開關量輸出自我診斷電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業控制技術，特別是涉及一種開關量輸出自我診斷電路的技術。
【背景技術】
[0002]現代工業行業(如化工控制，核電行業等)，要求控制的整個流程(輸入，控制器，輸出)都要具有較高的可靠性和可用性，一旦發現設備故障需及時排查故障、確定故障設備并更換，保證工業過程不受較大影響。但是，現有的控制系統沒有模塊級的自我診斷功能，導致故障時發生需要耗費大量人力物力進行設備故障排查，給系統維護帶來不便。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能方便系統維護的開關量輸出自我診斷電路。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種開關量輸出自我診斷電路，其特征在于:該電路包括輸出繼電器、模數轉換器、霍爾電流傳感器、邏輯運算模塊、直流信號調理模塊、交流信號調理模塊、參考信號發生源，及用于驅動輸出繼電器分合的輸出驅動模塊，且該電路具有三個輸出觸點，該三個觸點分別為第一輸出觸點、第二輸出觸點、第三輸出觸占.V，
所述輸出繼電器具有一個常閉觸點及一個常開觸點，輸出驅動模塊的驅動信號輸出端接到輸出繼電器的控制端，輸出繼電器的靜觸點經霍爾電流傳感器的原邊接到第一輸出觸點，輸出繼電器的常閉觸點及常開觸點分別接到第二輸出觸點、第三輸出觸點；
所述直流信號調理模塊的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點、第二輸出觸點；所述交流信號調理模塊的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點、第三輸出觸點；所述模數轉換器具有六個模擬信號輸入端，其中的一個模擬信號輸入端接到霍爾電流傳感器的副邊電壓輸出端，另一個模擬信號輸入端接到參考信號發生源，另兩個模擬信號輸入端分別接到直流信號調理模塊的正負信號輸出端，另兩個模擬信號輸入端分別接到交流信號調理模塊的正負信號輸出端；
所述邏輯運算模塊經數據總線接到模數轉換器的數字信號輸出端口。
[0005]本發明提供的開關量輸出自我診斷電路，實現了開關量輸出電壓、電流的實時監測，并且交直流電壓均可監測，通過定期采樣參考信號發生源還能對電路自身進行診斷，有效保證開關量的輸出真實有效，能方便系統維護。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明實施例的開關量輸出自我診斷電路監測直流電的示意圖。
【具體實施方式】
[0007]以下結合【附圖說明】對本發明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發明，凡是采用本發明的相似結構及其相似變化，均應列入本發明的保護范圍。
[0008]如圖1所示，本發明實施例所提供的一種開關量輸出自我診斷電路，其特征在于:該電路包括輸出繼電器D1、模數轉換器U2、霍爾電流傳感器U3、邏輯運算模塊U4、直流信號調理模塊U5、交流信號調理模塊U6、參考信號發生源U7，及用于驅動輸出繼電器分合的輸出驅動模塊Ul，且該電路具有三個輸出觸點，該三個觸點分別為第一輸出觸點B1、第二輸出觸點B2、第三輸出觸點B3 ;
所述輸出繼電器Dl具有一個常閉觸點及一個常開觸點，輸出驅動模塊Ul的驅動信號輸出端接到輸出繼電器Dl的控制端，輸出繼電器Dl的靜觸點經霍爾電流傳感器U3的原邊接到第一輸出觸點BI，輸出繼電器Dl的常閉觸點及常開觸點分別接到第二輸出觸點B2、第三輸出觸點B3 ;
所述直流信號調理模塊U5的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點B1、第二輸出觸點B2 ;
所述交流信號調理模塊U6的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點B1、第三輸出觸點B3 ;
所述模數轉換器U2具有六個模擬信號輸入端，其中的一個模擬信號輸入端接到霍爾電流傳感器U3的副邊電壓輸出端，另一個模擬信號輸入端接到參考信號發生源U7，另兩個模擬信號輸入端分別接到直流信號調理模塊U5的正負信號輸出端，另兩個模擬信號輸入端分別接到交流信號調理模塊U6的正負信號輸出端；
所述邏輯運算模塊U4經數據總線接到模數轉換器U2的數字信號輸出端口。
