CN204314664U - 一种固态继电器检测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固态继电器检测控制系统，它包括控制信号检测电路、电流信号检测电路、负载检测电路和报警电路，控制信号检测电路的输入端与固态继电器的控制信号输入端连接，控制信号检测电路的信号输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接，电流信号检测电路的电流信号输入端与固态继电器的电流输出端连接，电流信号检测电路的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警电路的第二输入端和第三输入端连接，负载检测电路的输入端与负载连接，负载检测电路的信号输出端与报警电路的第四输入端连接。本实用新型能可靠的完成对固态继电器的检查，并能通过发光二极管将故障直观显示出来。

Description

一种固态继电器检测控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种固态继电器检测控制系统。

背景技术

固态继电器是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关，用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离，固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。为适应工业自动化现场控制需要，在许多控制应用领域，如石油、天然气、化工、造纸、水泥等行业、对防爆、潮湿、腐蚀等要求高的工艺设备现场。

由于应用领域生产现场环境需要无触点和隔离控制的元器件，因此固态继电器在上述控制环境中有独特的应用前景，其缺点是不能确切的诊断固态继电器自身的好坏和输出负载的工作状态，以及故障和工作状态不能向控制系统发送故障信号等，通用固态继电器没有信号故障检测电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种固态继电器检测控制系统，能可靠的完成对固态继电器的检查，并能通过发光二极管将故障直观显示出来。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种固态继电器检测控制系统，它包括控制信号检测电路、电流信号检测电路、负载检测电路和报警电路，控制信号检测电路的输入端与固态继电器的控制信号输入端连接，控制信号检测电路的信号输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接，电流信号检测电路的电流信号输入端与固态继电器的电流输出端连接，电流信号检测电路的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警电路的第二输入端和第三输入端连接，负载检测电路的输入端与负载连接，负载检测电路的信号输出端与报警电路的第四输入端连接。

所述的电源电路包括电源集成电路U3、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、接地端口和用于与外部电源连接的电源输入端口，电源集成电路U3的电压输入端与电源输入端口连接；电阻R1的一端与电源集成电路U3的电压调节端连接，另一端与接地端口连接；电阻R2的两端分别与电源集成电路U3的电压输出端和电压调节端连接；电容C2的一端与电源集成电路U3的电压输入端连接，另一端与接地端口连接；电容C3的一端与电源集成电路U3的电压输出端连接，另一端与接地端口连接，电容C4与电容C3并联。

所述的控制信号检测电路包括三极管Q4、与门U2A、发光二极管LED1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和用于接收检测信号的DI端口，DI端口与固态继电器的控制信号输入端连接，三极管Q4的基极通过电阻R10与DI端口连接，三极管Q4的基极通过电阻R11接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与电源电路的电压输出端，三极管Q4的集电极通过电阻R13接地，三极管Q4的集电极分别与与门U2A的两个输入端连接，与门U2A的输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接。

所述的电流信号检测电路包括光耦合器U1、电阻R、电阻R3、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管LED2、与门U2D、用于接收检测信号的L端口和用于接收检测信号的LN端口，L端口和LN端口与固态继电器的电流输出端连接，二极管D1的阳极通过电阻R与L端口连接，二极管D1的阴极与光耦合器U1的输入端阳极连接，光耦合器U1的输入端阴极与LN端口连接，光耦合器U1的输出端发射极接地，光耦合器U1的输出端集电极通过电阻R3与电源电路的电压输出端连接，光耦合器U1的输出端集电极与报警电路的第二输入端连接，光耦合器U1的输出端集电极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极通过电阻R16接地，二极管D2的阴极与与门U2D的一个输入端连接，与门U2D的另一输入端与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阴极通过电阻R15接地，二极管D4的阳极与控制信号检测电路的信号输出端连接，与门U2D的输出端通过电阻R17与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极接地，与门U2D的输出端与报警电路的第三输入端连接。

