缓冲电阻（R3）的阻值使延时电容器（C4）充电至高电平的时间小于1秒，延时电容器（C4）充电至高电平的时间和放电至低电平的时间按t=0.693RC确定。

上述的实用新型中，六非门集成电路的选用型号为CC4069的CMOS的数字集成电路，CMOS数字集成电路是一种理想的微功耗电路，抗干扰性能强，接口电路简单，使得组成的电路简洁，并且工作可靠。

本实用新型的有益效果是：提供的一种生产区域的人身保护连锁电路，连锁到主机设备的控制电路中，对易发事故的作业区域进行实时监控，当监测到作业区有人时，自动阻止设备意外起动，并进行声光警示。本实用新型具有的声光警示功能，一方面验证连锁电路的工作是否正常，能更好地保护作业人员的人身安全，二方面可以使作业人员消除心理压力，放心工作，提高工作效率。

附图说明

附图1是本实用新型的方框图。

附图2是本实用新型的一种作业区域的人身保护连锁电路图。

图中： 1.线端a，2.线端b，3.线端c，4.线端d，Ⅰ.电源接口a，Ⅱ.电源接口b，Ⅲ.馈电接口，Ⅳ.信号接口，Ⅴ.地线接口，Ⅵ.连锁接口a，Ⅶ.连锁接口b，R1.偏置电阻a，R2.隔离电阻a，R3.缓冲电阻，R4.放电电阻，R5.隔离电阻b，R6.反馈电阻，R7.驱动电阻，R8.偏置电阻b，R9.速率电阻，C1.滤波电容器a，C2.滤波电容器b，C3.抗干扰电容器，C4.延时电容器，C5.速率电容器，V1.隔离二极管a，V2.隔离二极管b，V3.隔离二极管c，V4.钳位二极管，V5.警示发光管，VT1.三极管a，VT2.三极管b，VT3.三极管c，V+.工作电源，IC1.整流集成块，IC2.稳压块，IC3.非门a，IC4.非门b，IC5.非门c，IC6.非门d，IC7.固态语音电路，BL.扬声器，K.继电器的线圈，Ka1.继电器的常开触点开关，Ka2.继电器的常闭触点开关，SD.热释电传感器，TC.整流变压器，FU.保险丝，L.电源的相线，N.电源的零线，X1.连锁导线a，X2.连锁导线b。

