本实用新型涉及电子技术应用领域，具体而言，涉及一种电路状态诊断电路。
背景技术：
在工业控制系统中，开关量是指受控继电器的导通或断开所对应的值。在控制器发出指令前，需要获取当前受控对象的状态信息，即要获取开关量信号。一般情况下需要同时采集的开关量信号为8路或16路，因此开关量采集电路多用价格低廉的光耦实现。工作原理如图1和图2所示。
图1是现有技术中一种采用光耦采集开关量的电路示意图，该工作原理具体如下：开关断开时，光耦前级二极管不导通，根据光耦的工作原理，光耦后级三极管输出电路截止，此时采集到高电平信号；反之当开关闭合时，光耦前级二极管导通，则光耦后级三极管输出电路也导通，此时采集到低电平信号。
图2是现有技术中另一种采用光耦采集开关量的电路示意图，该工作原理具体如下：开关断开时，光耦前级二极管不导通，根据光耦的工作原理，光耦后级三极管输出电路截止，此时采集到低电平信号；反之当开关闭合时，光耦前级二极管导通，则光耦后级三极管输出电路也导通，此时采集到高电平信号。
如图1所示技术方案，当光耦发生持续导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为低电平，不能正确反应现场开关的状态；当光耦发生持续不导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为高电平，不能正确反应现场开关的状态。因此图1所示技术方案，光耦失效会导致控制器误判。
如图2所示技术方案，当光耦发生持续导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为高电平，不能正确反应现场开关的状态；当光耦发生持续不导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为低电平，不能正确反应现场开关的状态。因此图2所示技术方案，光耦失效会导致控制器误判。
对一般的工业应用，图1和图2所示技术方案能满足设计要求，但在对可靠性和安全性要求很高的功能安全产品中，可能会导致控制系统失去安全保护功能。
针对上述由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供了一种电路状态诊断电路，以至少解决由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的技术问题。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电路状态诊断电路，包括：第一子电路、第二子电路和外接控制器，其中，第一子电路，用于输出第一子电路的电平信号；第二子电路，用于输出第二子电路的电平信号；外接控制器，分别与第一子电路和第二子电路连接，用于根据第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号，判断开关量的状态以及电路是否故障。
可选的，电路状态诊断电路还包括：开关集合、电阻集合中的第一电阻和第七电阻以及二极管组中的第一二极管和第二二极管，其中，电阻集合中的第一电阻和第七电阻串联，其中，第一电阻和第七电阻之间通过开关集合中的第二开关连接，第一电阻的输入端连接外接电源，第一电阻的输出端连接第二开关的一端，第二开关的另一端连接第七电阻，第七电阻的输出端接入第二子电路；开关集合中的第一开关和第三开关并联接入电路，第一开关和第三开关的一端接入第二开关的两端，第一开关的另一端与第一二极管连接，第三开关与第二二极管连接，第一二极管与第二二极管并联，第一二极管和第二二极管的另一端通过常开触点KO连接；第三开关和第二开关的输出端接入第一子电路；其中，在电路状态诊断电路处于信号采集状态的情况下，第一开关和第三开关导通，第二开关断开，随着常开触点KO的开启或闭合，外接控制器采集第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号；在电路状态诊断电路处于通道自检状态的情况下，第二开关导通，第一开关和第三开关断开，外接控制器采集第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号。
进一步地，可选的，第一子电路包括：稳压管、电阻集合中的第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻、三极管集合中的第一三极管和第二三极管、光耦集合中的第一光耦和二级管组中的第四二极管，其中，稳压管与第三开关和第二开关的输出端连接，稳压管的输出端与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端分别与第六电阻的一端和第二三极管的基极连接，第六电阻的另一端接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极通过第四电阻与外接电源连接，并与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极与第四二极管的一端连接，第四二极管的另一端接地，第一三极管的集电极与第一光耦连接，第二电阻的一端与外接电源连接，第二电阻的另一端与第一光耦连接，第一光耦的输出端分别与输出管脚和第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端接地；其中，第一光耦包括：单通道光耦或双通道光耦。
