CN103018668B - 开关量采集方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关量采集方法及装置，该方法在开关量电路加入信号延迟单元，采集时，在采集电路中加入自检信号，开关量电路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为预定延迟时间来判断采集是否正确。所述开关量采集装置的采集回路包括采集电路和开关量电路，采集电路包括自检信号发生单元，开关量电路包括信号延迟单元。本发明的开关量采集方法及装置不仅能够减少外部配线的数量，而且能够准确判断外部线缆是否发生了故障或混线，极大地提高了开关量采集的有效性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及检测控制设备技术领域，尤其涉及一种防止外部线缆混线的开关量采集方法。
背景技术
现有的检测控制设备，尤其是铁路上很多检测控制设备都需要采集外部的开关量，这些开关量对整个系统至关重要，如果采集发生了错误，很有可能导致人员伤亡等事故，因此，铁路上把这些影响到安全的开关量定义为安全开关量。安全开关量一般定义为外部开关断开是危险侧，例如，联锁系统需要采集外部轨道继电器的节点状态，判断轨道上是否有车，当继电器节点断开时，表示轨道上有车。因此安全采集需要保证采集电路发生故障时，采集到应该是开关断开状态。
而对于安全开关量采集，目前常用的方法有以下两种：
一、多点采集，即对于同一个开关量至少利用两点进行采集，两点采集的信息一致之后，才认为是正确的信息，此种方法的缺陷是依靠多点采集的一致性保证采集的安全，理论上同一个开关量采集的点数越多，越可以保证安全，但是需要两倍或者更多的外部配线。
二、动态采集，如图1所示，采集电路首先提供动态信号，当开关闭合时采集回来的也是动态信号。当采集电路发生故障时，如光耦断路或者短路，采集回来的将是固定电平，从而判断是危险侧。此方法的缺陷是利用动态信号进行采集，只能保证采集电路上元器件故障时采集到稳定的电平，如果外部线缆发生混线，将误认为是开关闭合，采集到错误的开关量信息。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种既能减少外部配线数量，又能避免采集到错误开关量信息的开关量采集方法。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明一方面提供了一种开关量采集方法，包括至少一个采集回路，所述采集回路包括采集电路和开关量电路，在所述开关量电路加入信号延迟单元，采集时，在所述采集电路中加入自检信号，所述开关量电路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，所述采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为预定延迟时间来判断采集是否正确。
优选地，所述自检信号为动态脉冲。
优选地，所述信号延迟单元包括电感。
优选地，所述采集回路还包括扩流电阻。
优选地，所述预定延迟时间为信号延迟单元的延迟时间。
优选地，所述开关量电路的信号延迟单元与要采集的开关量直接相连。
当采集回路的个数为多个时，每个采集回路包括各自的采集电路和开关量电路，在每个采集回路的开关量电路加入各自的信号延迟单元，采集时，该方法在每个采集回路的采集电路中加入各自的自检信号，每个采集回路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，每个采集回路的采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为各自的预定延迟时间来判断各采集回路的采集是否正确。
优选地，多个采集回路的的各个采集回路的自检信号采用循环依次发送的方式。
优选地，多个采集回路的各个采集回路的自检信号的持续时间不同。
优选地，多个采集回路的各个采集回路的信号延迟单元的延迟时间不同。
本发明又一方面提出了一种开关量采集装置，该装置的采集回路包括采集电路和开关量电路，所述采集电路包括自检信号发生单元，所述开关量电路包括信号延迟单元。
作为本发明又一方面的开关量采集装置的优选，所述采集电路还包括两个光耦。
作为本发明又一方面的开关量采集装置的优选，所述装置还包括扩流电阻。
作为本发明又一方面的开关量采集装置的优选，所述信号延迟单元包括一个串联于开关量电路的电感。
作为本发明又一方面的开关量采集装置的优选，所述开关量采集装置还包括一个防反向二极管。
（三）有益效果
本发明的开关量采集方法及装置，不仅能够减少外部配线的数量，一个开关量只需要一个采集回路；而且能够准确判断外部线缆是否发生了故障或混线，极大地提高了开关量采集的有效性和准确性。