具体实施方式

实施例   附图1和附图2所示的实施方式中，一种作业区域的人身保护连锁电路由电源电路、信号处理电路、延时处理电路、信息记忆电路、连锁输出电路和声光警示电路组成，其中，电源电路由电源接口a（Ⅰ）、电源接口b（Ⅱ）、整流变压器（TC）、整流集成块（IC1）、滤波电容器a（C1）、稳压块（IC2）和滤波电容器b（C2）构成，整流变压器（TC）包括初级线圈和次级线圈，初级线圈有线端a（1）和线端b（2）接出，次级线圈有线端c（3）和线端d（4）接出；信号处理电路由热释电传感器（SD）、信号传输接口、偏置电阻a（R1）、抗干扰电容器（C3）、三极管a（VT1）、隔离电阻a（R2）及非门a（IC3）构成，信号传输接口包括馈电接口（Ⅲ）、信号接口（Ⅳ）和地线接口（Ⅴ）；延时处理电路由隔离二极管a（V1）、缓冲电阻（R3）、延时电容器（C4）、放电电阻（R4）、非门c（IC5）和隔离二极管c（V3）构成；信息记忆电路由隔离二极管b（V2）、非门b（IC4）、隔离电阻b（R5）、非门d（IC6）和反馈电阻（R6）构成；连锁输出电路由驱动电阻（R7）、三极管b（VT2）、钳位二极管（V4）、继电器、连锁接口a（Ⅵ）和连锁接口b（Ⅶ）构成，继电器包括线圈（K）、常开触点开关（Ka1）和常闭触点开关（Ka2）；声光警示电路由固态语音电路（IC7）、速率电阻（R9）、速率电容器（C5）、偏置电阻b（R8）、三极管c（VT3）、扬声器（BL）和警示发光管（V5）构成；电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到整流变压器（TC）的线端a（1）和线端b（2），整流变压器（TC）的线端c（3）和线端d（4）分别连接到整流集成块（IC1）的二个输入端，整流集成块（IC1）的正极连接到滤波电容器a（C1）的正极和稳压块（IC2）的输入端，稳压块（IC2）的输出端与滤波电容器b（C2）的正极连接后构成工作电源（V+），整流集成块（IC1）的负极与滤波电容器a（C1）的负极、稳压块（IC2）的接地端和滤波电容器b（C2）的负极连接后构成地线；工作电源（V+）通过馈电接口（Ⅲ）连接到热释电传感器（SD）的电源端，热释电传感器（SD）的接地端通过地线接口（Ⅴ）连接到地线，热释电传感器（SD）的信号端通过信号接口（Ⅳ）连接到偏置电阻a（R1）的第一脚，偏置电阻a（R1）的第二脚连接到三极管a（VT1）的基极和抗干扰电容器（C3）的第一脚，抗干扰电容器（C3）的第二脚和三极管a（VT1）的发射极连接到地线，三极管a（VT1）的集电极连接到隔离电阻a（R2）的第二脚及非门a（IC3）的输入端，隔离电阻a（R2）的第一脚连接到工作电源（V+），非门a（IC3）的输出端连接到隔离二极管a（V1）的阳极、放电电阻（R4）的第一脚和隔离二极管b（V2）的阳极；隔离二极管a（V1）的阴极连接到缓冲电阻（R3）的第一脚，缓冲电阻（R3）的第二脚连接到延时电容器（C4）的正极、放电电阻（R4）的第二脚及非门c（IC5）的输入端，延时电容器（C4）的负极连接到地线，非门c（IC5）的输出端连接到隔离二极管c（V3）的阳极；隔离二极管b（V2）的阴极连接到非门b（IC4）的输入端和反馈电阻（R6）的第一脚，非门b（IC4）的输出端连接到隔离电阻b（R5）的第一脚，隔离电阻b（R5）的第二脚和隔离二极管c（V3）的阴极连接到非门d（IC6）的输入端，非门d（IC6）的输出端连接到反馈电阻（R6）的第二脚和驱动电阻（R7）的第一脚；驱动电阻（R7）的第二脚连接到三极管b（VT2）的基极，三极管b（VT2）的发射极连接到地线，三极管b（VT2）的集电极连接到钳位二极管（V4）的阳极和继电器线圈（K）的输出端，钳位二极管（V4）的阴极和继电器线圈（K）的输入端连接到工作电源（V+）；继电器常闭触点开关（Ka2）的输入端连接到连锁接口a（Ⅵ），继电器常闭触点开关（Ka2）的输出端连接到连锁接口b（Ⅶ）；继电器常开触点开关（Ka1）的输入端连接到工作电源（V+），继电器常开触点开关（Ka1）的输出端连接到固态语音电路（IC7）的电源端、触发端和速率电阻（R9）的第二脚，速率电阻（R9）的第一脚连接到固态语音电路（IC7）的速率控制端和速率电容器（C5）的第一脚，速率电容器（C5）的第二脚和固态语音电路（IC7）的接地端连接到地线，固态语音电路（IC7）的输出端通过偏置电阻（R8）连接到三极管c（VT3）的基极，三极管c（VT3）的集电极连接到扬声器（BL）的音圈第二端，扬声器（BL）的音圈第一端连接到继电器常开触点开关（Ka1）的输出端，三极管c（VT3）的发射极连接到警示发光管（V5）的阳极，警示发光管（V5）的阴极连接到地线。本实施例中，非门a（IC3）、非门b（IC4）、非门c（IC5）及非门d（IC6）共用一只六非门集成电路，多余的二只非门并联到非门d（IC6）上，非门集成电路的电源端连接到工作电源（V+），非门集成电路的接地端连接到地线，六非门集成电路的选用型号为CC4069的CMOS的数字集成电路；警示发光管（V5）为一只以上，多只警示发光管（V5）进行并联连接；电路的***有电源的相线（L）、电源的零线（N）、连锁导线a（X1）、连锁导线b（X2）和控制设备，控制设备上有连锁端口，电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到电源的相线（L）和电源的零线（N），连锁接口a（Ⅶ）和连锁接口b（Ⅷ）分别通过连锁导线a（X1）和连锁导线b（X2）连接到控制设备的连锁端口上。

