一种激光器的主控系统及激光器的制作方法

的pcb焊接型连接器的接口与激光器的安全控制回路、前面板指示电路以及外部控制接口连接。
10.可选地，通信接口电路包括至少一个rs232接口及至少一个以太网通讯接口，其中，至少一个rs232接口采用一通信芯片以实现rs232信号转换，并将转换后的rs232信号输出至主控电路；至少一个以太网通讯接口通过一板载以太网服务器以实现以太网信号转换，并将转换后的以太网信号输出至主控电路。
11.可选地，模拟信号采集电路包括多组连接器、跨导运放电路、电阻分压运放跟随器及滤波器，多组连接器用于接入光强信号、温度信号及qbh信号，跨导运放电路用于采集高反信号及输出功率信号，电阻分压运放跟随器用于采集温度信号，滤波器用于对温度信号、高反信号及输出功率信号进行滤波处理并输出。
12.可选地，可编程逻辑处理电路至少包括比较器，比较器用于对部分温度信号、高反信号及输出功率信号与其对应的参考信号进行比较处理，并根据比较结果输出相应的告警信息。
13.可选地，可编程逻辑处理电路采用cpld芯片实现，比较器为回差比较器。
14.可选地，第二输入信号包括：电平信号、数字输入信号、模式选择信号及时序控制信号中的一种或多种。
15.本实用新型第二个方面提供一种激光器，包括：如本技术第一个方面提供的激光器的主控系统。
16.（三）有益效果
17.本实用新型实施例提供的激光器的主控系统，通过通信接口电路、硬线控制电路及从控控制电路的设置，实现了主控电路对多个从控电路的一主多从的控制模式，使得激光器的控制系统更加智能及高效。同时，该激光器的主控系统通过模拟信号采集电路对激光器的模拟信号进行采集以及可编程逻辑处理电路对模拟信号的处理，实现了激光器内部环境数据及工作数据的实时采集及高效处理，以达到对激光器的状态进行实时监控及告警的目的。
附图说明
18.图1示意性示出了本实用新型实施例的激光器的主控系统的结构示意图；
19.图2示意性示出了本实用新型实施例的激光器的主控系统的控制流程图；
20.附图标记说明：
21.101-主控电路、102-通信接口电路、103-从控控制电路、104-硬线控制电路、105-可编程逻辑处理电路、106-模拟信号采集电路。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此
使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征或部件。
24.图1示意性示出了本实用新型实施例的激光器的主控系统的结构示意图，以帮助本领域技术人员理解本实用新型的技术内容，但并不意味着本实用新型实施例不可以为其他结构的变形。
25.如图1所示，该激光器的主控系统包括：主控电路101、通信接口电路102、从控控制电路103、硬线控制电路104、可编程逻辑处理电路105及模拟信号采集电路106。
26.其中，主控电路101，用于运行激光器的控制系统。模拟信号采集电路106，其与主控电路101电连接，用于根据主控电路101的输出指令对激光器的模拟信号进行采集；其中，模拟信号至少包括激光器的温度信号、高反信号及输出功率信号。可编程逻辑处理电路105，其与模拟信号采集电路106电连接，用于对模拟信号进行比较及数字转换处理，以实现对激光器进行实时监控，并根据监控结果输出相应的告警信息。通信接口电路102，其与主控电路101电连接，用于将接入的第一输入信号进行信号转换后输出至主控电路101，主控电路101根据转换后的信号输出第一输出信号。硬线控制电路104，其与可编程逻辑处理电路105电连接，用于接入第二输入信号，并将该第二输入信号输出至可编程逻辑处理电路105，可编程逻辑处理电路105根据第二输入信号生成第二输出信号并输出至主控电路101。从控控制电路103，其与主控电路101连接，用于根据第一输出信号和/或第二输出信号对多个光模块进行通信及使能控制，并将控制结果输出至主控电路101。其中，多个光模块中的每个光模块与一从控电路电连接，从控电路用于根据从控控制电路103的输出信号实现与其连接的光模块的控制。
