基于数字量输入的诊断装置的制作方法

文档序号:11229669来源:国知局

本发明涉及一种诊断装置,尤其涉及一种基于数字量输入的诊断装置。



背景技术:

功能安全控制系统中,数字量输入信号正确的采集,关系到后面的运算及输出,输入通道自身硬件必须稳定可靠。

现有技术中常规控制系统,只是做到了输入数据的采集,再加一个通道冗余,而需要的功能安全控系统,不仅要做到三冗余输入,而且每个输入通道,带硬件自诊断电路,定期检测输入通道自身硬件的好坏,从而做到发现错误,定位错误,处理错误等一整套错误处理机制,整个诊断电路用可靠性较高的分离原件搭建,不影响正常采集通道,用最少的成本,做到最优诊断控制策略。



技术实现要素:

本发明公开了一种基于数字量输入的诊断装置,用以提供一种具有自诊断功能的诊断装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的:

一种基于数字量输入的诊断装置,其中,包括:一输入保护电路、一控制芯片,所述输入保护电路获取外部触点信号,所述输入保护电路的两输出端之间连接有一第一开关,所述输入保护电路的一输出端与一输入通道电路的一输入端连接;所述输入通道电路的两输入端之间串接有两二极管,两所述二极管之间连接有一第二开关;所述输入通道电路的输出端连接所述控制芯片;所述控制芯片上还具有两控制接口,两所述控制接口分别连接所述第一开关、所述第二开关。

如上所述的基于数字量输入的诊断装置,其中,所述第一开关、所述第二开关与所述控制芯片之间连接有第一光电隔离电路。

如上所述的基于数字量输入的诊断装置,其中,所述输入通道电路与所述控制芯片之间连接有一滤波电路。

如上所述的基于数字量输入的诊断装置,其中,所述滤波电路与所述输入通道电路之间设有一第二光电隔离电路。

如上所述的基于数字量输入的诊断装置,其中,所述输入保护电路包括:双向瞬态抑制二极管、电容。

如上所述的基于数字量输入的诊断装置,其中,所述输入通道电路的另一输入端与一电源之间连接有一第一电子、一保险丝。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明通过输入保护电路、控制芯片、第一开关、输入通道电路、两二极管、第二开关组成的硬件诊断电路,在一个控制周期内,不影响正常数据采集的状态下,做到了硬件输入通道的自诊断功能,提高了整个硬件关键处理通道的可靠性和安全系数。

附图说明

图1是本发明基于数字量输入的诊断装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述:

图1是本发明基于数字量输入的诊断装置的电路图,请参见图1,一种基于数字量输入的诊断装置,其中,包括:一输入保护电路1、一控制芯片4(mcu),输入保护电路1获取外部触点信号,输入保护电路1的两输出端之间连接有一第一开关5,输入保护电路1的一输出端与一输入通道电路2的一输入端连接;输入通道电路2的两输入端之间串接有两二极管,两二极管之间连接有一第二开关6;输入通道电路2的输出端连接控制芯片4;控制芯片4上还具有两控制接口,两控制接口分别连接第一开关5、第二开关6。

图1是本发明基于数字量输入的诊断装置的电路图,请参见图1在本发明具体实施的过程中,输入通道电路2两端口之间并联有电阻及三极管,且输入通道电路2内还具有二极管,外部闭合时,输入回路会导通放光二极管,从而传输到隔离的另外一端,并联的三极管放大电路具有分流作用,可以接受外部触点电阻1k以下,也可改变电路配置参数来满足客户的输入要求,经过光电隔离电路后的数字信号,进行滤除抗干扰,送到数据处理电路进行运算,整个过程硬件反应时间快速,采用fpga来采集处理,速度可以达到微秒级。

进一步的,本发明具体实现输入电路诊断的方式为:mcu在一个主控周期内,发一次诊断控制信号,当外部输入信号采入是1时,输出控制信号ctl1来控制电子开关k1闭合,这样输入通道被旁路了,采集信号变为0,内部诊断程序认为输入通道正常,如果采集的仍然为1,进入错误处理机制,反之当外部没有触点信号时,即开路信号,内部输入通道采集的为信号0,这时诊断控制信号ctl2起作用,控制开关k2闭合,输入通道采集到信号为1,通道正常,若采集到的信号为0,则进入到错误处理机制。

这样输入诊断电路,在外部信号为1和0时,都能做到实时诊断,大大提高了数字量输入通道的安全可靠性。

进一步的,第一开关5、第二开关6与控制芯片4之间连接有第一光电隔离电路8。

进一步的,输入通道电路2与控制芯片4之间连接有一滤波电路3。

进一步的,滤波电路3与输入通道电路2之间设有一第二光电隔离电路7。

进一步的,输入保护电路1包括:双向瞬态抑制二极管、电容;能够抗高压,抗高频电磁干扰。

进一步的,输入通道电路2的另一输入端与一电源之间连接有一第一电子、一保险丝。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种基于数字量输入的诊断装置,其中,包括:一输入保护电路、一控制芯片,所述输入保护电路获取外部触点信号,所述输入保护电路的两输出端之间连接有一第一开关,所述输入保护电路的一输出端与一输入通道电路的一输入端连接;所述输入通道电路的两输入端之间串接有两二极管,两所述二极管之间连接有一第二开关;所述输入通道电路的输出端连接所述控制芯片;所述控制芯片上还具有两控制接口,两所述控制接口分别连接所述第一开关、所述第二开关。本发明在一个控制周期内,不影响正常数据采集的状态下,做到了硬件输入通道的自诊断功能,提高了整个硬件关键处理通道的可靠性和安全系数。

技术研发人员:董金伟;许可新;史哲烽;杨振荣;徐德俊
受保护的技术使用者:上海自动化仪表有限公司
技术研发日:2017.05.22
技术公布日:2017.09.08
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