CN104571091B - 智能变送器的控制器故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的智能变送器的控制器故障检测系统，包括与智能变送器的控制器连接的逻辑故障检测模块、与所述逻辑故障检测模块连接的故障电流控制模块、与故障电流控制模块连接的故障电流输出模块以及电源，所述故障电流控制模块还与控制器连接，所述故障电流输出模块的电源端与电源连接；能够对智能变送器的控制器的故障作出准确检测，而且能够避免复杂的线路连接，保证控制器的逻辑控制准确清楚；并且结构简单，有效降低使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能变送器领域，尤其涉及一种智能变送器的控制器故障检测系统。
背景技术
智能变送器在工业控制中已经广泛使用，当智能变送器的控制器(英文简称为CPU)出现故障以及电流输出故障时，主要的解决方法采用变送器冗余来判断并检测故障，即：在原变送器的同一位置再增加一台智能变送器，采用两个变送器同时进行数据的采集输出，如果其中一台出现故障，那么通过另外一台变送器的输出值与出故障的变送器输出值进行比较，然后判断与检测故障，并通过检测装置或者系统进行报警处理，上述方式使用成本极为高昂，而且现场的布线难度大，更为重要的需要对两台变送器进行编程、判断等操作，技术难度大；因而，逐渐又提出了一种双CPU的方式，也就是说在智能变送器中设置两个控制器，在功耗允许的范围内，以其中一个CPU监控另一个CPU，这种方式容易造成逻辑混乱，造成对变送器的控制不准确，同样工业存在编程开发难度大，现场布线困难。
因此，需要提出一种智能变送器的控制器的检测系统，能够对智能变送器的控制器的故障作出准确检测，而且能够避免复杂的线路连接，保证控制器的逻辑控制准确清楚；并且结构简单，有效降低使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能变送器的控制器故障检测系统，能够对智能变送器的控制器的故障作出准确检测，而且能够避免复杂的线路连接，保证控制器的逻辑控制准确清楚；并且结构简单，有效降低使用成本。
本发明提供的智能变送器的控制器故障检测系统，包括与智能变送器的控制器连接的逻辑故障检测模块、与所述逻辑故障检测模块连接的故障电流控制模块、与故障电流控制模块连接的故障电流输出模块以及电源，所述故障电流控制模块还与控制器连接，所述故障电流输出模块的电源端与电源连接。
进一步，所述逻辑故障检测模块包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第一管脚通过电阻R1与控制器的复位端RESET连接，电阻R1与复位端RESET连接的一端为逻辑故障检测模块的第二输出端，控制芯片U1的第一管脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端作为逻辑故障检测模块的第一输出端；所述控制芯片U1的第五管脚通过电容C1接地，所述控制芯片U1的第五管脚为电源输入端，所述控制芯片U1的第四管脚通过电阻R3接地，所述控制芯片U1的第四管脚还通过电容C2接地，所述控制芯片U1的第四管脚作为输入端与控制器的第一逻辑检测端连接。
进一步，所述故障电流控制模块包括与门电路U2和三极管Q1，所述与门电路U2的第一输入端与逻辑故障检测模块的第一输出端连接，与门电路U2的第二输入端与控制器的第二逻辑检测端连接，所述与门电路U2的第二输入端通过电阻R5接地，所述与门电路U2的输出端通过电阻R6与三极管Q1的基极连接，与门电路U2的输出端还通过电容C4接地，三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R7与故障电流控制模块的输入端连接，电阻R7与故障电流控制模块的输入端的公共连接点通过电阻R8接电源。
进一步，所述故障电流输出模块包括MOS管Q2和恒流二极管D1，所述MOS管Q2的栅极作为故障电流输出模块的输入端，所述MOS管的漏极与电源的正极连接，MOS管Q2的源极与恒流二极管D1的负极连接，恒流二极管D1的正极与电源的负极连接。
本发明的有益效果：本发明的智能变送器的控制器故障检测系统，能够对智能变送器的控制器的故障作出准确检测，而且能够避免复杂的线路连接，保证控制器的逻辑控制准确清楚；并且结构简单，有效降低使用成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的逻辑故障检测模块的电路图。
图3为本发明的故障电流控制模块的电路图。
图4为本发明的故障电流输出模块的电路图。
具体实施方式
图1为本发明的原理框图，图2为本发明的逻辑故障检测模块的电路图，图3为本发明的故障电流控制模块的电路图，图4为本发明的故障电流输出模块的电路图，如图所示，本发明提供的智能变送器的控制器故障检测系统，包括与智能变送器的控制器连接的逻辑故障检测模块、与所述逻辑故障检测模块连接的故障电流控制模块、与故障电流控制模块连接的故障电流输出模块以及电源，所述故障电流控制模块还与控制器连接，所述故障电流输出模块的电源端与电源连接；本发明的智能变送器的控制器故障检测系统，能够对智能变送器的控制器的故障作出准确检测，而且能够避免复杂的线路连接，保证控制器的逻辑控制准确清楚；并且结构简单，有效降低使用成本；本实施例中，电源采用24V的直流电压源。