所述的负载检测电路包括电感L1、二极管D6、二极管D7、运算放大器U4A、运算放大器U4B、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26和发光二极管LED4，电感L1的一端通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，另一端接地，电阻R191与电感L1并联，二极管D6的阴极和二极管D7的阳极均通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，二极管D6的阳极和二极管D7的阴极均接地，运算放大器U4B的反相输入端通过电阻R21接地，运算放大器U4B的输出端通过电阻R22与运算放大器U4B的反相输入端连接，运算放大器U4B的输出端通过电阻R23与运算放大器U4A的正相输入端连接，运算放大器U4A的反相输入端通过电阻R24接地，运算放大器U4A的输出端通过电阻R25与运算放大器U4A的反相输入端连接，运算放大器U4A的输出端与报警电路的第四输入端连接，运算放大器U4A的输出端通过电阻R26与发光二极管LED4的阳极连接，发光二极管LED4的阴极接地，运算放大器U4A的正极供电端接基准电压，运算放大器U4A的负极供电端接地。

所述的报警电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、与门U2B、与门U2C、二极管D3、二极管D5、二极管D8、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R18、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C1、发光二极管LED3、继电器K1、外接端口K1-1、用于外接报警装置的K1-1端口、用于外接报警装置的K1-2端口和用于外接报警装置的K1-3端口，三极管Q3的基极通过电阻R27与负载检测电路的信号输出端连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R30接地，三极管Q3的集电极通过电阻R28接基准电压，三极管Q3的集电极与与门U2B的第一输入端连接，与门U2B的第二输入端通过电阻R29接地，与门U2B的第二输入端与电流信号检测电路的第二信号输出端连接，与门U2B的输出端通过电阻R31接地，与门U2B的输出端与二极管D8的阳极连接，二极管D8的阴极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R5与电源电路的电压输出端连接，三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极与与门U2C的第一输入端连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R4与电流信号检测电路的第一信号输出端连接，与门U2C的第二输入端与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阴极通过电阻R18接地，二极管D3的阳极与控制信号检测电路的信号输出端连接，与门U2C的输出端通过电阻R7与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R8接地，三极管Q1的基极与电容C1的正极连接，电容C1的负极接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与发光二极管LED3的阴极和二极管D5的阳极连接，发光二极管LED3的阳极通过电阻R9与电源电路的电压输出端连接，二极管D5的阴极与电源电路的电压输出端连接，继电器K1的两端分别与电源电路的电压输出端和三极管Q1的集电极连接，继电器K1的K1-1端、K1-2端和K1-3端分别与K1-1端口、K1-2端口和K1-3端口连接。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过发光二极管将结果显示出来，使人能够直接了解到固态继电器的工作状态，判断故障；

（2）选用模拟数字集成电路等作检测器件，有效克服了分立电子元器件固有的缺点，检测的可靠性大大提高；

（3）K1-1端口、K1-2端口和K1-3端口可外接报警设备，实现远程监控。

（4）采用同固态继电器外形尺寸等同的电路板连接直接将固态继电器的控制输入端分别与DI端口和接地端口连接，固态继电器的输出端分别与L端口和LN端口连接，这样方便快捷又不改变固态继电器的外形结构更换方便，有效解决了现场接线的麻烦和可能因此造成的接触不良判断错误的问题，使得现场人员能够方便快捷的进行维护。

附图说明

图1为本实用新型一种固态继电器检测控制系统的结构框图；

图2为本实用新型一种固态继电器检测控制系统的电路图；

图3为本实用新型的一个实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种固态继电器检测控制系统，它包括控制信号检测电路、电流信号检测电路、负载检测电路和报警电路，控制信号检测电路的输入端与固态继电器的控制信号输入端连接，控制信号检测电路的信号输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接，电流信号检测电路的电流信号输入端与固态继电器的电流输出端连接，电流信号检测电路的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警电路的第二输入端和第三输入端连接，负载检测电路的输入端与负载连接，负载检测电路的信号输出端与报警电路的第四输入端连接。

