CN107065716B - 一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路 - Google Patents

一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其使用动态回读信号来实现更全面的通道自诊断。该电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；所述的光耦信号采集电路应用于双FPGA架构系统，其中的一路通道连接处理FPGA，另一路通道连接诊断FPGA；本发明的故障诊断是根据能否收到读回来的方波进行判断的，只有FPGA先从光耦输出端读到通道是在得电或者失电状态下，再进行动态诊断测试，并能读回去相应的高低电平脉冲，那么才认为诊断通过。本发明的电路不仅能判断数字量信号采集的电路是否采集有故障，而且能实时将状态信息上送。

Description

一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路
技术领域
本发明属于工业控制领域，具体涉及一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路。
背景技术
在工业控制领域，核电DCS系统是其一个重要的分支。核电DCS系统针对现场到DCS系统的数字信号，如温度、压力限位开关、电机运行状态、备妥信号、故障信号、就地/远程切换信号等重要信号输入会专门设计相应的模块进行采集，然后将采集来的信号上送给控制站进行处理。由于核电站的特性，现场信号对于DCS系统需进行隔离，保证在某一部分特殊损坏的情况下，不影响整个主控制站安全运行。目前国内外针对DCS系统数字量输入使用最多且较为稳定的方案是通过光耦或者光继等隔离器件来实现的。其原理有两种，本文讲述的采用的是其中一种，通过三个电阻串联，其中一个电阻与光耦的前级二极管并联，另两个作分压使用，当外施加了查询电压后，与光耦二极管的前级输入端并联的电阻分压会瞬间增大，增大到足以将光耦的二极管导通时，光耦后级的三极管输出电路也会导通，从而采集到相应的高电平或低电平(跟后级上下拉相关)；若不足以导通，则采集一个相应相反的状态。这种方法的较另一种方法的优势是可设置相应的打开关断阈值，缺点是功耗相较于另一种较高。
但是上述采用的方案有可能因现场不可预测的风险或事件导致其采集的通道失效，如采集电路的电阻虚焊或者光耦的前级输入损坏等等。那么一旦出现这些问题也就意味着现场设备的开关量输入状态已不能获取，也无法对现场做出相应的控制，这些问题对于核电安全级系统来说是不可接受的。工业上有采用静态相反状态诊断，其原理是将输入端的查询电压取反后用另一通道的光耦采集，以判断当前光耦通道好坏。但是仍不能避免若两通道光耦同时损坏系统并不能判断的情况。
发明内容
为解决现阶段核电DCS数字量输入采集电路的完全诊断问题，本发明提供一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其使用动态回读信号来实现更全面的通道自诊断。
本发明的技术方案如下：
一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，该电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；
所述的光耦信号采集电路包含两路通道，其中一路为处理FPGA通道与处理FPGA连接，该通道包括第二电阻、第七电阻和第四电阻以及光耦中的第四二极管和第一三极管；另一路为诊断FPGA通道与诊断FPGA连接，该通道包括第三电阻、第八电阻和第五电阻以及光耦中的第五二极管和第二三极管；
所述的光继电器动态诊断电路包括第一光继电器和第二光继电器，其中第一光继电器内第二二极管的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；第二光继电器内第三二极管的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；
其中，上述的第二电阻和第三电阻并联后的一端与现场数字量信号输入的正极连接，另一端与第七电阻和第八电阻并联后的一端连接，第七电阻和第八电阻并联后的另一端与第四电阻和第五电阻并联后的一端连接，第四电阻和第五电阻并联后的另一端与现场数字量信号输入的负极连接并接地，在现场数字量信号输入的正负极之间并联一个TVS管用来防止过压；
所述的现场数字量信号输入的正极同时与第一二极管的负极相连，第一二极管的正极接在第一光继电器的3管脚，第一光继电器的4管脚接24V查询电压，第一光继电器的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第一电阻接3.3V上拉电源；
所述的第二光继电器与第七电阻并联，第二光继电器的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第六电阻接3.3V上拉电源；
所述的光耦内部含有第四二极管、第五二极管、第一三极管和第二三极管；第四二极管和第五二极管的正极接在第七电阻和第八电阻并联后的一端，负极接在第七电阻和第八电阻并联后的另一端；第一三极管和第二三极管的发射极均接地，第一三极管的集电极连接处理FPGA，第二三极管的集电极连接诊断FPGA；
当现场数字量信号输入时，一路信号供给处理FPGA通道进行处理，同时另一路信号供给诊断FPGA通道进行诊断，以保证当处理FPGA通道不能正常工作时，及时将本模块的状况上报；在诊断过程中，处理FPGA通道与诊断FPGA通道的动态诊断方式相同。