可选的，第二子电路包括：电阻集合中的第八电阻、第九电阻和第十电阻、三极管集合中的第三三极管和光耦集合中的第二光耦，其中，第十电阻的一端与第七电阻连接，第十电阻的另一端接地，第三三极管的基极与第十电阻连接，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极与第二光耦连接，第八电阻的一端与外接电源连接，第八电阻的另一端与第二光耦连接，第二光耦的输出端分别与输出管脚和第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端接地；其中，第二光耦包括：单通道光耦或双通道光耦。
可选的，第一开关、第二开关和第三开关包括：三极管或光耦。
可选的，第一二极管和第二二极管包括：防反接二极管，其中，防反接二极管包括：肖特基二极管。
在本实用新型实施例中，通过第一子电路、第二子电路和外接控制器，其中，第一子电路，用于输出第一子电路的电平信号；第二子电路，用于输出第二子电路的电平信号；外接控制器，分别与第一子电路和第二子电路连接，用于根据第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号，判断开关量的状态以及电路是否故障，达到了既能采集开关量信号，又能对采集电路做诊断的目的，从而实现了提高信号采集电路工作可靠性的技术效果，进而解决了由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中一种采用光耦采集开关量的电路示意图；
图2是现有技术中另一种采用光耦采集开关量的电路示意图；
图3是根据本实用新型实施例的电路状态诊断电路的结构示意图；
图4是根据本实用新型实施例的一种电路状态诊断电路的结构示意图；
图5是根据本实用新型实施例的另一种电路状态诊断电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型实施例，提供了一种电路状态诊断电路实施例，图3是根据本实用新型实施例的电路状态诊断电路的结构示意图，如图3所示，该电路状态诊断电路包括：第一子电路32、第二子电路34和外接控制器36，其中，
第一子电路32，用于输出第一子电路32的电平信号；第二子电路34，用于输出第二子电路34的电平信号；外接控制器36，分别与第一子电路32和第二子电路34连接，用于根据第一子电路32的电平信号和第二子电路34的电平信号，判断开关量的状态以及电路是否故障。
在本实用新型实施例中，通过第一子电路、第二子电路和外接控制器，其中，第一子电路，用于输出第一子电路的电平信号；第二子电路，用于输出第二子电路的电平信号；外接控制器，分别与第一子电路和第二子电路连接，用于根据第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号，判断开关量的状态以及电路是否故障，达到了既能采集开关量信号，又能对采集电路做诊断的目的，从而实现了提高信号采集电路工作可靠性的技术效果，进而解决了由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的技术问题。
可选的，本申请提供的电路状态诊断电路还包括：开关集合、电阻集合中的第一电阻和第七电阻以及二极管组中的第一二极管和第二二极管，其中，电阻集合中的第一电阻和第七电阻串联，其中，第一电阻和第七电阻之间通过开关集合中的第二开关连接，第一电阻的输入端连接外接电源，第一电阻的输出端连接第二开关的一端，第二开关的另一端连接第七电阻，第七电阻的输出端接入第二子电路34；开关集合中的第一开关和第三开关并联接入电路，第一开关和第三开关的一端接入第二开关的两端，第一开关的另一端与第一二极管连接，第三开关与第二二极管连接，第一二极管与第二二极管并联，第一二极管和第二二极管的另一端通过常开触点KO连接；第三开关和第二开关的输出端接入第一子电路32；其中，在电路状态诊断电路处于信号采集状态的情况下，第一开关和第三开关导通，第二开关断开，随着常开触点KO的开启或闭合，外接控制器采集第一子电路32的电平信号和第二子电路34的电平信号；在电路状态诊断电路处于通道自检状态的情况下，第二开关导通，第一开关和第三开关断开，外接控制器采集第一子电路32的电平信号和第二子电路34的电平信号。
进一步地，可选的，第一子电路32包括：稳压管、电阻集合中的第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻、三极管集合中的第一三极管和第二三极管、光耦集合中的第一光耦和二级管组中的第四二极管，其中，稳压管与第三开关和第二开关的输出端连接，稳压管的输出端与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端分别与第六电阻的一端和第二三极管的基极连接，第六电阻的另一端接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极通过第四电阻与外接电源连接，并与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极与第四二极管的一端连接，第四二极管的另一端接地，第一三极管的集电极与第一光耦连接，第二电阻的一端与外接电源连接，第二电阻的另一端与第一光耦连接，第一光耦的输出端分别与输出管脚和第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端接地；其中，第一光耦包括：单通道光耦或双通道光耦。