上述的实施例使用热释电传感器来获取易发事故作业区域内的人体信息。选用主动式的热释电传感器，使之能探测到没有动作或动作不大的人体信息，避免设备意外起动。主动式的热释电传感器由探测元件、放大电路、菲涅尔透镜、传动机构和壳体组成，探测元件和放大电路安装在电路板上，菲涅尔透镜在探测元件的前方，所述的传动机构包括电机驱动机构或压电驱动片机构或电磁驱动机构，通过传动机构的运动而使探测元件摆动，就能探测到没有动作或动作不大的人体信息，壳体为圆筒体结构，探测元件、电路板、菲涅尔透镜和传动机构设置在圆筒体的壳体内而构成主动式的人体热释电探头。再在主动式的人体热释电探头前端安装蒙板，使探测元件只探测易发事故作业区域内的人体信息，而探测不到易发事故作业区域以外的人体红外信息，以避免误连锁而影响生产。主动式的人体热释电探头因探测元件进行摆动而有盲区，人体信息会有短暂的中断，使得信息不稳定，因此，本实施例设置了信息记忆电路和延时处理电路来使人体信息稳定。本实施例应用时，继电器的常闭触点开关（Ka2）通过连锁输出接口和连锁导线串联在控制设备的交流接触器线圈的回路上。工作时，一旦有操作人员进入到需对人身进行保护的作业区域时，本实施例电路中的继电器就自动吸合，继电器的常闭触点开关（Ka2）就断开，使控制设备的交流接触器线圈不能通电，从而阻止设备意外起动，同时，继电器的常开触点开关（Ka1）闭合，使声光警示电路工作，发出“保护连锁已启动，请放心工作”的语音警示和点亮警示发光管（V5），“保护连锁已启动，请放心工作”的语音警示将反复播报，直到作业人员撤出作业区，继电器才会自动释放，连锁功能及声光警示才能停止，设备才能起动，从而避免发生事故。

