一种火电厂数字输入端子板及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电厂控制系统技术领域，具体涉及一种火电厂数字输入端子板及方法。
【背景技术】
[0002]传统的集散控制系统数字输入端子板，成本高，电路复杂，通道少，隔离性能差，易损坏。在此基础上，提出一种火电厂数字输入端子板及方法。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供火电厂数字输入端子板及方法，该端子板结构简单，采用16路输入通道，各个输入通道相互独立，能够对接入外部设备电路的通断进行实时诊断和报警，具有高安全性和可靠性。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种火电厂数字输入端子板，包括外部设备输入信号接线端子XS1，与外部设备输入信号接线端子XSl连接的第I路输入通道CM0、第2路输入通道CMl、第3路输入通道CM2，依次类推，第4路输入通道CM3，...，第16路输入通道CM15，秒脉冲电路模块GPSM，电源模块EM以及D型插座XS2 ；
[0006]所述第I路输入通道CM0、第2路输入通道CMl...第16路输入通道CM15完全一致；所述第I路输入通道CMO的+48V输入接电源模块EM的+48V输出；第I路输入通道CMO的VGND接口连接外部设备输入信号接线端子XSl的B19接线柱，CHO+接口连接外部设备输入信号接线端子XSl的Al接线柱，CHO-接口连接外部设备输入信号接线端子XSl的BI接线柱；第I路输入通道CMO的DMO接口连接D型插座XS2的2号线，FGND接口连接D型插座XS2的36号线；
[0007]所述第I路输入通道CMO包括第一二极管VlOl、第二二极管V102，跳线器S1、第二电阻R2，第四电阻R4和第三光电耦合器El，第I路输入通道CMO的+48V输入通过第一二极管VlOl连接跳线器SI的I号引脚，跳线器SI的16号引脚和11号引脚串联连接2个第四电阻R4，并接入第三光电耦合器El的发射端输入，跳线器SI的10号引脚和15号引脚连接第一二极管VlOl并接入第三光电耦合器El的发射端输出；第三光电耦合器El的接收端输入连接D型插座XS2的DMO接口，输出连接D型插座XS2的FGND接口，DMO接口和FGMD接口之间通过第二二极管V102连接；第三光电耦合器El发射端输入和输出间串接第二电阻R2，跳线器SI的2号引脚和6号引脚互相连接，并连接CHO+接口，3号引脚和7号引脚互相连接，并连接CHO-接口 ；
[0008]所述电源模块EM包括第一二极管VlOl、保险丝FSl、第一电阻Rl、第一光电耦合器E17、第二二极管V102和瞬态抑制管VTl ;其中第一二极管VlOl、保险丝FSl和第一电阻Rl串联连接，连接第一光电耦合器E17的发射端输入，瞬态抑制管VTl连接+48V，电源模块EM的地线VGND和第一光电耦合器E17的发射端输出连接，电源模块EM的+48VIN连接外部设备输入信号接线端子XSl的A19和A20接线柱，VGND连接外部设备输入信号接线端子XSl的B19和B20接线柱，第一光电耦合器E17的接收端输入PXT+连接D型插座XS2的37号线，接收端输出PXT-连接D型插座XS2的19号线；
[0009]所述外部设备输入信号接线端子XSl具有40个接线柱，分为20组，每组包含两个接线柱，XSl左侧20个接线柱从上至下分别命名为Al到A20，右侧20个接线柱从上至下依次命名为BI到B20 ;接线端子XSl和D型插座XS2的编号和连接方式，XSl为20组端子，左侧Al到A16分别连接16个输入通道CHO+，CHl+,...，CH15+，右侧BI到B16分别连接16个输入通道的CHO-, CH1-，...，CH15- ；A18和B18悬空；
[0010]所述D型插座XS2为37针D型插座，插座的引出线按照先右侧即宽口，再左侧即窄口进行命名，右侧从上到下分别命名为I号线到19号线，左侧从上到下分别命名为20号线到37号线；21号线、22号线、23号线...36号线连接D型插座XS2的FGND接口 ；2号线连接D型插座XS2的DMO接口，3号线连接D型插座XS2的DMl接口，依次，17号线连接D型插座XS2的DM15接口； 18号线悬空；