所述的第一三极管的集电极和第二三极管的集电极分别通过第九电阻和第十电阻与3.3V识别电压连接。
当无动态诊断时，即第一光继电器和第二光继电器的2管脚输入都为高，二者的二极管均不导通，若现场数字量信号输入为0V，则加在第二电阻、第七电阻和第四电阻之间的电压为0V，此时光耦的第四二极管分压分到0V，小于其导通电压1.08V，则第四二极管不导通，则光耦的第一三极管也打不开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过第十电阻上拉到3.3V的高电平“1”；
若现场数字量信号输入为24V，则加在第二电阻、第七电阻和第四电阻之间的电压为24V，此时光耦的第四二极管通过分压分到2.4V左右的电压，大于其导通电压1.08V，此时第四二极管导通，则光耦的第一三极管也因此打开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过光耦下拉到地的低电平“0”。
当失电自诊断时，即第二光继电器无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号为低电平时，电阻上分配的电压为0V，光耦的第四二极管打不开，则处理FPGA从第一三极管的集电极读回的FP_DIN_01信号则为高电平；若此时将第一光继电器的2管脚输入为低，则第二二极管导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第一光继电器的3管脚和4管脚联通，此时在第一二极管、第二电阻、第七电阻和第四电阻之间的电压为24V，第一二极管的压降不超过1V，则第七电阻上分的电压为2.3V左右，足以打开光耦的第四二极管，使光耦的处理FPGA通道得到一个24V查询电压，使得处理FPGA从第一三极管的集电极读回的FP_DIN_01信号变成低电平；当第一光继电器的2管脚输入为高时，则第二二极管无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的未得电状态；
因此，在外面输入电压为0V时，处理FPGA读到光耦的输出为高电平，在第一光继电器的2管脚加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA能从第一三极管的集电极读回一个相应的低电平方波，则认为诊断成功，说明电路在失电状态时处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
当得电自诊断时，即第一光继电器无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号为24V时，第七电阻上分配的电压为2.4V，光耦的第四二极管被打开，则处理FPGA从第一三极管的集电极读回的FP_DIN_01信号为低电平；此时若将第二光继电器的2管脚输入为低，则第三二极管导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第二光继电器的3管脚和4管脚联通，将第七电阻短路，使得光耦的第四二极管两端电压为0V，则第四二极管关闭，从而光耦处理FPGA通道得到一个0V的查询电压，使得处理FPGA从第一三极管的集电极读回的FP_DIN_01信号变成高电平；若将第二光继电器的2管脚输入为高，则第三二极管无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的得电状态；
因此，在外面输入电压为24V时，处理FPGA读到光耦的输出为低电平，在第二光继电器的2管脚侧加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA可以从第一三极管的集电极读回一个相应的高电平方波，则认为诊断成功，电路在得电状态下处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
以上所述的所有FPGA均可由ARM或MCU替代。
本发明的显著效果在于：
本发明通过利用模块自身模拟外设环境输入来对通道进行动态诊断，从而更大范围的覆盖了当前电路的故障率；本发明的硬件电路不仅能判断数字量信号采集的电路是否采集有故障，而且能实时将状态信息上送。
附图说明
图1为本发明所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所述的作进一步详细说明。
如图1所示，所述的数字量采集电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；
所述的光耦信号采集电路应用于双FPGA架构系统，其中的一路通道连接处理FPGA，该通道包括第二电阻R2、第七电阻R7和第四电阻R4以及光耦OA1中的第四二极管D4和第一三极管Q1；另一路通道连接诊断FPGA，该通道包括第三电阻R3、第八电阻R8和第五电阻R5以及光耦OA1中的第五二极管D5和第二三极管Q2；
所述的光继电器动态诊断电路包括第一光继电器KA1和第二光继电器KA2，其中第一光继电器KA1内第二二极管D2的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；第二光继电器KA2内第三二极管D3的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；