27.本实用新型实施例中，主控电路101为微控制单元（mcu）实现，用于运行激光器的控制系统，具体为整个激光器控制系统的运行、检测、控制以及通信功能。其中，在激光器的控制系统上电后进行自检，分别读取模拟信号采集电路106及可编程逻辑处理电路105的模拟信号及数字信号，判断控制系统运行是否正常。若判断系统启动正常，通过通信接口电路102及硬线控制电路104分别接入第一输入信号和第二输入信号；若判断系统启动异常，并生成相应的提示信息进行告警。
28.在本实施例一可行的方式中，通信接口电路102可以采用多组1
×
6或1
×
8的pcb焊接型连接器。该多组1
×
6或1
×
8的pcb焊接型连接器的接口与激光器的安全控制回路、前面板指示电路以及外部控制接口相连，以实现激光器与外部设备及从控电路的通信连接。
29.具体地，通信接口电路102包括至少一个rs232接口及至少一个以太网通讯接口。其中，至少一个rs232接口采用一通信芯片以实现rs232信号转换，并将转换后的rs232信号（ttl信号）输出至mcu主控电路101。至少一个以太网通讯接口通过一板载以太网服务器以实现以太网信号转换，并将转换后的以太网信号（ttl信号）输出至mcu主控电路101，以实现激光器与外部设备的通信连接。其中，外部设备可以为上位机、pc端、台式计算机等用户终端设备。
30.本实用新型实施例中，通信接口电路102及硬线控制电路104用于用户输入信号的输入。其中，通信接口电路102输入的第一输入信号经过通信接口电路102转换后输出至mcu主控电路101自主处理，该第一输入信号可以为通信信号等，用以完成mcu主控电路101与从控电路的通信。硬线控制电路104输入的第二输入信号由可编程逻辑处理电路105处理后再
将状态上传给mcu主控电路101，该第二输入信号可以为电平信号、数字输入信号、模式选择信号及时序控制信号中的一种或多种，以完成对激光器主控电路和/或从控电路的控制。
31.在本实施例一可行的方式中，模拟信号采集电路106包括：多组连接器、跨导运放电路、电阻分压运放跟随器及滤波器。其中，多组连接器用于接入光强信号、温度信号及光纤安全互锁信号（qbh信号）。跨导运放电路用于采集高反信号及输出功率信号。电阻分压运放跟随器用于采集温度信号。滤波器用于对温度信号、高反信号及输出功率信号进行滤波处理并输出。具体地，滤波器可以为rc滤波器或lc滤波器对采集到的模拟信号进行滤波处理并输出至mcu主控电路101的adc采集引脚，信号滤波过程中只有持续超过100s的信号才被认为是有效信号，然后再进行故障判断。
32.本实用新型的实施例中，可编程逻辑处理电路105可以采用cpld芯片实现，该可编程逻辑处理电路105与模拟信号采集电路106及mcu主控电路101电连接，主要用于对模拟信号中的部分高速信号进行处理及逻辑判断。部分高速信号通过可编程逻辑处理电路105中的比较器进行比较后通过可编程逻辑处理电路105进行高速逻辑判断，并进行数据分析处理。如激光器回光保护等操作，由模拟信号采集电路106采集的过大光电信号进行比较后输出一个高逻辑电平，此时可编程逻辑处理电路105会立即关断激光的输出，并输出一个故障信号给mcu主控电路101，告知mcu主控电路101有回光报警。优选地，为了防止部分波动或干扰导致比较器的不停翻转，本实用新型的实施例中采用了回差比较器进行信号的判断，该设计大幅扩展了激光器控制系统的io数量，使每一组安全回路控制接口都可以独立控制和采集。
33.在本实施例一可行的方式中，为实现对激光器内部环境的监控，以及对激光器的运行时间进行记录，该主控系统还包括：温湿度采集电路及实时时钟电路。其中，温湿度采集电路，其与主控电路101电连接，用于采集激光器的机柜环境温度及湿度数据。实时时钟电路，其与主控电路101电连接，用于激光器的时间记录、掉电时间记录及到期锁定。