附图说明
图1为现有技术的动态采集电路结构示意图；
图2为本发明的开关量采集方法的采集回路结构示意图；
图3为本发明的开关量采集方法的采集回路的电缆自身发生混线的结构示意图；
图4为本发明的开关量采集方法的采集回路的电缆与其他采集回路发生混线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
本发明一方面的实施方式提出的一种开关量采集方法，包括至少一个采集回路，采集回路包括采集电路和开关量电路，所述开关量电路中加入了信号延迟单元，采集时，在所述采集电路中加入自检信号，所述开关量电路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，所述采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为预定延迟时间来判断采集是否正确。
其中，所述开关量电路即为要采集的开关量所在的电路。
所述自检信号可为动态脉冲，宽度可以为ms级别。
所述信号延迟单元可以将电感串联到开关量电路的方式来实现，例如在本发明的一个实施例中，所述信号延迟单元包括一个电感，通过电感来实现自检信号的延迟。
所述采集回路还可以包括一个扩流电阻，用于增加采集回路的电流，保证开关量采集的可靠性。
一般情况下，所述预定延迟时间为信号延迟单元的延迟时间，如果采集回路中还有其他造成自检信号延迟的元件，那么预定延迟时间还可以包括其他造成自检信号延迟的元件的延迟时间。
由于本发明的开关量采集方法无法准确采集到信号延迟单元到要采集开关量之间的线缆发生混线的情况，所以，信号延迟单元距离要采集开关量的电气连接位置越近，信号延迟单元到要采集开关量之间的线缆发生混线的概率越小，本发明的开关量采集方法越稳定，因此，信号延迟单元要尽量靠近要采集的开关量，开关量电路的信号延迟单元与要采集开关量直接相连时，本发明的开关量采集方法最稳定。
当采集回路有多个时，每个采集回路包括各自的采集电路和开关量电路，该方法在每个采集回路的开关量电路加入各自的信号延迟单元，采集时，在每个采集回路的采集电路中加入各自的自检信号，每个采集回路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，每个采集回路的采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为各自的预定延迟时间来判断各采集回路的采集是否正确。
为了能够判断多个采集回路的各个采集回路是否与其他采集回路发生混线的情况，可以让各个采集回路的自检信号采用循环依次发送的方式，此种方式下，一个采集回路如果与其他采集回路发生了混线，会检测到不想得到的自检反馈信号，从而判断开关量电路发生了混线；也可以采用各个采集回路的自检信号的持续时间不同或信号延迟单元的延迟时间不同等其他方法来判断开关量电路是否发生混线，其中，所述自检信号的持续时间在自检信号为动态脉冲时是指脉冲的宽度。
本发明又一方面提出的一种开关量采集装置，该装置的采集回路包括采集电路和开关量电路，所述采集电路包括自检信号发生单元，所述开关量电路包括信号延迟单元。所述自检信号发生单元用于产生自检信号，所述信号延迟单元用于对自检信号进行延迟处理。
在本发明又一方面的一个实施例中，所述采集电路还包括两个光耦。
在本发明又一方面的一个实施例中，所述装置还包括扩流电阻。
在本发明又一方面的一个实施例中，所述信号延迟单元包括一个串联于开关量电路的电感。
在本发明又一方面的一个实施例中，所述开关量采集装置还包括一个防反向二极管，防止由于电感导致自检信号震荡。
本发明的一个实施例的开关量采集装置的工作原理如下：
如图2所示，采集电路如果判断开关量电路的开关量是断开状态，采集电路不提供自检信号，当开关量闭合时，VDD通过光耦1后级连接到光耦2的前级，光耦2导通，光耦2后级输出低电平，采集电路初步判断开关量闭合。判断开关量闭合后，采集电路会周期性地向光耦1前级注入自检信号，在自检信号高电平其间，光耦1处于关闭状态，相当于采集回路断开，光耦2关闭；持续数ms后，自检信号变低，光耦1重新导通，采集回路得电，由于电感的续流作用，导致采集回路上电流不会马上上升。采集电路采集到的自检反馈信号与自身发出的自检信号存在一定的延迟时间，采集电路根据此延迟时间是否为预定延迟时间来判断自检信号是否正常。