垂直分型无箱射压造型机是被众多铸造厂家采用一种铸造件造型机，本实施例在该造型机上应用时，继电器的常闭触点开关（Ka2）通过连锁导线串联在该造型机控制设备的交流接触器线圈的回路上。工作时，制模工进入到液压推模机与已制作好的砂模之间做清理和加料工作时，热释电传感器（SD）信号端的电信号通过信号接口（Ⅳ）和偏置电阻a（R1）输入到三极管a（VT1）的基极，使三极管a（VT1）的集电极及非门a（IC3）的输入端为低电平，非门a（IC3）的输出端为高电平，非门a（IC3）输出端的高电平通过隔离二极管b（V2）输入到非门b（IC4）的输入端，使非门b（IC4）的输出端为低电平；同时非门a（IC3）输出端的高电平通过隔离二极管a（V1）、缓冲电阻（R3）和放电电阻（R4）输入到延时电容器（C4）的正极及非门c（IC5）的输入端，延时电容器（C4）很快充电至2/3工作电源（V+）的电压，使非门c（IC5）的输入端为高电平，非门c（IC5）的输出端为低电平，当非门c（IC5）的输出端及非门b（IC4）的输出端同为低电平时，非门d（IC6）的输出端为高电平，三极管b（VT2）导通，继电器的线圈（K）通电，继电器的常闭触点开关（Ka2）断开，使控制设备的交流接触器线圈不能通电，从而阻止设备意外起动；在非门d（IC6）的输出端为高电平时，高电平通过反馈电阻（R6）输送到非门b（IC4）的输入端，使非门b（IC4）的输入端保持高电平，这时，如有热释电传感器（SD）的人体信息出现短暂中断，非门d（IC6）的输出端仍有稳定的高电平输出，三极管b（VT2）持续导通，继电器的线圈（K）持续通电，继电器的常闭触点开关（Ka2）持续断开。在继电器的线圈（K）通电、常闭触点开关（Ka2）断开的同时，继电器的常开触点开关（Ka1）闭合，使声光警示电路工作，预先录制在固态语音电路（IC7）中的“保护连锁已启动，请放心工作”的语音由扬声器（BL）播放出来，警示发光管（V5）也被点亮，通过声光警示，一方面验证连锁电路的工作是否正常，二方面可以使制模工消除心理压力，放心工作，如制模工进入作业区听不到语音警示或看不到发光警示，应马上退出作业区查明原因，消除事故隐患。在作业人员未撤离作业区期间，保护连锁和声光警示会一直进行，“保护连锁已启动，请放心工作”的语音将重复播报。当完成工作，作业人员撤出作业区时，热释电传感器（SD）探测不到人体作息，非门a（IC3）的输出端为低电平，延时电容器（C4）通过放电电阻（R4）对非门a（IC3）的输出端进行放电，当延时电容器（C4）上的电压放电至低于1/3工作电源（V+）的电压时，非门c（IC5）的输入端为低电平，使非门c（IC5）的输出端为高电平，通过隔离二极管c（V3）使非门d（IC6）的输入端为高电平，从而使非门d（IC6）的输出端反转为低电平，三极管b（VT2）截止，继电器的线圈（K）断电，继电器的常闭触点开关（Ka2）恢复闭合，为设备正常起动做好准备，同时，继电器的常开触点开关（Ka1）断开，声光警示电路停止工作；在非门d（IC6）的输出端反转为低电平时，通过反馈电阻（R6）的作用，使非门b（IC4）的输入端为低电平，非门b（IC4）的输出端为高电平，非门b（IC4）输出端的高电平通过隔离电阻（R5）输送到非门d（IC6）的输入端。本实施例中，通过确定放电电阻（R4）的阻值和确定延时电容器（C4）的电容量来使延时电容器（C4）放电至低电平的时间为3-5秒，然后通过确定缓冲电阻（R3）的阻值使延时电容器（C4）充电至高电平的时间小于1秒，延时电容器（C4）充电至高电平的时间和放电至低电平的时间按t=0.693RC确定。

Claims (5)

1.一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是连锁电路由电源电路、信号处理电路、延时处理电路、信息记忆电路、连锁输出电路和声光警示电路组成，其中，电源电路由电源接口a（Ⅰ）、电源接口b（Ⅱ）、整流变压器（TC）、整流集成块（IC1）、滤波电容器a（C1）、稳压块（IC2）和滤波电容器b（C2）构成，整流变压器（TC）包括初级线圈和次级线圈，初级线圈有线端a（1）和线端b（2）接出，次级线圈有线端c（3）和线端d（4）接出；信号处理电路由热释电传感器（SD）、信号传输接口、偏置电阻a（R1）、三极管a（VT1）、隔离电阻a（R2）及非门a（IC3）构成，信号传输接口包括馈电接口（Ⅲ）、信号接口（Ⅳ）和地线接口（Ⅴ）；延时处理电路由隔离二极管a（V1）、缓冲电阻（R3）、延时电容器（C4）、放电电阻（R4）、非门c（IC5）和隔离二极管c（V3）构成；信息记忆电路由隔离二极管b（V2）、非门b（IC4）、隔离电阻b（R5）、非门d（IC6）和反馈电阻（R6）构成；连锁输出电路由驱动电阻（R7）、三极管b（VT2）、钳位二极管（V4）、继电器、连锁接口a（Ⅵ）和连锁接口b（Ⅶ）构成，继电器包括线圈（K）、常开触点开关（Ka1）和常闭触点开关（Ka2）；声光警示电路由固态语音电路（IC7）、速率电阻（R9）、速率电容器（C5）、偏置电阻b（R8）、三极管c（VT3）、扬声器（BL）和警示发光管（V5）构成；

电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到整流变压器（TC）的线端a（1）和线端b（2），整流变压器（TC）的线端c（3）和线端d（4）分别连接到整流集成块（IC1）的二个输入端，整流集成块（IC1）的正极连接到滤波电容器a（C1）的正极和稳压块（IC2）的输入端，稳压块（IC2）的输出端与滤波电容器b（C2）的正极连接后构成工作电源（V+），整流集成块（IC1）的负极与滤波电容器a（C1）的负极、稳压块（IC2）的接地端和滤波电容器b（C2）的负极连接后构成地线；

