CN108845611B - 干触点外设接口 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种干触点外设接口，包括干触点输出电路、干触点输入电路和切换电路，干触点输出电路通过切换电路连接干触点输入电路，干触点输出电路用于连接控制装置和被控装置，切换电路用于连接控制装置，干触点输入电路用于连接检测装置，干触点输出电路用于接收控制装置发送的第一控制信号，切换电路用于接收控制装置发送的第二控制信号，干触点输出电路在第一控制信号为第一类型电平信号、第二控制信号为第二类型电平信号时，输出干触点至被控装置；切换电路在第一控制信号为第二类型电平信号、第二控制信号为第一类型电平信号时，控制干触点输入电路输入干触点至检测装置。通过一个外设接口实现干触点输入或输出，控制效率高。

Description

干触点外设接口

技术领域

本申请涉及外设接口设计技术领域，特别是涉及一种干触点外设接口。

背景技术

在工厂的机组控制系统中，通常需要利用弱电的控制模块给强电模块直接供电或给驱动控制信号。

传统的工业控制柜所用的控制系统中采用多种的电压的电源来供电，如24V、12V，这些控制模块供电通常为弱电，若是直接输出电压信号是无法控制强电模块，如220V供电模块，现有的弱电直接控制强电模块，当需要输入信号和输出信号时分别通过外设接口控制被控模块，需要人工去接线换端口接入被控模块，因此在新的控制机组中，产生了不同的控制需求就需要进行电路的设计和调整，导致控制效率低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的外设接口控制效率低的问题，提供一种控制效率高的干触点外设接口。

一种干触点外设接口，包括干触点输出电路、干触点输入电路和切换电路，所述干触点输出电路通过所述切换电路连接所述干触点输入电路，所述干触点输出电路用于连接控制装置和被控装置，所述切换电路用于连接所述控制装置，所述干触点输入电路用于连接检测装置，

所述干触点输出电路用于接收所述控制装置发送的第一控制信号，所述切换电路用于接收所述控制装置发送的第二控制信号，所述干触点输出电路在所述第一控制信号为第一类型电平信号、所述第二控制信号为第二类型电平信号时，输出干触点至所述被控装置；所述切换电路在所述第一控制信号为第二类型电平信号、所述第二控制信号为第一类型电平信号时，控制所述干触点输入电路输入干触点至所述检测装置。

上述干触点外设接口，干触点输出电路在第一控制信号为第一类型电平信号、第二控制信号为第二类型电平信号时，输出干触点至被控装置；切换电路在第一控制信号为第二类型电平信号、第二控制信号为第一类型电平信号时，控制干触点输入电路输入干触点至检测装置；通过一个外设接口结合控制装置控制，便将干触点的输入功能和输出功能集成在一个外设接口，根据控制需求通过一个外设接口实现干触点输入或输出，避免了传统的根据控制需求不同需要人工接线换端口的问题，控制效率高。

附图说明

图1为一个实施例中干触点外设接口结构框图；

图2为一个实施例中干触点输出电路图；

图3为一个实施例中干触点输入电路图；

图4为一个实施例中干触点外设接口结构电路图。

具体实施方式

本申请的应用场景具体为：在工厂的机组控制系统中，通常需要利用弱电的控制模块给强电模块直接供电，或给驱动控制信号，并且要对强电模块的状态反馈，做到直接由弱电控制强电模块而不需要再外接器件进行强弱电转换，从而简化强弱电的转换电路。

但传统的工业控制柜所用的控制系统中采用多种的电压的电源来供电，如24V、12V，这些控制模块供电通常为弱电，若是直接输出电压信号是无法控制强电模块，如220V供电模块，这时采用干触点的输入输出端口，并在系统建立在控制模块和被控模块之间的强电电压的信号，用于控制和反馈状态。

例如，当控制模块产生一个控制信号，可以直接提供一个强电的电压信号给被控模块，被控模块收到控制命令时进行相应的动作，或是当被控模块完成了对应的操作，被控模块产生一个相应的强电的电压信号给控制模块。控制模块与被控模块之间就产生了在电压信号上的一种通信机制。但现在由弱电直接控强电的控制系统中还未有同时用于干触点输出和干触点输入的外设接口。所以在新的控制机组中，产生了不同的控制需求就需要进行电路的设计和调整，控制效率低，对于实现控制型硬件电路的通用化模块化具有一定难度。

