伺服输出负载断线检测装置及检测方法与流程

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种伺服输出负载断线检测装置及检测方法。

背景技术：

在汽轮机控制系统中，阀门控制是其关键的控制点。阀门控制器根据阀门开度指令的输入和阀门位置的反馈，伺服输出的控制信号控制阀门开门和关门的动作，完成汽轮机的阀门控制。所以检测伺服输出负载的接线状态是监测阀门控制系统是否正常运行的关键。

伺服输出到负载线圈的控制信号，按照常用输出方式，一种是-50ma～50ma的电流信号，另一种是-10v～10v的电压信号。这里的断线检测技术指的是应用于-50ma～50ma电流信号的断线检测技术。

现有技术中缺少一种针对汽轮机控制所用的伺服输出负载接线状态进行检测的装置。

技术实现要素：

本发明公开了一种伺服输出负载断线检测装置及检测方法，用以解决现有技术中缺少一种针对汽轮机控制所用的伺服输出负载接线状态进行检测的装置的问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种伺服输出负载断线检测装置，其中，包括：伺服输出线圈的正接线端、负接线端，还包括微处理器，所述微处理器具有输入信号端口、反馈输入端口，所述微处理器与所述正接线端、所述负接线端之间分别连接有控制电流输出电路、检测电路；所述微处理器还具有报警接口。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置，其中，所述控制电流输出电路包括：数模转换芯片、运放调理模块、大电流运算放大器，所述数模转换芯片的输入端连接所述微处理器；所述大电流运算放大器具有分别连接所述正接线端、所述负接线端的两接口。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置，其中，所述检测电路包括：两放大补偿电路连接与模数转换器连接，两所述放大补偿电路分别连接在所述正接线端、所述负接线端上，所述模数转换器连接所述微处理器。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置，其中，所述放大补偿电路包括：运算放大器与补偿电阻连接。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置，其中，所述微处理器还连接有光耦芯片。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置，其中，所述微处理器还具有led指示接口。

一种伺服输出负载断线检测装置的检测方法，其中，微处理器根据输入信号、反馈信号控制控制电流输出电路输出电流到伺服输出线圈的正接线端、负接线端，检测电路对伺服输出线圈的正接线端、负接线端获取的电压进行比例缩小及补偿后，再通过模数转换器进行差分运算获取电压差输入微处理器；微处理器将电压差与正常值比较，如果超过设定值，则进行报警。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置的检测方法，其中，控制电流输出电路通过数模转换芯片对微处理器发出的信号进行数模转换，之后通过运放调理模块调理电压，再通过大电流运算放大器输出电流到正接线端、负接线端。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置的检测方法，其中，检测电路包括：通过两放大补偿电路对正接线端、负接线端的电压进行等比例缩小及补偿，通过模数转换器获取电压差传输至微处理器。

如上所述的伺服输出负载断线检测装置的检测方法，其中，如果超过设定值，则微处理器输出报警信号通过led显示，同时驱动继电器输出。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中缺少一种针对汽轮机控制所用的伺服输出负载接线状态进行检测的装置的问题，通过微处理器控制控制电路输出电路输出电流，并进一步的通过检测电路进行检测，用简单有效的方法实现了伺服输出线圈的断线检测，并给出关断、报警指示和输出。

附图说明

图1是本发明伺服输出负载断线检测装置的电路框图。

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是本发明伺服输出负载断线检测装置的电路框图，请参见图1，一种伺服输出负载断线检测装置，其中，包括：伺服输出线圈的正接线端11、负接线端12，还包括微处理器2，微处理器2具有输入信号端口、反馈输入端口，微处理器2与正接线端11、负接线端12之间分别连接有控制电流输出电路、检测电路；微处理器2还具有报警接口。

进一步的，控制电流输出电路包括：数模转换芯片3、运放调理模块4、大电流运算放大器5，数模转换芯片3的输入端连接微处理器2；大电流运算放大器5具有分别连接正接线端11、负接线端12的两接口。具体的，数模转换芯片3(da芯片)可以采用dac7311。大电流运算放大器5可以采用opa551fa。运放调理模块4可以为33欧姆的采样电阻。