如图2所示，所述的电源电路包括电源集成电路U3、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、接地端口和用于与外部电源连接的电源输入端口，电源集成电路U3的电压输入端与电源输入端口连接；电阻R1的一端与电源集成电路U3的电压调节端连接，另一端与接地端口连接；电阻R2的两端分别与电源集成电路U3的电压输出端和电压调节端连接；电容C2的一端与电源集成电路U3的电压输入端连接，另一端与接地端口连接；电容C3的一端与电源集成电路U3的电压输出端连接，另一端与接地端口连接，电容C4与电容C3并联。

所述的控制信号检测电路包括三极管Q4、与门U2A、发光二极管LED1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和用于接收检测信号的DI端口，三极管Q4的基极通过电阻R10与DI端口连接，三极管Q4的基极通过电阻R11接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端连接，三极管Q4的集电极通过电阻R13接地，三极管Q4的集电极分别与与门U2A的两个输入端连接，与门U2A的输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的输入端连接。

所述的电流信号检测电路包括光耦合器U1、电阻R、电阻R3、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管LED2、与门U2D、用于接收检测信号的L端口和用于接收检测信号的LN端口，二极管D1的阳极通过电阻R与L端口连接，二极管D1的阴极与光耦合器U1的输入端阳极连接，光耦合器U1的输入端阴极与LN端口连接，光耦合器U1的输出端发射极接地，光耦合器U1的输出端集电极通过电阻R3与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端连接，光耦合器U1的输出端集电极与报警电路的第二输入端连接，光耦合器U1的输出端集电极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极通过电阻R16接地，二极管D2的阴极与与门U2D的一个输入端连接，与门U2D的另一输入端与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阴极通过电阻R15接地，二极管D4的阳极与控制信号检测电路中与门U2A的输出端连接，与门U2D的输出端通过电阻R17与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极接地，与门U2D的输出端与报警电路的第二输入端连接。

所述的负载检测电路包括电感L1、二极管D6、二极管D7、运算放大器U4A、运算放大器U4B、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26和发光二极管LED4，电感L1的一端通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，另一端接地，电阻R191与电感L1并联，二极管D6的阴极和二极管D7的阳极均通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，二极管D6的阳极和二极管D7的阴极均接地，运算放大器U4B的反相输入端通过电阻R21接地，运算放大器U4B的输出端通过电阻R22与运算放大器U4B的反相输入端连接，运算放大器U4B的输出端通过电阻R23与运算放大器U4A的正相输入端连接，运算放大器U4A的反相输入端通过电阻R24接地，运算放大器U4A的输出端通过电阻R25与运算放大器U4A的反相输入端连接，运算放大器U4A的输出端与报警电路的第三输入端连接，运算放大器U4A的输出端通过电阻R26与发光二极管LED4的阳极连接，发光二极管LED4的阴极接地，运算放大器U4A的正极供电端接基准电压，运算放大器U4A的负极供电端接地。

所述的判断电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、与门U2B、与门U2C、二极管D3、二极管D5、二极管D8、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R18、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C1、发光二极管LED3、继电器K1、外接端口K1-1、用于外接报警装置的K1-1端口、用于外接报警装置的K1-2端口和用于外接报警装置的K1-3端口，三极管Q3的基极通过电阻R27与负载检测电路中运算放大器U4A的输出端连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R30接地，三极管Q3的集电极通过电阻R28接基准电压，三极管Q3的集电极与与门U2B的第一输入端连接，与门U2B的第二输入端通过电阻R29接地，与门U2B的第二输入端与电流信号检测电路中的与门U2D的输出端连接，与门U2B的输出端通过电阻R31接地，与门U2B的输出端与二极管D8的阳极连接，二极管D8的阴极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R5与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端连接，三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极与与门U2C的第一输入端连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R4与电流信号检测电路中光耦合器U1的输出端集电极连接，与门U2C的第二输入端与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阴极通过电阻R18接地，二极管D3的阳极与控制信号检测电路中与门U2A的输出端连接，与门U2C的输出端通过电阻R7与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R8接地，三极管Q1的基极与电容C1的正极连接，电容C1的负极接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与发光二极管LED3的阴极和二极管D5的阳极连接，发光二极管LED3的阳极通过电阻R9与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端连接，二极管D5的阴极与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端连接，继电器K1的两端分别与电源电路中电源集成电路U3的电压输出端和三极管Q1的集电极连接，继电器K1的K1-1端、K1-2端和K1-3端分别与K1-1端口、K1-2端口和K1-3端口连接。