其中，上述的第二电阻R2和第三电阻R3并联后的一端与现场数字量信号DI_01输入的正极连接，另一端与第七电阻R7和第八电阻R8并联后的一端连接，第七电阻R7和第八电阻R8并联后的另一端与第四电阻R4和第五电阻R5并联后的一端连接，第四电阻R4和第五电阻R5并联后的另一端与现场数字量信号DI_01输入的负极连接并接地，在现场数字量信号DI_01输入的正负极之间并联一个TVS管用来防止过压；
所述的现场数字量信号DI_01输入的正极同时与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极接在第一光继电器KA1的3管脚，第一光继电器KA1的4管脚接24V查询电压，第一光继电器KA1的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第一电阻R1接3.3V上拉电源；
所述的第二光继电器KA2与第七电阻R7并联，第二光继电器KA2的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第六电阻R6接3.3V上拉电源；
所述的光耦OA1内部含有第四二极管D4、第五二极管D5、第一三极管Q1和第二三极管Q2；第四二极管D4和第五二极管D5的正极接在第七电阻R7和第八电阻R8并联后的一端，负极接在第七电阻R7和第八电阻R8并联后的另一端；第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极均接地，第一三极管Q1的集电极连接处理FPGA，第二三极管Q2的集电极连接诊断FPGA；
当现场数字量信号DI_01输入时，一路信号供给处理FPGA通道进行处理，同时另一路信号供给诊断FPGA通道进行诊断，以保证当处理FPGA通道不能正常工作时，及时将本模块的状况上报；在诊断过程中，处理FPGA通道与诊断FPGA通道的动态诊断方式相同。
所述的第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的集电极分别通过第九电阻R9和第十电阻R10与3.3V识别电压连接。
本发明的故障诊断是根据能否收到读回来的方波进行判断的，只有FPGA先从光耦输出端读到通道是在得电或者失电状态下，再进行动态诊断测试，并能读回去相应的高低电平脉冲，那么才认为诊断通过。
当无动态诊断时，即第一光继电器KA1和第二光继电器KA2的2管脚输入都为高，二者的二极管均不导通，若现场数字量信号DI_01输入为0V，则加在第二电阻R2、第七电阻R7和第四电阻R4之间的电压为0V，此时光耦OA1的第四二极管D4分压分到0V，小于其导通电压1.08V，则第四二极管D4不导通，则光耦OA1的第一三极管Q1也打不开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过第十电阻R10上拉到3.3V的高电平“1”；若现场数字量信号DI_01输入为24V，则加在第二电阻R2、第七电阻R7和第四电阻R4之间的电压为24V，此时光耦OA1的第四二极管D4通过分压分到2.4V左右的电压，大于其导通电压1.08V，此时第四二极管D4导通，则光耦OA1的第一三极管Q1也因此打开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过光耦OA1下拉到地的低电平“0”。
当失电自诊断时，即第二光继电器KA2无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号DI_01为低电平时，电阻R7上分配的电压为0V，光耦OA1的第四二极管D4打不开，则处理FPGA从第一三极管Q1的集电极读回的FP_DIN_01信号则为高电平；若此时将第一光继电器KA1的2管脚输入为低，则第二二极管D2导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第一光继电器KA1的3管脚和4管脚联通，此时在第一二极管D1、第二电阻R2、第七电阻R7和第四电阻R4之间的电压为24V，第一二极管D1的压降不超过1V，则第七电阻R7上分的电压为2.3V左右，足以打开光耦OA1的第四二极管D4，使光耦OA1的处理FPGA通道得到一个24V查询电压，使得处理FPGA从第一三极管Q1的集电极读回的FP_DIN_01信号变成低电平；当第一光继电器KA1的2管脚输入为高时，则第二二极管D2无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的未得电状态；
因此，在外面输入电压为0V时，处理FPGA读到光耦OA1的输出为高电平，在第一光继电器KA1的2管脚加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA能从第一三极管Q1的集电极读回一个相应的低电平方波，则认为诊断成功，说明电路在失电状态时处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
当得电自诊断时，即第一光继电器KA1无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号DI_01为24V时，第七电阻R7上分配的电压为2.4V，光耦OA1的第四二极管D4被打开，则处理FPGA从第一三极管Q1的集电极读回的FP_DIN_01信号为低电平；此时若将第二光继电器KA2的2管脚输入为低，则第三二极管D3导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第二光继电器KA2的3管脚和4管脚联通，将第七电阻R7短路，使得光耦OA1的第四二极管D4两端电压为0V，则第四二极管D4关闭，从而光耦OA1处理FPGA通道得到一个0V的查询电压，使得处理FPGA从第一三极管Q1的集电极读回的FP_DIN_01信号变成高电平；若将第二光继电器KA2的2管脚输入为高，则第三二极管D3无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的得电状态；
