CN111813088B - Di通道的诊断电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DI通道的诊断电路及方法。DI通道的诊断电路包括第一继电器、第二继电器、控制器以及DI通道；DI通道的第一输入端连接至查询电源的负极，第二输入端连接至第二继电器的公共端，输出端连接至控制器；第二继电器的常闭触点与查询电源的正极连接；第一继电器的常开触点与第二继电器的常开触点连接，第一继电器的公共端与查询电源的正极连接；控制器被配置为：向第一和第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向第一继电器的线圈端输出低电平信号；若检测到下降沿信号，则诊断DI通道正常。本发明通过采用双继电器的硬件结构，根据检测的下降沿信号能够实现DI通道的自动诊断功能，成本低且简单有效。

Description

DI通道的诊断电路及方法
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，特别涉及一种DI通道的诊断电路及方法。
背景技术
DI(Digital Input，数字量输入)通道广泛应用于工业控制领域，火电、核电、煤炭、石油、化工等领域都需要对相对开关量信号进行检测分析，因此在这些工业控制领域需要大量的DI模块。DI模块的DI通道用于采集设备的数字量信号，在如图1所示的例子中，DI通道接收外部的继电器信号，通过检测查询电源的接通和断开来检测外部继电器的通断情况。具体地，如果外部的继电器闭合，则查询电源通过DI通道形成回路，DI通道检测出信号1即高电平，并经过隔离电路传送给控制器。如果外部的继电器断开，则查询电源通过DI通道无法形成回路，DI通道检测出信号0即低电平，并经过隔离电路传送给控制器。
由于数字量信号只有两种状态，即0(低电平)或者1(高电平)，因此在DI通道出现故障的情况下，DI模块采集到的信号不是高电平就是低电平，无法判断DI通道处于正常状态还是故障状态。
目前，对DI通道的故障检测主要是对断线情况进行检测，其方式是通过对两个输入通道的状态进行对比而进行判断，或者是通过检测通道的电流值来进行判断。这些方法不能有效地检测出非断线情况的故障，同时在线动态检测程度比较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种能够实现在线诊断的DI通道的诊断电路及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明的第一方面提供一种DI通道的诊断电路，包括第一继电器、第二继电器、控制器以及DI通道；
所述DI通道的第一输入端连接至查询电源的负极，第二输入端连接至所述第二继电器的公共端，输出端连接至所述控制器；
所述第二继电器的常闭触点与所述查询电源的正极连接；所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常开触点连接，所述第一继电器的公共端与所述查询电源的正极连接；
所述控制器被配置为：
分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向所述第一继电器的线圈端输出低电平信号；
若检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
较佳地，所述诊断电路还包隔离电路，串联于所述DI通道与所述控制器之间。
较佳地，所述控制器被进一步配置为：每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号。
较佳地，所述控制器被进一步配置为：若未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号。
较佳地，所述故障为短路或断路。
本发明的第二方面提供一种DI通道的诊断方法，利用如第一方面所述的诊断电路实现，所述诊断方法包括：
所述控制器分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向所述第一继电器的线圈端输出低电平信号；
若所述控制器检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
较佳地，所述诊断电路还包括隔离电路，串联于所述DI通道与所述控制器之间。
较佳地，所述方法还包括：所述控制器每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号。
较佳地，所述方法还包括：若所述控制器未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号。
较佳地，所述故障为短路或断路。
本发明的积极进步效果在于：通过采用双继电器的硬件结构，根据检测的下降沿信号能够实现DI通道的自动诊断功能，成本低且简单有效，大大增加了DI模块的安全可靠性，具有非常巨大的工程应用意义。
附图说明
图1为现有技术中DI通道的应用结构框图。
图2为本发明实施例1提供的DI通道的诊断电路的原理框图。
图3为本发明实施例1提供的下降沿信号的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种DI通道的诊断电路，如图2所示，包括第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、控制器以及DI通道。
所述DI通道的第一输入端连接至查询电源的负极，第二输入端连接至第二继电器RLY2的公共端(触点1)，输出端连接至所述控制器。
第二继电器RLY2的常闭触点(触点2)与所述查询电源的正极连接；第一继电器RLY1的常开触点(触点3)与所述第二继电器RLY2的常开触点(触点3)连接，第一继电器RLY1的公共端(触点1)与所述查询电源的正极连接。
需要说明的是，默认情况下，第一继电器RLY1中公共端与常闭触点连接，即触点1与触点2连接；第二继电器RLY2中公共端与常闭触点连接，即触点1与触点2连接，以使得查询电源的正极和负极接入DI通道。
其中，查询电源用于提供一个具体的电源电压，将其通过DI通道输入至控制器之后，控制器认为是高电平信号。在一个具体的例子中，查询电源的电压与控制器的供电电压相同，例如5V。
上述控制器被配置为：
分别向第一继电器RLY1的线圈端和第二继电器RLY2的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向第一继电器RLY1的线圈端输出低电平信号；