[0009]本發明實施例中，所述邏輯運算模塊U4、直流信號調理模塊U5、交流信號調理模塊U6均為現有技術，其中的邏輯運算模塊U4采用的是FPGA芯片，霍爾電流傳感器U3采用的是型號為ACS710KLATR的霍爾電流傳感器芯片，模數轉換器U2采用的是型號為ADS1248IPffR的模數轉換芯片，參考信號發生源U7采用的是型號為LTC6652AHMS8-1.25的參考電壓源。
[0010]本發明實施例可監測開關量輸出電壓，并且交直流電壓均可監測，其工作原理如下:
當開關量輸出模塊Rl是驅動直流輸出時，其正極通過第一輸出觸點BI流經霍爾電流傳感器U3，再經輸出繼電器Dl到第二輸出觸點B2 ;其中，霍爾電流傳感器U3將通過的電流轉換成電壓信號輸送至模數轉換器U2，經模數轉換器U2轉換后再送入邏輯運算模塊U4，由邏輯運算模塊U4診斷流經霍爾電流傳感器U3的電流是否在預先設定的范圍內；第一輸出觸點B1、第二輸出觸點B2之間的直流電壓信號通過直流信號調理模塊U5后送入模數轉換器U2，經模數轉換器U2轉換后再送入邏輯運算模塊U4，由邏輯運算模塊U4診斷第一輸出觸點B1、第二輸出觸點B2之間的直流電壓是否在預先設定的范圍內；
當開關量輸出模塊是驅動交流輸出時，其交流信號通過第一輸出觸點BI流經霍爾電流傳感器U3，再經輸出繼電器DI到第三輸出觸點B3 ;其中，霍爾電流傳感器U3將通過的電流轉換成電壓信號輸送至模數轉換器U2，經模數轉換器U2轉換后再送入邏輯運算模塊U4，由邏輯運算模塊U4診斷流經霍爾電流傳感器U3的電流是否在預先設定的范圍內；第一輸出觸點B1、第三輸出觸點B3之間的交流電壓信號通過交流信號調理模塊U6后送入模數轉換器U2，經模數轉換器U2轉換后再送入邏輯運算模塊U4，由邏輯運算模塊U4診斷第一輸出觸點B1、第三輸出觸點B3之間的交流電壓是否在預先設定的范圍內；
模數轉換器U2定期采樣參考信號發生源U7，并將采樣信號轉換為數字信號后送入邏輯運算模塊U4，邏輯運算模塊U4將采樣信號與額定的原始值進行比較，診斷采樣信號是否超出設定范圍，進而診斷出模數轉換器U2的工作是否正常，比如參考信號發生源U7是
1.25VDC的高精度參考源，如果模數轉換器U2測量的電壓值與額定的原始值之間的差值超出該精度范圍，則表明自我診斷電路出現故障，其自我診斷結果不可信。
【主權項】
1.一種開關量輸出自我診斷電路，其特征在于:該電路包括輸出繼電器、模數轉換器、霍爾電流傳感器、邏輯運算模塊、直流信號調理模塊、交流信號調理模塊、參考信號發生源，及用于驅動輸出繼電器分合的輸出驅動模塊，且該電路具有三個輸出觸點，該三個觸點分別為第一輸出觸點、第二輸出觸點、第三輸出觸點； 所述輸出繼電器具有一個常閉觸點及一個常開觸點，輸出驅動模塊的驅動信號輸出端接到輸出繼電器的控制端，輸出繼電器的靜觸點經霍爾電流傳感器的原邊接到第一輸出觸點，輸出繼電器的常閉觸點及常開觸點分別接到第二輸出觸點、第三輸出觸點；所述直流信號調理模塊的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點、第二輸出觸點；所述交流信號調理模塊的正負信號輸入端分別接到第一輸出觸點、第三輸出觸點；所述模數轉換器具有六個模擬信號輸入端，其中的一個模擬信號輸入端接到霍爾電流傳感器的副邊電壓輸出端，另一個模擬信號輸入端接到參考信號發生源，另兩個模擬信號輸入端分別接到直流信號調理模塊的正負信號輸出端，另兩個模擬信號輸入端分別接到交流信號調理模塊的正負信號輸出端； 所述邏輯運算模塊經數據總線接到模數轉換器的數字信號輸出端口。
【專利摘要】一種開關量輸出自我診斷電路，涉及工業控制技術領域，所解決的是方便系統維護的技術問題。該電路包括輸出繼電器、模數轉換器、霍爾電流傳感器、邏輯運算模塊、參考信號發生源，且該電路具有三個輸出觸點，其中的第一輸出觸點接霍爾電流傳感器的原邊到輸出繼電器的靜觸點，第二、第三輸出觸點分別接輸出繼電器的兩個動觸點；第一、第二輸出觸點經一直流信號調理模塊接到模數轉換器的模擬側，第一、第三輸出觸點經一交流信號調理模塊接到模數轉換器的模擬側，參考信號發生源及霍爾電流傳感器的副邊分別接到模數轉換器的模擬側；邏輯運算模塊經數據總線接到模數轉換器的數字側。本發明提供的電路，適用于診斷開關量模塊的輸出電壓、電流。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN105067874
【申請號】CN201510453058
【發明人】查章其, 韓寅馳, 蔣磊, 徐滄, 梅燕, 楊俊文, 李基龍, 高佳瑋
【申請人】國核自儀系統工程有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月29日