预定延迟时间的计算过程如下：为了保证开关量采集的可靠性，一般需要利用扩流电阻增加采集回路的电流，根据一般开关量的要求，采集回路上电流设计30mA左右，如果使用24V电源采集的话，采集回路上的限流电阻大约800欧姆左右，因此可以选择100mH左右的电感，延迟时间约为L/R常数，控制在100us的级别。由于线缆长度造成的延迟基本可以忽略，但是光耦会对自检信号造成一定的延迟，为了防止延迟时间不可控，需要选择快速的光耦，如6N137，延迟时间控制在1us以内。采集回路上需要放置防反向二极管，防止由于电感导致自检信号震荡。
如图3所示，对于采集回路自身的线缆有可能发生混线的情况，电感与开关量的距离越近，电感与开关量之间的线缆发生混线的概率越小，采集回路的稳定性越强，如果电感与开关量之间的线缆没有发生混线，即使采集回路自身的线缆发生混线，仍然可以通过检测自检反馈信号的延迟进行判断。
如图4所示，对于采集回路与其他采集回路可能发生混线的情况，可以通过让各个采集回路的自检信号采用循环依次发送的方法，各个采集回路的自检信号的持续时间不同或信号延迟单元的延迟时间不同等方法来判断开关量电路是否发生混线。
而对于系统回路的板级器件故障的判断，由于自检信号是动态脉冲，与动态采集电路类似，光耦击穿或者断路，得到的都将是稳定的电平，从而可以判断采集回路故障。
因此，本发明的开关量采集方法及装置，不仅可以减少外部配线的数量，准确判断外部线缆是否发生了故障或混线，而且可以有效地检测到采集回路上板级器件的故障。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种开关量采集方法，包括至少一个采集回路，所述采集回路包括采集电路和开关量电路，其特征在于，在所述开关量电路加入信号延迟单元，采集时，在所述采集电路中加入自检信号，所述开关量电路通过信号延迟单元对自检信号进行延迟处理，所述采集电路采集延迟后的自检反馈信号，通过判断自检反馈信号相对自检信号的延迟是否为预定延迟时间来判断采集是否正确。
2.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述自检信号为动态脉冲。
3.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述信号延迟单元包括电感。
4.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述采集回路还包括扩流电阻。
5.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述预定延迟时间为信号延迟单元的延迟时间。
6.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述开关量电路的信号延迟单元与要采集的开关量直接相连。
7.如权利要求1所述的开关量采集方法，其特征在于，所述采集回路的个数为多个。
8.如权利要求7所述的开关量采集方法，其特征在于，所述各个采集回路的自检信号采用循环依次发送的方式。
9.一种开关量采集装置，所述采集装置的采集回路包括采集电路和开关量电路，其特征在于，所述采集电路包括自检信号发生单元，所述开关量电路包括信号延迟单元。
10.如权利要求9所述的开关量采集装置，其特征在于，所述信号延迟单元包括一个串联于开关量电路的电感。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102169163A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-31 | 上海申瑞电力科技股份有限公司 | 交直流自适应的开关量采集电路及其采集方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010036288A1 (de) * | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Feststellung von fehlerhaften Verbindungsleitungen einer Schalteranordnung |
| CN201935986U (zh) * | 2010-12-10 | 2011-08-17 | 许继集团有限公司 | 一种开关量输出的自检电路 |
| CN201867460U (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 河南光彩电器有限公司 | 一种带外部线路故障检测的开关量采集模块 |
| CN102169163A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-31 | 上海申瑞电力科技股份有限公司 | 交直流自适应的开关量采集电路及其采集方法 |
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