可选的，第二子电路34包括：电阻集合中的第八电阻、第九电阻和第十电阻、三极管集合中的第三三极管和光耦集合中的第二光耦，其中，第十电阻的一端与第七电阻连接，第十电阻的另一端接地，第三三极管的基极与第十电阻连接，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极与第二光耦连接，第八电阻的一端与外接电源连接，第八电阻的另一端与第二光耦连接，第二光耦的输出端分别与输出管脚和第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端接地；其中，第二光耦包括：单通道光耦或双通道光耦。
可选的，第一开关、第二开关和第三开关包括：三极管或光耦。
可选的，第一二极管和第二二极管包括：防反接二极管，其中，防反接二极管包括：肖特基二极管。
综上，本申请提供的电路状态诊断电路，同时实现开关量采集和电路诊断功能。具体如图4所示，图4是根据本实用新型实施例的一种电路状态诊断电路的结构示意图。
如图4所示，本申请提供的电路状态诊断电路由二极管、稳压管、电阻、三极管和光耦及电源FV+、SV+等组成。每个通道电路为外接开关提供状态查询电源，并且把当前开关量状态转化为2路信号输出到后端控制器。正常采集时,SW1(即，本申请提供的第一开关)和SW3(即，本申请提供的第三开关)导通，SW2(即，本申请提供的第二开关)不导通,DI_P和DI_N(即，本申请提供的输出管脚)的信号不同，若DI_P和DI_N同时为高电平或低电平，则判断为电路故障。通道自检时，SW1和SW3不导通，SW2导通，DI_P和DI_N的信号不同，若DI_P和DI_N同时为高电平或低电平，则判断为电路故障。后端采集控制器通过比较DI_P和DI_N的信号，判断当前开关量的状态及电路是否故障。
下面以外接常开触点KO为例说明本实用新型的工作原理。在本申请提供的电路状态诊断电路中通过两个情景进行说明，图5是根据本实用新型实施例的另一种电路状态诊断电路的结构示意图，具体如图5所示：
情景一：正常采集工作
如图5所示，正常情况下KO保持开启，SW1和SW3导通，SW2不导通，电压FV+不能通过KO到达A点：(1)电阻R10(即，本申请提供的第十电阻)上无电压，三极管Q3(即，本申请提供的第三三极管)无法导通，光耦U2(即，本申请提供的第二光耦)截止，DI_N为低电平；(2)稳压管D3(即，本申请提供的稳压管)上无击穿电压，D3不导通，电阻R6(即，本申请提供的第六电阻)上无电压，三极管Q2(即，本申请提供的第二三极管)无法开启；电压FV+(即，本申请提供的外接电源)通过电阻R4(即，本申请提供的第四电阻)为三极管Q1(即，本申请提供的第一三极管)提供开启电压，使Q1导通，光耦U1(即，本申请提供的第一光耦)导通，DI_P为高电平。
当KO闭合时，电压FV+可以通过KO到达A点：(1)电阻R7(即，本申请提供的第七电阻)和R10(即，本申请提供的第十电阻)对A点分压，电阻R10上获取高于三极管Q3开启电压的电压值，三极管Q3导通，光耦U2导通，DI_N为高电平；(2)A点的电压大于D3的击穿电压，D3导通，电阻R5(即，本申请提供的第五电阻)和R6对通过D3的电压分压，电阻R6上获取高于三极管Q2开启电压的电压值，三极管Q2导通，此时FV+通过R4和Q2对地构成回路；由于Q2的集电极-发射极压降小于Q1的开启电压与二极管D4(即，本申请提供的第四二极管)的导通电压之和，所以Q1无法导通，光耦U1截止，DI_P为低电平。
综上，通过比较DI_P和DI_N的信号可以判断出KO的状态。若DI_P和DI_N同时为高电平或低电平，则判断为电路故障。
情景二：通道自检工作
通道自检时，SW1和SW3不导通，SW2导通，FV+通过R1到达A点：(1)电阻R7(即，本申请提供的第七电阻)和R10对A点分压，电阻R10上获取高于三极管Q3开启电压的电压值，三极管Q3导通，光耦U2导通，DI_N为高电平；(2)A点的电压大于D3的击穿电压，D3导通，电阻R5和R6对通过D3的电压分压，电阻R6上获取高于三极管Q2开启电压的电压值，三极管Q2导通，此时FV+通过R4和Q2对地构成回路；由于Q2的集电极-发射极压降小于Q1的开启电压与二极管D4的导通电压之和，所以Q1无法导通，光耦U1截止，DI_P为低电平。
综上，通过比较DI_P和DI_N的信号可以判断出电路是否正常。若DI_P和DI_N同时为高电平或低电平，则判断为电路故障。
本申请提供的电路状态诊断电路中SW1、SW2和SW3可采用三极管或光耦；光耦U1和U2可采用2个单通道光耦或1个双通道光耦；防反接二极管D1和D2采用肖特基二极管；二极管D4采用普通二极管。
需要说明的是，本申请提供的电路状态诊断电路仅以上述示例为优选示例进行说明，以实现本申请提供的电路状态诊断电路为准，具体不做限定。
本申请提供的电路状态诊断电路中既能采集开关量信号，又能对采集电路做诊断，提高信号采集电路工作可靠性。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。