工作电源（V+）通过馈电接口（Ⅲ）连接到热释电传感器（SD）的电源端，热释电传感器（SD）的接地端通过地线接口（Ⅴ）连接到地线，热释电传感器（SD）的信号端通过信号接口（Ⅳ）连接到偏置电阻a（R1）的第一脚，偏置电阻a（R1）的第二脚连接到三极管a（VT1）的基极，三极管a（VT1）的发射极连接到地线，三极管a（VT1）的集电极连接到隔离电阻a（R2）的第二脚及非门a（IC3）的输入端，隔离电阻a（R2）的第一脚连接到工作电源（V+），非门a（IC3）的输出端连接到隔离二极管a（V1）的阳极、放电电阻（R4）的第一脚和隔离二极管b（V2）的阳极；

隔离二极管a（V1）的阴极连接到缓冲电阻（R3）的第一脚，缓冲电阻（R3）的第二脚连接到延时电容器（C4）的正极、放电电阻（R4）的第二脚及非门c（IC5）的输入端，延时电容器（C4）的负极连接到地线，非门c（IC5）的输出端连接到隔离二极管c（V3）的阳极；

隔离二极管b（V2）的阴极连接到非门b（IC4）的输入端和反馈电阻（R6）的第一脚，非门b（IC4）的输出端连接到隔离电阻b（R5）的第一脚，隔离电阻b（R5）的第二脚和隔离二极管c（V3）的阴极连接到非门d（IC6）的输入端，非门d（IC6）的输出端连接到反馈电阻（R6）的第二脚和驱动电阻（R7）的第一脚；

驱动电阻（R7）的第二脚连接到三极管b（VT2）的基极，三极管b（VT2）的发射极连接到地线，三极管b（VT2）的集电极连接到钳位二极管（V4）的阳极和继电器线圈（K）的输出端，钳位二极管（V4）的阴极和继电器线圈（K）的输入端连接到工作电源（V+）；继电器常闭触点开关（Ka2）的输入端连接到连锁接口a（Ⅵ），继电器常闭触点开关（Ka2）的输出端连接到连锁接口b（Ⅶ）；

继电器常开触点开关（Ka1）的输入端连接到工作电源（V+），继电器常开触点开关（Ka1）的输出端连接到固态语音电路（IC7）的电源端、触发端和速率电阻（R9）的第二脚，速率电阻（R9）的第一脚连接到固态语音电路（IC7）的速率控制端和速率电容器（C5）的第一脚，速率电容器（C5）的第二脚和固态语音电路（IC7）的接地端连接到地线，固态语音电路（IC7）的输出端通过偏置电阻（R8）连接到三极管c（VT3）的基极，三极管c（VT3）的集电极连接到扬声器（BL）的音圈第二端，扬声器（BL）的音圈第一端连接到继电器常开触点开关（Ka1）的输出端，三极管c（VT3）的发射极连接到警示发光管（V5）的阳极，警示发光管（V5）的阴极连接到地线。

2.根据权利要求1所述的一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是在三极管a（VT1）的基极与地线之间有抗干扰电容器（C3）。

3.根据权利要求1所述的一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是非门a（IC3）、非门b（IC4）、非门c（IC5）及非门d（IC6）共用一只六非门集成电路，多余的二只非门并联到非门d（IC6）上，非门集成电路的电源端连接到工作电源（V+），非门集成电路的接地端连接到地线。

4.根据权利要求1所述的一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是警示发光管（V5）为一只以上，多只警示发光管（V5）进行并联连接。

5.根据权利要求1所述的一种作业区域的人身保护连锁电路，其特征是电路的***有电源的相线（L）、电源的零线（N）、连锁导线a（X1）、连锁导线b（X2）和控制设备，控制设备上有连锁端口，电源接口a（Ⅰ）和电源接口b（Ⅱ）分别连接到电源的相线（L）和电源的零线（N），连锁接口a（Ⅶ）和连锁接口b（Ⅷ）分别通过连锁导线a（X1）和连锁导线b（X2）连接到控制设备的连锁端口上。