[0011]所述秒脉冲电路模块GPSM包括第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第二二极管V102，第一三极管Ql，第二三极管Q2和第二光电耦合器E18 ;秒脉冲电路模块GPSM中的GPS+从外部设备输入信号接线端子XSl的A17接线柱引入，秒脉冲电路模块GPSM中GPS-从外部设备输入信号接线端子XSl的B17接线柱引入，秒脉冲电路模块GPSM的+48V输入接电源模块EM的+48V输出，GPSA连接D型插座XS2的I号线，GPSB连接D型插座XS2的20号线；GPS+串接第一电阻Rl后，接入第一三极管Ql的基级，第一三极管Ql的集电极连接到第二光电耦合器E18发射端输出，+48V电源串联连接第一电阻R1，串接第二光电耦合器E18的发射端输入；第二光电耦合器E18的接收端输入连接GPSA，输出连接GPSB，GPSB和第二光电耦合器E18之间串联连接第二电阻R2，第二三极管Q2的基级连接第二光电耦合器E18的接收端输出，集电级连接GPSA，发射极连接GPSB。
[0012]上述所述火电厂数字输入端子板的输入方法，+48VIN外供电经过第一二极管V101、保险丝FSl形成板卡电源+48V，并通过串接两个第一电阻Rl接入第一光电耦合器E17的发射端输入；第一光电耦合器E17发射端导通，接收端接收到光信号，PXT-为低电平，第二二极管V102反向保护。瞬态抑制管VTl能够防止大电压烧坏电路，当+48VIN接入大于48V的电压时，瞬态抑制管VTl在瞬间动作使电压全部加在保险丝FSl上，保证后面的电路不受影响；
[0013]GPS+接高电平，GPS-接低电平时，电流从GPS+经过第一电阻Rl和第一三极管Ql的发射结流到GPS-，第一三极管Ql导通，其集电极被置为低电平，第二二极管V102起到反向保护作用；第二光电耦合器E18发射端导通，接收端接收到光信号，输出到第二三极管Q2的基级为低电平；此时第二三极管Q2不导通，电流从GPSA经过第二光电耦合器E18接收端和第二电阻R2流到GPSB，其集电极GPSA的电位高于GPSB的电位；
[0014]当第一三极管Ql不导通时，电流从GPS+经过第一电阻Rl和第三电阻R3流到GPS-，第一三极管Ql的集电极为高电平，第二光电耦合器E18发射端不导通，接收端不能接收到光信号，输出到第二三极管Q2的基级为高电平；此时第二三极管Q2导通，其集电极GPSA的电位被置为与GPSB相同的低电位，第二二极管V102起到反向保护作用；
[0015]跳线器SI左边I号引脚通过第一二极管VlOl与VGND相连接，右边的14引脚连接VGND，跳线器SI实现了左侧和右侧共地，通过第三光电耦合器El隔离，实现了光耦隔离不共地；
[0016]跳线器SI的4号引脚、13引脚和5引脚、12引脚以及8引脚、9引脚是悬空的；跳线器SI有触点和48V/24V电压信号两种跨接方式:
[0017]采用第一种跨接方式即跳线器SI的引脚I和引脚16、引脚2和引脚15以及引脚3和引脚14短接时，第三光电耦合器El的发射端上侧接+48V，下侧接CH0+，当接入开关使得外部设备输入信号接线端子XSl的CHO+接口和CHO-接口接通之后，第三光电耦合器El发射端导通，接收端接收到光信号，光耦导通，D型插座XS2的DMO接口输入到FD1l模件；
[0018]采用第二种跨接方式即跳线器SI的引脚6和引脚11、引脚7和引脚10短接时，第三光电耦合器El的发射端上侧接外部设备输入信号接线端子XSl的CHO+接口，下侧接外部设备输入信号接线端子XSl的CHO-接口，当接入48V/24V电压时，第三光电耦合器El发射端导通，接收端接收到光信号，光耦导通，D型插座XS2的DMO接口输入到DI模件。
[0019]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
[0020]1、火电厂数字输入端子板具有良好的隔离性，保证在串入强电之后不会损坏端子板后续模件。
[0021]2、各个输入通道相互独立，如果一路通道出现问题，其他15路正常运行。
[0022]3、火电厂数字输入端子板抗干扰性高，能够在复杂的电磁环境中稳定运行。
[0023]4、火电厂数字