在一个实施例中，如图1所示，一种干触点外设接口，包括干触点输出电路110、干触点输入电路130和切换电路120，干触点输出电路110通过切换电路120连接干触点输入电路130，干触点输出电路110用于连接控制装置和被控装置，切换电路120用于连接控制装置，干触点输入电路130用于连接检测装置，干触点输出电路110用于接收控制装置发送的第一控制信号，切换电路120用于接收控制装置发送的第二控制信号，干触点输出电路110在第一控制信号为第一类型电平信号、第二控制信号为第二类型电平信号时，输出干触点至被控装置；切换电路120在第一控制信号为第二类型电平信号、第二控制信号为第一类型电平信号时，控制干触点输入电路130输入干触点至检测装置。

具体地，控制装置对应上述的控制模块，被控装置对应上述的被控模块，干触点输出电路用于接收控制装置发送的第一控制信号，控制装置控制第一控制信号的有效或无效，切换电路用于接收控制装置发送的第二控制信号，控制装置控制第一控制信号的有效或无效，在本实施例中，第一类型电平信号为高电平，第二类型电平信号为低电平，当第一控制信号为高电平、第二控制信号为低电平时，第一控制信号有效，使能干触点输出电路，干触点输出电路动作输出干触点至被控装置，第二控制信号无效，切换电路切断，干触点输入电路被切断不工作，控制装置可以实现信号响应判断，如可以用发光二极管做指示实现信号响应判断；当第一控制信号为低电平、第二控制信号为高电平时，第一控制信号无效，第二控制信号有效，无法使能驱动干触点输出电路，干触点输出电路不动作，切换电路导通，控制干触点输入电路正常工作，输入干触点至检测装置，基于此，就可实现一个外设接口便可做到干触点输出和干触点输入，做到由弱电直接控制强电模块。在本实施例中，干触点指的是强电压信号，电压信号可为220V等的多个强电电压，电压值可为由负载决定。

上述干触点外设接口，通过一个外设接口结合控制装置控制，便将干触点的输入功能和输出功能集成在一个外设接口，根据控制需求通过一个外设接口实现干触点输入或输出，避免了传统的根据控制需求不同需要人工接线换端口的问题，控制效率高，且实现了控制型硬件电路的模块化和通用性，降低了硬件电路开发成本，提高了硬件开发效率。

在一个实施例中，如图2所示，干触点输出电路包括第一继电器，第一继电器的第一引脚用于接入外部电源，第二引脚用于连接控制装置，第三引脚用于接入外部电源，第四引脚连接切换电路，以及用于连接被控装置。

具体地，干触点输出模块电路，具体的工作原理如下：当第一继电器(对应图2中的继电器1)的2脚的第一控制信号(对应图2中的控制信号1)有效时，第一继电器的线圈有驱动，铁片吸合导通，有干触点输出，当第一继电器的2脚的第一控制信号无效时，第一继电器的线圈无驱动，铁片不会吸合导通，此时无干触点输出，在本实施例中，第一继电器为电磁继电器，进一步地，第一继电器为弱电控强电型。

在一个实施例中，干触点输出电路还包括第一阻容电路，第一阻容电路的一端连接第一继电器的第三引脚，第一阻容电路的另一端接入市电零线。

具体地，由于干触点控制切换时会产生尖峰电流，因此，加入第一阻容电路滤除尖峰电流，提高整个外设接口的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，第一阻容电路包括第一电容C1和第一电阻R1，第一电容C1的一端连接第一继电器的第三引脚，第一电容C1的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接入市电零线。

具体地，第一电容C1和第一电阻R1串联形成第一阻容电路，用于滤除干触点控制切换时会产生的尖峰电流，提高整个外设接口的安全性。

在一个实施例中，干触点输出电路还包括第二电容C2，第二电容C2的一端连接第一继电器的第一引脚，第二电容C2的另一端连接第一继电器的第二引脚。

具体地，第二电容C2用于滤除输入信号中的杂波，提高输入信号的稳定性和准确性。

在一个实施例中，如图3所示，干触点输入电路包括第二继电器，第二继电器的第一引脚接地，第二引脚用于接入外部电源以及连接检测装置，第三引脚用于接入外部电源，第四引脚连接切换电路。