当DI端口没有控制信号输入时，发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3和发光二极管LED4均不亮。

当DI端口有控制信号输入时,若固态继电器未导通, 发光二极管LED3亮。

当DI端口有控制信号输入时,若固态继电器导通而负载没有电流时, 此时发光二极管LED2和发光二极管LED3亮，说明负载断路。

当DI端口有控制信号输入时,若固态继电器导通有电流时, 此时发光二极管LED2和发光二极管LED4亮，说明固态继电器正常工作，负载在在线运行。

如图3所示，PLC处理器的信号输入与流量传感器的信号输出连接，PLC处理器的控制输出分别与固态继电器和流量控制器的控制输入连接，固态继电器和流量控制器的控制输出均与电动调节阀的控制输入连接，电动调节阀和流量传感器均与流体管道连接，固态继电器的控制输入端和控制输出端分别与固态继电器检测装置的两端连接。PLC处理器根据流量传感器发送过来的流体管道的流量数据，发出控制信号到固态继电器，固态继电器控制电动调节阀调节流体管道的流量，当固态继电器检测装置检测到固态继电器故障时，PLC处理器通过流量控制器来控制电动调节阀。

Claims (6)

1.一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：它包括控制信号检测电路、电流信号检测电路、负载检测电路和报警电路，控制信号检测电路的输入端与固态继电器的控制信号输入端连接，控制信号检测电路的信号输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接，电流信号检测电路的电流信号输入端与固态继电器的电流输出端连接，电流信号检测电路的第一信号输出端和第二信号输出端分别与报警电路的第二输入端和第三输入端连接，负载检测电路的输入端与负载连接，负载检测电路的信号输出端与报警电路的第四输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：它还包括电源电路，电源电路的输入端与外部电源的输出端连接，电源电路的电压输出端分别与控制信号检测电路、电流信号检测电路、负载检测电路和报警电路的电压输入端连接，所述的电源电路包括电源集成电路U3、电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C3、电容C4、接地端口和用于与外部电源连接的电源输入端口，电源集成电路U3的电压输入端与电源输入端口连接；电阻R1的一端与电源集成电路U3的电压调节端连接，另一端与接地端口连接；电阻R2的两端分别与电源集成电路U3的电压输出端和电压调节端连接；电容C2的一端与电源集成电路U3的电压输入端连接，另一端与接地端口连接；电容C3的一端与电源集成电路U3的电压输出端连接，另一端与接地端口连接，电容C4与电容C3并联。