因此，在外面输入电压为24V时，处理FPGA读到光耦OA1的输出为低电平，在第二光继电器KA2的2管脚侧加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA可以从第一三极管Q1的集电极读回一个相应的高电平方波，则认为诊断成功，电路在得电状态下处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
以上所述的FPGA均可由ARM或MCU替代。
根据上述情况，那么R2、R7和R11三个电阻和光耦OA1就能决定输入查询电压的有效范围。当外查询电压为24V时，R7瞬间分压2.4V大于光耦导通电压，光耦导通，其压降为恒压降1.08V，因此R7上的电压就从2.4V逐渐降到1.08V。若让其保持导通状态的话需让光耦的二极管通过至少1mA的电流。此时流经R7上的电流为IR7＝UR7/R7，已知UR7恒为1.08V，R7为536Ω，那么R7上至少要流过2mA的电流，也即是R2上至少要流过3mA的电流。当查询电压为24V时，因为光耦二极管导通后R7上分恒压1.08V，那么R2和R11公分压22.92V，那么流经R2的电流为5.185mA左右，此电流也即为查询电流。此时R7上分的电流为2mA，光耦二极管上流经3.185A左右的电流。由此可见，此电路良好导通的必要条件是流经光耦二极管的电流为1mA。此时R2和R11上都流过3mA的电流。经计算，此时外加查询电压则至少要为14.34V，电路方能良好导通。那么其截至条件则是光耦二极管上分不到1.08V电压不足使其打开。R7上分的电压为1.08V时，R2和R11分压则为UR2+R11＝(R2+R7+R11)·UR7/R7-UR7。可得外最大截止电压U＝UR2+R11+UR7＝9.986V。

Claims (6)

1.一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的数字量采集电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；
所述的光耦信号采集电路包含两路通道，其中一路为处理FPGA通道与处理FPGA连接，该通道包括第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)以及光耦(OA1)中的第四二极管(D4)和第一三极管(Q1)；另一路为诊断FPGA通道与诊断FPGA连接，该通道包括第三电阻(R3)、第八电阻(R8)和第五电阻(R5)以及光耦(OA1)中的第五二极管(D5)和第二三极管(Q2)；
所述的光继电器动态诊断电路包括第一光继电器(KA1)和第二光继电器(KA2)，其中第一光继电器(KA1)内第二二极管(D2)的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；第二光继电器(KA2)内第三二极管(D3)的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；
其中，上述的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)并联后的一端与现场数字量信号(DI_01)输入的正极连接，另一端与第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的一端连接，第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的另一端与第四电阻(R4)和第五电阻(R5)并联后的一端连接，第四电阻(R4)和第五电阻(R5)并联后的另一端与现场数字量信号(DI_01)输入的负极连接并接地，在现场数字量信号(DI_01)输入的正负极之间并联一个TVS管用来防止过压；
所述的现场数字量信号(DI_01)输入的正极同时与第一二极管(D1)的负极相连，第一二极管(D1)的正极接在第一光继电器(KA1)的3管脚，第一光继电器(KA1)的4管脚接24V查询电压，第一光继电器(KA1)的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第一电阻(R1)接3.3V上拉电源；
所述的第二光继电器(KA2)与第七电阻(R7)并联，第二光继电器(KA2)的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第六电阻(R6)接3.3V上拉电源；
所述的光耦(OA1)内部含有第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)；第四二极管(D4)和第五二极管(D5)的正极接在第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的一端，负极接在第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的另一端；第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)的发射极均接地，第一三极管(Q1)的集电极连接处理FPGA，第二三极管(Q2)的集电极连接诊断FPGA；