具体地，第四引脚连接切换电路的第三继电器。干触点输入电路，具体的工作原理如下：当第二继电器(对应图3中的继电器2)的其4脚的干触点输入端口有干触点输入时，第二继电器的3、4脚间线圈有驱动电压，则2脚输出的信号电平VCC为低电平，反之，当第二继电器的其4脚的干触点输入端口无干触点输入时，3、4脚间线圈无驱动电压，输出的信号电平VCC为高电平，检测装置可从第二继电器的第2脚输出的高低电平快速的判断出干触点的外设接口是否有干触点输入，从而达到检测干触点的目的。在本实施例中，第二继电器为电磁继电器，进一步地，第二继电器为强电控弱电型。

在一个实施例中，如图3所示，干触点输入电路还包括第二电阻R2和第三电容C3，第二电阻R2的一端连接切换电路，第二电阻R2的另一端连接第二继电器的第四引脚，第三电容C3的一端连接第二继电器的第三引脚，第三电容C3的另一端连接第二电阻R2和第二继电器的第四引脚的公共端。

具体地，第二电阻R2和第三电容C3用于滤除干触点输入信号的杂波，提高输入信号的稳定性和准确性。

在一个实施例中，干触点输入电路还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端用于接入外部电源，第三电阻R3的另一端连接第二继电器的第二引脚。

具体地，在本实施例中，第三电阻R3为上拉电阻，上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用，可以使引脚即使在未连接外部组件的时候也能保持确定的逻辑电平。

在一个实施例中，如图4所示，切换电路包括第三继电器，第三继电器连接干触点输出电路和干触点输入电路，还用于连接控制装置。

具体地，第三继电器(对应图4中的继电器3)连接干触点输出电路的第一继电器的第四引脚，还连接干触点输入电路的第二电阻的一端。第三继电器由第二控制信号(对应图4中的控制信号2)控制闭合和断开。当控制需求为输出干触点时，通过控制装置进行对应的控制，使得第一控制信号有效，第一继电器的铁片吸合，第二控制信号无效，第三继电器的铁片处于断开状态，此时，干触点的输出电路正常工作，干触点的输入电路被切断不工作；当控制需求为输入干触点时，通过控制装置进行对应的控制，使得第一控制信号无效，第一继电器的铁片断开，第二控制信号有效，第三继电器的铁片处于闭合状态，此时，干触点的输入电路正常工作，干触点的输出电路被切断不工作。基于此，就可实现一个外设接口便可做到干触点输出和干触点输入，做到由弱电直接控制强电电路，并反馈强电电路状态，进一步地，强电模块上的状态判断可在强电模块上做一个状态的指示，或者在控制装置上做反馈状态的指示，指示的方式有很多，包括指示灯、数字显示等。

进一步地，在本实施例中，通过控制装置控制第一控制信信号和第二控制信号有效或无效，在另一个实施例中，可以通过三极管器件或者集成2003驱动电路来控制第一控制信号和第二控制信号有效或无效。

在一个实施例中，切换电路还包括第二阻容电路，第二阻容电路连接第三继电器。

具体地，由于切换电路切换时会产生尖峰电流，因此，加入第二阻容电路用于滤除尖峰电流，提高整个外设接口的安全性。

在一个详细的实施例中，如图4所示，干触点外设接口包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一电容C1、第一电阻R1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电容C3、第三电阻R3和第二阻容电路，第一继电器的第一引脚用于接入外部电源，第二引脚用于连接控制装置，第三引脚用于接入外部电源，第四引脚连接第三继电器，以及用于连接被控装置，第一电容C1的一端连接第一继电器的第三引脚，第一电容C1的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接入市电零线，第二电容C2的一端连接第一继电器的第一引脚，第二电容C2的另一端连接第一继电器的第二引脚，第二继电器的第一引脚接地，第二引脚用于接入外部电源以及连接检测装置，第三引脚用于接入外部电源，第四引脚连接第三继电器，第二电阻R2的一端连接第三继电器，第二电阻R2的另一端连接第二继电器的第四引脚，第三电容C3的一端连接第二继电器的第三引脚，第三电容C3的另一端连接第二电阻和第二继电器的第四引脚的公共端，第三电阻R3的一端用于接入外部电源，第三电阻R3的另一端连接第二继电器的第二引脚，第二阻容电路连接第三继电器，第三继电器还用于连接控制装置。