34.具体地，温湿度采集电路通过一个单总线的温湿度传感器dht11实现激光器内部环境温湿度的采集，并通过data引脚将采集的数据发送至主控电路101。实时时钟电路通过rst、clk及data三个引脚与主控电路101相连，主控电路101通过通信接口电路102从外部设备获取到当前时间并下发给实时时钟电路，此时实时时钟电路就具备了当前的实时时间。由于实时时钟电路包含一个晶振和纽扣电池，因此即使掉电后实时时钟电路也能正常运行，激光器在上电后每隔一分钟与实时时钟电路同步一次当前时间，使得激光器的控制系统具备了实时时钟系统。
35.在本实施例一可行的方式中，该主控系统还包括：信号隔离电路，其与主控电路101电连接，用于信号隔离及电压转换。其中，信号隔离电路包括多个隔离电源、光耦器及继电器，多个隔离电源用于隔离前的输入电路和隔离后的输出电路进行供电，具体为通过多个隔离电源引入一24v电源，并通过一个dcdc转换器将24v电源转成5v电源，用以对通讯接口电路102、模拟信号采集电路106、可编程逻辑处理电路105、温湿度采集电路、实时时钟电路以及mcu主控电路101进行供电。
36.本实用新型的实施例中，通过主控电路101中的从控控制电路103实现主控系统对多个从控电路的使能控制以及通信功能，具体地，从控操控电路103通过一个db15连接器实
现了主控电路对多个从控电路的控制功能，其中包括从控供电功能、硬线控制功能以及rs485通讯功能等。
37.如图2所示为本实用新型提供的激光器的主控系统的工作流程图。该激光器的主控系统的工作原理具体包括：激光器的主控系统上电后，mcu主控电路101进行上电自检，此时分别读取模拟信号采集电路106及可编程逻辑处理电路105的模拟信号及数字信号，判断控制系统运行是否正常。若指示运行正常，用户可以通过通信接口电路102输入通信控制信号及通过硬线控制电路104输入第二输入信号如数字输入信号、模式选择信号或时序控制信号等，此时mcu主控电路101根据通信接口电路102输出的通信控制信号实现相应的从控电路的通信控制，同时根据可编程逻辑处理电路105输出的第二输出信号进行工作模式判断，然后向模拟信号采集电路106输出指令对激光器的模拟信号进行采集。模拟信号采集电路106将采集的模拟信号输出至可编程逻辑处理电路105进行信号分析、比较及转换处理，进而进行故障分析，可编程逻辑处理电路105根据监控结果输出相应的告警信息或指示系统工作正常，将分析结果传输至mcu主控电路101，mcu主控电路101将该结果上传至外部设备。其中，用户通过硬线控制电路104输入的第二输入信号如数字输入信号、模式选择信号或时序控制信号等可以为指示从控控制电路103对从控电路进行控制的输入信号，通过mcu主控电路101进行判断并输出相应的指令以进行系统控制，完成一主多从模式的智能控制。
38.本实用新型的实施例还提供一种激光器，该激光器包括上述实施例所示的激光器的主控系统，该主控系统与激光器上的控制面板电连接，通过控制面板进行对激光器的主控系统的控制操作，以实现激光器的正常运行、检测、告警以及通讯功能等。
39.本实用新型实施例提供的激光器的主控系统，通过通信接口电路、硬线控制电路及从控控制电路的设置，实现了主控电路对多个从控电路的一主多从的控制模式，使得激光器的控制系统更加智能及高效。同时，该激光器的主控系统通过模拟信号采集电路对激光器的模拟信号进行采集以及可编程逻辑处理电路对模拟信号的处理，实现了激光器内部环境数据及工作数据的高效实时采集及处理，以达到对激光器的状态进行实时监控及告警的目的。
40.在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.本实用新型的描述中，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
42.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。