3.根据权利要求1所述的一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：所述的控制信号检测电路包括三极管Q4、与门U2A、发光二极管LED1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和用于接收检测信号的DI端口，DI端口与固态继电器的控制信号输入端连接，三极管Q4的基极通过电阻R10与DI端口连接，三极管Q4的基极通过电阻R11接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R12与电源电路的电压输出端，三极管Q4的集电极通过电阻R13接地，三极管Q4的集电极分别与与门U2A的两个输入端连接，与门U2A的输出端分别与报警电路的第一输入端和电流信号检测电路的控制信号输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：所述的电流信号检测电路包括光耦合器U1、电阻R、电阻R3、二极管D1、二极管D2、二极管D4、电阻R15、电阻R16、电阻R17、发光二极管LED2、与门U2D、用于接收检测信号的L端口和用于接收检测信号的LN端口，L端口和LN端口与固态继电器的电流输出端连接，二极管D1的阳极通过电阻R与L端口连接，二极管D1的阴极与光耦合器U1的输入端阳极连接，光耦合器U1的输入端阴极与LN端口连接，光耦合器U1的输出端发射极接地，光耦合器U1的输出端集电极通过电阻R3与电源电路的电压输出端连接，光耦合器U1的输出端集电极与报警电路的第二输入端连接，光耦合器U1的输出端集电极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极通过电阻R16接地，二极管D2的阴极与与门U2D的一个输入端连接，与门U2D的另一输入端与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阴极通过电阻R15接地，二极管D4的阳极与控制信号检测电路的信号输出端连接，与门U2D的输出端通过电阻R17与发光二极管LED2的阳极连接，发光二极管LED2的阴极接地，与门U2D的输出端与报警电路的第三输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：所述的负载检测电路包括电感L1、二极管D6、二极管D7、运算放大器U4A、运算放大器U4B、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26和发光二极管LED4，电感L1的一端通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，另一端接地，电阻R191与电感L1并联，二极管D6的阴极和二极管D7的阳极均通过电阻R20与运算放大器U4B的正相输入端连接，二极管D6的阳极和二极管D7的阴极均接地，运算放大器U4B的反相输入端通过电阻R21接地，运算放大器U4B的输出端通过电阻R22与运算放大器U4B的反相输入端连接，运算放大器U4B的输出端通过电阻R23与运算放大器U4A的正相输入端连接，运算放大器U4A的反相输入端通过电阻R24接地，运算放大器U4A的输出端通过电阻R25与运算放大器U4A的反相输入端连接，运算放大器U4A的输出端与报警电路的第四输入端连接，运算放大器U4A的输出端通过电阻R26与发光二极管LED4的阳极连接，发光二极管LED4的阴极接地，运算放大器U4A的正极供电端接基准电压，运算放大器U4A的负极供电端接地。

6.根据权利要求1所述的一种固态继电器检测控制系统，其特征在于：所述的报警电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、与门U2B、与门U2C、二极管D3、二极管D5、二极管D8、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R18、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C1、发光二极管LED3、继电器K1、外接端口K1-1、用于外接报警装置的K1-1端口、用于外接报警装置的K1-2端口和用于外接报警装置的K1-3端口，三极管Q3的基极通过电阻R27与负载检测电路的信号输出端连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R30接地，三极管Q3的集电极通过电阻R28接基准电压，三极管Q3的集电极与与门U2B的第一输入端连接，与门U2B的第二输入端通过电阻R29接地，与门U2B的第二输入端与电流信号检测电路的第二信号输出端连接，与门U2B的输出端通过电阻R31接地，与门U2B的输出端与二极管D8的阳极连接，二极管D8的阴极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R5与电源电路的电压输出端连接，三极管Q2的集电极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极与与门U2C的第一输入端连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R4与电流信号检测电路的第一信号输出端连接，与门U2C的第二输入端与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阴极通过电阻R18接地，二极管D3的阳极与控制信号检测电路的信号输出端连接，与门U2C的输出端通过电阻R7与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R8接地，三极管Q1的基极与电容C1的正极连接，电容C1的负极接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别与发光二极管LED3的阴极和二极管D5的阳极连接，发光二极管LED3的阳极通过电阻R9与电源电路的电压输出端连接，二极管D5的阴极与电源电路的电压输出端连接，继电器K1的两端分别与电源电路的电压输出端和三极管Q1的集电极连接，继电器K1的K1-1端、K1-2端和K1-3端分别与K1-1端口、K1-2端口和K1-3端口连接。