上述干触点外设接口，采用控制装置配置，该接口就能将干触点的输入功能和输出功能集成在一个外设接口，实现控制型电路由弱电直接控强电，并实现控制型电路通用化和模块化，提高了控制效率，且降低了硬件电路开发成本，提高了硬件开发效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种干触点外设接口，其特征在于，包括干触点输出电路、干触点输入电路和切换电路，所述干触点输出电路通过所述切换电路连接所述干触点输入电路，所述干触点输出电路用于连接控制装置和被控装置，所述切换电路用于连接所述控制装置，所述干触点输入电路用于连接检测装置，

所述干触点输出电路用于接收所述控制装置发送的第一控制信号，所述切换电路用于接收所述控制装置发送的第二控制信号，所述干触点输出电路在所述第一控制信号为第一类型电平信号、所述第二控制信号为第二类型电平信号时，输出干触点至所述被控装置；所述切换电路在所述第一控制信号为第二类型电平信号、所述第二控制信号为第一类型电平信号时，控制所述干触点输入电路输入干触点至所述检测装置；

其中，所述第一类型电平信号为高电平，所述第二类型电平信号为低电平，当所述第一控制信号为高电平、所述第二控制信号为低电平时，所述第一控制信号有效，所述第二控制信号无效，使能所述干触点输出电路，所述切换电路切断；当所述第一控制信号为低电平、所述第二控制信号为高电平时，所述第一控制信号无效，所述第二控制信号有效，未使能所述干触点输出电路，所述切换电路导通。

2.根据权利要求1所述的干触点外设接口，其特征在于，所述干触点输出电路包括第一继电器，所述第一继电器的第一引脚用于接入外部电源，第二引脚用于连接所述控制装置，第三引脚用于接入所述外部电源，第四引脚连接所述切换电路，以及用于连接所述被控装置。

3.根据权利要求2所述的干触点外设接口，其特征在于，所述干触点输出电路还包括第一阻容电路，所述第一阻容电路的一端连接所述第一继电器的第三引脚，所述第一阻容电路的另一端接入市电零线。

4.根据权利要求3所述的干触点外设接口，其特征在于，所述第一阻容电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的一端连接所述第一继电器的第三引脚，所述第一电容的另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接入市电零线。

5.根据权利要求2所述的干触点外设接口，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的一端连接所述第一继电器的第一引脚，所述第二电容的另一端连接所述第一继电器的第二引脚。

6.根据权利要求1所述的干触点外设接口，其特征在于，所述干触点输入电路包括第二继电器，所述第二继电器的第一引脚接地，第二引脚用于接入外部电源以及所述检测装置，第三引脚用于接入所述外部电源，第四引脚连接所述切换电路。

7.根据权利要求6所述的干触点外设接口，其特征在于，还包括第二电阻和第三电容，所述第二电阻的一端连接所述切换电路，所述第二电阻的另一端连接所述第二继电器的第四引脚，所述第三电容的一端连接所述第二继电器的第三引脚，所述第三电容的另一端连接所述第二电阻和所述第二继电器的第四引脚的公共端。

8.根据权利要求6所述的干触点外设接口，其特征在于，还包括第三电阻，所述第三电阻的一端用于接入外部电源，所述第三电阻的另一端连接所述第二继电器的第二引脚。

9.根据权利要求1所述的干触点外设接口，其特征在于，所述切换电路包括第三继电器，所述第三继电器连接所述干触点输出电路和所述干触点输入电路，还用于连接所述控制装置。

10.根据权利要求9所述的干触点外设接口，其特征在于，还包括第二阻容电路，所述第二阻容电路连接所述第三继电器。