若检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
本发明实施例中，在需要对DI通道进行诊断时，控制器通过两个I/O口分别向第一继电器RLY1的线圈端和第二继电器RLY2的线圈端输出高电平信号，使得第一继电器RLY1和第二继电器RLY2的公共端切换至与常开触点连接，即使得第一继电器RLY1中的触点1与触点3连接，以及第二继电器RLY2中的触点1与触点3连接。此时，查询电源通过DI通道形成回路，DI通道检测出高电平信号，并将该高电平信号输出至控制器。一段时间之后，控制器向第一继电器RLY1的线圈端输出低电平信号，使得第一继电器RLY1的公共端切换至与常闭触点连接，此时查询电源无法通过DI通道形成回路，DI通道检测出低电平信号，并将该低电平信号输出至控制器。
若控制器检测到如图3所示的下降沿信号，则说明DI通道没有故障，诊断DI通道正常。若控制器检测不到如图3所示的下降沿信号，则说明DI通道出现故障，诊断DI通道异常。
需要说明的是，图3中高电平信号的持续时间与控制器向第一继电器RLY1的线圈端输出高电平信号的持续时间相同。
本发明实施例通过采用双继电器的硬件结构，根据检测的下降沿信号能够实现DI通道的自动诊断功能，成本低且简单有效，大大增加了DI模块的安全可靠性，具有非常巨大的工程应用意义。
为了避免外部信号影响内部控制器，在可选的一种实施方式中，上述诊断电路还包括隔离电路，串联于DI通道与控制器之间，以使得外部信号与内部信号隔离。在具体实施中，隔离电路为光电隔离电路，在一个例子中，光电隔离电路包括光电耦合器。
在可选的一种实施方式中，控制器被进一步配置为：每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，以实现每隔一段时间对DI通道进行诊断。在具体实施中，根据DI通道的实际情况设置间隔时间。
在可选的一种实施方式中，控制器被进一步配置为：若未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号，以提醒用户DI通道出现故障。
在可选的一种实施方式中，上述DI通道出现的故障为短路或断路。若DI通道出现短路或断路故障，可以通过本发明实施例提供的诊断电路诊断出来。
实施例2
本发明实施例提供一种DI通道的诊断方法，利用如实施例1所述的诊断电路实现，所述诊断方法包括以下步骤：
步骤S201、控制器分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向所述第一继电器的线圈端输出低电平信号。
在步骤S201可选的一种实施方式中，控制器每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号。
步骤S202、若所述控制器检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
在步骤S202可选的一种实施方式中，若所述控制器未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号。
在可选的一种实施方式中，上述DI通道出现的故障为短路或断路。
本发明实施例通过控制两个继电器的吸合，根据检测的下降沿信号能够实现DI通道的自动诊断功能，成本低且简单有效，大大增加了DI模块的安全可靠性，具有非常巨大的工程应用意义。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种DI通道的诊断电路，其特征在于，包括第一继电器、第二继电器、控制器以及DI通道；
所述DI通道的第一输入端连接至查询电源的负极，第二输入端连接至所述第二继电器的公共端，输出端连接至所述控制器；
所述第二继电器的常闭触点与所述查询电源的正极连接；所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常开触点连接，所述第一继电器的公共端与所述查询电源的正极连接；
所述控制器被配置为：
分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向所述第一继电器的线圈端输出低电平信号；
若检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
2.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，所述诊断电路还包隔离电路，串联于所述DI通道与所述控制器之间。
3.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，所述控制器被进一步配置为：每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号。
4.如权利要求1-3中任一项所述的诊断电路，其特征在于，所述控制器被进一步配置为：若未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号。
5.如权利要求4所述的诊断电路，其特征在于，所述故障为短路或断路。
6.一种DI通道的诊断方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的诊断电路实现，所述诊断方法包括：
所述控制器分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号，并延时一段时间向所述第一继电器的线圈端输出低电平信号；
若所述控制器检测到下降沿信号，则诊断所述DI通道正常，否则，诊断所述DI通道异常。
7.如权利要求6所述的诊断方法，其特征在于，所述诊断电路还包括隔离电路，串联于所述DI通道与所述控制器之间。
8.如权利要求6所述的诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制器每隔一段时间分别向所述第一继电器的线圈端和所述第二继电器的线圈端输出高电平信号。
9.如权利要求6-8中任一项所述的诊断方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述控制器未检测到下降沿信号，则输出故障报警信号。
10.如权利要求9所述的诊断方法，其特征在于，所述故障为短路或断路。
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