进一步的，检测电路包括：两放大补偿电路连接与模数转换器6连接，两放大补偿电路分别连接在正接线端11、负接线端12上，模数转换器6连接微处理器2。模数转换器6可以采用ad7190。

进一步的，放大补偿电路包括：运算放大器8与补偿电阻7连接。运算放大器8可以采用op07。

进一步的，微处理器2还连接有光耦芯片。

进一步的，微处理器2还具有led指示接口。

具体的，在本发明的实施过程中，可以采用以下的方案进行操作：

图1中微处理器2根据输入信号和反馈信号的比例，控制da芯片dac7311输出对应的电压0～2.5v，通过运算放大电路调理电压为-1.67v～1.67v，通过33欧姆的采样电阻驱动大电流运算放大器5opa551fa输出电流-50ma～50ma。在此基础上增加检测电路来判断伺服输出线圈两端是否断线。

1、在图1中，伺服输出线圈的正负端分别接路入两路检测电路，在伺服输出负载线圈接线正常时，伺服输出负载正负端电压为-4v～4v，负载线圈正端的电压为-5.67v～5.67v，线圈负端的电压为-1.67v～1.67v。通过运算放大电器op07进行比例缩放-0.5倍调理电压，线圈正端电压为-2.85v～2.85v,负端电压为-0.83v～0.83v。通过上拉电阻上拉到5v电源补偿，线圈正端电压为2.38v～4.28v，负端电压为3.05v～3.61v。在伺服输出负载线圈接线正常时，ad芯片ad7190的差分输入端电压为-0.67v～0.67v。当伺服输出负载线圈有一根接线断路时，由于输出电路不能形成回路，大电流运算放大器5opa551fa不能输出电流，opa551fa供电电源为15v供电，所以负载线圈正端的电压为14v，线圈负端的电压为0v。按照伺服输出检测电路的-0.5倍缩放和5v上拉补偿，计算ad芯片ad7190的差分输入端电压为-2.33v。

2、ad芯片ad7190采样的数据通过spi接口输入微处理器2cortex-m3，微处理器2将检测的实际电压与理论的正常电压动态范围进行比较，如果在该动态范围内，伺服输出线圈状态正常，如果不在该动态范围内，再次判定检测的实际电压是否大于设定值-1.67v。微处理器2根据检测的正常电压动态范围和断线电压的不同，判断伺服输出负载线圈接线状态正常与否。

3、微处理器2根据采样电压值的比较做出状况判定，当判断断线时，关断伺服输出电流，给出报警，报警驱动led显示，同时驱动继电器输出。

搭建电路进行多次试验验证，当伺服输出线圈的正负端任意一根断线时候，led显示报警状态，继电器输出报警信号。试验证明设计的断线检测方法有效，可靠。

本发明还公开了一种伺服输出负载断线检测装置的检测方法，其中，微处理器2根据输入信号、反馈信号控制控制电流输出电路输出电流到伺服输出线圈的正接线端11、负接线端12，检测电路对伺服输出线圈的正接线端11、负接线端12获取的电压进行比例缩小及补偿后，再通过模数转换器6进行差分运算获取电压差输入微处理器2；微处理器2将电压差与正常值比较，如果超过设定值，则进行报警。

进一步的，控制电流输出电路通过数模转换芯片3对微处理器2发出的信号进行数模转换，之后通过运放调理模块4调理电压，再通过大电流运算放大器5输出电流到正接线端11、负接线端12。

进一步的，检测电路包括：通过两放大补偿电路对正接线端11、负接线端12的电压进行等比例缩小及补偿，通过模数转换器6获取电压差传输至微处理器2。

进一步的，如果超过设定值，则微处理器2输出报警信号通过led显示，同时驱动继电器输出。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。