本实施例中，所述逻辑故障检测模块包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第一管脚通过电阻R1与控制器的复位端RESET连接，电阻R1与复位端RESET连接的一端为逻辑故障检测模块的第二输出端，控制芯片U1的第一管脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端作为逻辑故障检测模块的第一输出端；所述控制芯片U1的第五管脚通过电容C1接地，所述控制芯片U1的第五管脚为电源输入端，所述控制芯片U1的第四管脚通过电阻R3接地，所述控制芯片U1的第四管脚还通过电容C2接地，所述控制芯片U1的第四管脚作为输入端与控制器的第一逻辑检测端连接；其中，逻辑故障检测模块还包括电阻R4，电阻R4的一端连接于电阻R1与控制器CPU的RESET端的公共连接点，另一端接直流电源DVDD，控制芯片U1的第2管脚接地。
本实施例中，所述故障电流控制模块包括与门电路U2和三极管Q1，所述与门电路U2的第一输入端与逻辑故障检测模块的第一输出端连接，与门电路U2的第二输入端与控制器的第二逻辑检测端连接，所述与门电路U2的第二输入端通过电阻R5接地，所述与门电路U2的输出端通过电阻R6与三极管Q1的基极连接，与门电路U2的输出端还通过电容C4接地，三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R7与故障电流控制模块的输入端连接，电阻R7与故障电流控制模块的输入端的公共连接点通过电阻R8接电源，该电源为24V电源，与门电路U2的正电源端接电源DVDD，与门电路U2的正电源还通过电容C5接地，与门电路U2的负电源端接地。
本实施例中，所述故障电流输出模块包括MOS管Q2和恒流二极管D1，所述MOS管Q2的栅极作为故障电流输出模块的输入端，所述MOS管的漏极与电源的正极连接，MOS管Q2的源极与恒流二极管D1的负极连接，恒流二极管D1的正极与电源的负极连接。
本发明的工作原理：
本发明在正常工作状态下，控制器CPU的第一逻辑检测端WDI输出高电平，该高电平为在设定的时间内执行，当控制芯片U1的4管脚在设定的时间内检测到高电平，那么控制器芯片U1的1管脚输出高电平，且当控制器CPU正常工作时，第二逻辑检测端CTR同样一直输出高电平，此时故障电流控制电路的与门电路U2输出高电平，三极管Q1导通，故障电流控制电路输出低电平，故障电流输出模块的MOS管Q2截止，无故障电流出；
当控制器CPU出现故障时，第一逻辑检测端WDI在设定的时间没有执行高电平操作，即是说第一逻辑检测端WDI没有在规定的时间内输出高电平或者说在设定的时间内只有低电平输出，逻辑故障检测模块的管脚1输出低电平，如果控制器CPU的第二逻辑检测端CRT输出的高电平被电阻R5拉低，则输入到与门电路U2的第二输入端的电平同样为低电平，只要与门电路U2的两个输入端有一个输入电平为低电平，那么与门电路U2输出端就为低电平，三极管Q1截止，故障电流控制模块输出高电平，也就是图3中的24伏电压通过电阻R8加到MOS管的栅极，MOS管导通，MOS管的漏极和源极导通后有电流经过，通过恒流二极管D1的作用，将该电流恒定在设定的电流范围值内，该电流范围值根据恒流二极管D1的特性变化而变化，也就是说，恒流二极管的选取不同，该恒流电流的值也就不同，该恒流值也就是故障电流，外部的检测系统只要检测到该故障电流，即是说控制器CPU发生故障；通过上述点结构的作用，能够方便准确地检测控制器CPU的故障，而且结构简单，成本低廉；并且，由于智能变送器的一般为电流输出，并且需要电流调制电路，当该电流调制电路出现故障后，能够通过本发明的系统作为临时电流调制电路使用，但是，本发明充当电流调制电路使用时，只有一种电流输出，即是说恒流二极管作用下的电流值。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种智能变送器的控制器故障检测系统，其特征在于：包括与智能变送器的控制器连接的逻辑故障检测模块、与所述逻辑故障检测模块连接的故障电流控制模块、与故障电流控制模块连接的故障电流输出模块以及电源，所述故障电流控制模块还与控制器连接，所述故障电流输出模块的电源端与电源连接；
所述逻辑故障检测模块包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第一管脚通过电阻R1与控制器的复位端RESET连接，电阻R1与复位端RESET连接的一端为逻辑故障检测模块的第二输出端，控制芯片U1的第一管脚与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端作为逻辑故障检测模块的第一输出端；所述控制芯片U1的第五管脚通过电容C1接地，所述控制芯片U1的第五管脚为电源输入端，所述控制芯片U1的第四管脚通过电阻R3接地，所述控制芯片U1的第四管脚还通过电容C2接地，所述控制芯片U1的第四管脚作为输入端与控制器的第一逻辑检测端连接。
2.根据权利要求1所述智能变送器的控制器故障检测系统，其特征在于：所述故障电流控制模块包括与门电路U2和三极管Q1，所述与门电路U2的第一输入端与逻辑故障检测模块的第一输出端连接，与门电路U2的第二输入端与控制器的第二逻辑检测端连接，所述与门电路U2的第二输入端通过电阻R5接地，所述与门电路U2的输出端通过电阻R6与三极管Q1的基极连接，与门电路U2的输出端还通过电容C4接地，三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极通过电阻R7与故障电流控制模块的输入端连接，电阻R7与故障电流控制模块的输入端的公共连接点通过电阻R8接电源。
3.根据权利要求2所述智能变送器的控制器故障检测系统，其特征在于：所述故障电流输出模块包括MOS管Q2和恒流二极管D1，所述MOS管Q2的栅极作为故障电流输出模块的输入端，所述MOS管的漏极与电源的正极连接，MOS管Q2的源极与恒流二极管D1的负极连接，恒流二极管D1的正极与电源的负极连接。
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