当现场数字量信号(DI_01)输入时，一路信号供给处理FPGA通道进行处理，同时另一路信号供给诊断FPGA通道进行诊断，以保证当处理FPGA通道不能正常工作时，及时将本模块的状况上报；在诊断过程中，处理FPGA通道与诊断FPGA通道的动态诊断方式相同。
2.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的集电极分别通过第九电阻(R9)和第十电阻(R10)与3.3V识别电压连接。
3.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：当无动态诊断时，即第一光继电器(KA1)和第二光继电器(KA2)的2管脚输入都为高，二者的二极管均不导通，若现场数字量信号(DI_01)输入为0V，则加在第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)之间的电压为0V，此时第四二极管(D4)分压分到0V，小于其导通电压1.08V，则第四二极管(D4)不导通，则光耦(OA1)的第一三极管(Q1)也打不开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过第十电阻(R10)上拉到3.3V的高电平“1”；
若现场数字量信号(DI_01)输入为24V，则加在第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)之间的电压为24V，此时第四二极管(D4)通过分压分到2.4V的电压，大于其导通电压1.08V，则第四二极管(D4)导通，则光耦(OA1)的第一三极管(Q1)也因此打开，此时回读到处理FPGA的逻辑是通过光耦(OA1)下拉到地的低电平“0”。
4.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：当失电自诊断时，即第二光继电器(KA2)无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号(DI_01)为低电平时，电阻(R7)上分配的电压为0V，第四二极管(D4)打不开，则处理FPGA从第一三极管(Q1)的集电极读回的FP_DIN_01信号则为高电平；若此时将第一光继电器(KA1)的2管脚输入为低，则第二二极管(D2)导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第一光继电器(KA1)的3管脚和4管脚联通，此时在第一二极管(D1)、第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)之间的电压为24V，第一二极管(D1)的压降不超过1V，则第七电阻(R7)上分的电压为2.3V，足以打开第四二极管(D4)，使处理FPGA通道得到一个24V查询电压，使得处理FPGA从第一三极管(Q1)的集电极读回的FP_DIN_01信号变成低电平；当第一光继电器(KA1)的2管脚输入为高时，则第二二极管(D2)无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的未得电状态；
当外面输入电压为0V时，处理FPGA读到光耦(OA1)的输出为高电平，在第一光继电器(KA1)的2管脚加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA能从第一三极管(Q1)的集电极读回一个相应的低电平方波，则认为诊断成功，说明电路在失电状态时处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
5.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：当得电自诊断时，即第一光继电器(KA1)无动作，其2管脚常高，当现场数字量信号(DI_01)为24V时，第七电阻(R7)上分配的电压为2.4V，第四二极管(D4)被打开，则处理FPGA从第一三极管(Q1)的集电极读回的FP_DIN_01信号为低电平；此时若将第二光继电器(KA2)的2管脚输入为低，则第三二极管(D3)导通，从而打开后面的金属-氧化物半导体场效应晶体管，使第二光继电器(KA2)的3管脚和4管脚联通，将第七电阻(R7)短路，使得第四二极管(D4)两端电压为0V，则第四二极管(D4)关闭，从而处理FPGA通道得到一个0V的查询电压，使得处理FPGA从第一三极管(Q1)的集电极读回的FP_DIN_01信号变成高电平；若将第二光继电器(KA2)的2管脚输入为高，则第三二极管(D3)无法导通，从而后级电路也无法导通，相当于回到没有诊断的得电状态；当外面输入电压为24V时，处理FPGA读到光耦(OA1)的输出为低电平，在第二光继电器(KA2)的2管脚侧加一个低电平的方波，通过电路进行传递，若处理FPGA可以从第一三极管(Q1)的集电极读回一个相应的高电平方波，则认为诊断成功，电路在得电状态下处理FPGA通道无问题；若没有收到相应的方波，则认为处理FPGA通道有问题，并及时上送诊断状态让DCS系统控制站的控制器进行后续处理。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的FPGA均可由ARM或MCU替代。
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