[發(fā)明專利]自動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010601733.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102129227A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王翀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，涉及一種自動(dòng)裝置中的驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路，尤其是涉及啟動(dòng)回路的自檢回路。

背景技術(shù)

在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，自動(dòng)裝置主要通過對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的輸出，并以此控制受控系統(tǒng)的運(yùn)行。自動(dòng)裝置中一般都設(shè)計(jì)有啟動(dòng)回路，用以防止自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。啟動(dòng)回路一般包含一個(gè)啟動(dòng)繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路，通常情況下，啟動(dòng)繼電器用以溝通開關(guān)量輸出繼電器的電源。對(duì)于自動(dòng)裝置而言，啟動(dòng)回路屬于非常重要的系統(tǒng)部件，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到控制系統(tǒng)及被控系統(tǒng)的安全性、可靠性。

通常情況下，啟動(dòng)繼電器的作用是給開關(guān)量輸出繼電器提供電源。圖1為現(xiàn)有的自動(dòng)裝置24V繼電器驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路。

如圖1所示，圖中虛線框?yàn)榭芍貜?fù)部分，通常自動(dòng)裝置系統(tǒng)中有若干個(gè)如上圖所示的虛線框部分，即自動(dòng)裝置系統(tǒng)可能存在一個(gè)啟動(dòng)繼電器、一個(gè)開出反饋光耦及若干個(gè)開關(guān)量輸出繼電器驅(qū)動(dòng)回路。

開關(guān)量輸出繼電器驅(qū)動(dòng)過程為：MCU通過QD_EN信號(hào)控制啟動(dòng)繼電器K1。當(dāng)QD_EN被拉低后，啟動(dòng)繼電器?K1被驅(qū)動(dòng)，接點(diǎn)閉合，將繼電器電源：+24溝通給VCC_RELAY；繼而，當(dāng)MCU控制DO_EN、DO1同時(shí)為高電平時(shí)，光耦D2被驅(qū)動(dòng)，將VCC_RELAY信號(hào)溝通給DO1_DRV；DO1_DRV通過V1二極管驅(qū)動(dòng)K2繼電器實(shí)現(xiàn)開關(guān)量輸出。

并且，如圖1所示，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了開關(guān)量輸出自檢，即當(dāng)DO1_DRV信號(hào)有效時(shí)，DO1_DRV信號(hào)也會(huì)同時(shí)通過V2二極管及R_FB反饋電阻驅(qū)動(dòng)光耦D3開出反饋光耦；當(dāng)光耦D3被激勵(lì)后，DO_FB信號(hào)被拉低，MCU通過讀取DO_FB信號(hào)的電平變化確認(rèn)K1啟動(dòng)繼電器、光耦D2及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)是否正常。即啟動(dòng)回路的測(cè)試與開關(guān)量輸出繼電器驅(qū)動(dòng)回路的自檢一起進(jìn)行。若MCU要全檢QD_EN、DO_EN、DO1三個(gè)信號(hào)，需檢測(cè)2³次，MCU的控制及判斷邏輯較為復(fù)雜。

開出自檢過程中，光耦D2、啟動(dòng)繼電器K1打開后24V信號(hào)在驅(qū)動(dòng)反饋光耦D3的同時(shí)也驅(qū)動(dòng)了繼電器?K2。由于光耦的動(dòng)作速度一般遠(yuǎn)快于繼電器。所以，為防止檢測(cè)過程中繼電器?K2被誤觸發(fā)，MCU在驅(qū)動(dòng)光耦D2后必須快速讀取DO_FB信號(hào)隨后快速關(guān)斷光耦D2，以防光耦D2驅(qū)動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致繼電器?K2接點(diǎn)吸合。

但實(shí)際使用中，光耦的動(dòng)作、返回時(shí)間極易受溫度變化影響。并且，自動(dòng)裝置的MCU一般又都需處理復(fù)雜的邏輯、算法及通訊。再者，MCU一般還運(yùn)行有操作系統(tǒng)。若MCU對(duì)上述引腳控制、讀取的時(shí)間節(jié)拍處理不好，極易影響到對(duì)DO_FB信號(hào)的正確讀取，并有可能造成繼電器K2的誤出口。

綜上，傳統(tǒng)的自動(dòng)裝置啟動(dòng)回路狀態(tài)檢測(cè)與開關(guān)量輸出繼電器驅(qū)動(dòng)回路的自檢被糅合進(jìn)行，自檢過程存在一定風(fēng)險(xiǎn)及弊端。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是對(duì)自動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路進(jìn)一步改進(jìn)，使啟動(dòng)回路的自檢更加有效安全的進(jìn)行，提高自檢電路的穩(wěn)定性、可靠性。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路，包括自動(dòng)裝置的MCU，與MCU相連的若干個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路，其特征在于：所述啟動(dòng)回路包括與MCU的QD_EN信號(hào)端相連的啟動(dòng)繼電器K1，繼電器驅(qū)動(dòng)回路包括開關(guān)量輸出繼電器K2，啟動(dòng)繼電器K1的一個(gè)接點(diǎn)連接開關(guān)量輸出繼電器K2的線圈負(fù)端；開關(guān)量輸出繼電器K2的線圈負(fù)端同時(shí)與一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)相連，電阻網(wǎng)絡(luò)連接三極管的基極和發(fā)射極，三極管的集電極連接開出反饋光耦的陰極，所述MCU單獨(dú)輸出一個(gè)啟動(dòng)測(cè)試引腳，啟動(dòng)測(cè)試引腳驅(qū)動(dòng)一個(gè)啟動(dòng)測(cè)試光耦D1，啟動(dòng)測(cè)試光耦D1將繼電器驅(qū)動(dòng)電源溝通給一個(gè)測(cè)試電阻，測(cè)試電阻的另一端連接開關(guān)量輸出繼電器線圈的負(fù)端；啟動(dòng)繼電器K1的一個(gè)接點(diǎn)連接開關(guān)量輸出繼電器線圈的負(fù)端，一個(gè)接點(diǎn)連接繼電器驅(qū)動(dòng)電源的地。

前述的自動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)回路及其啟動(dòng)回路，其特征在于：所述開關(guān)量輸出繼電器K2的驅(qū)動(dòng)光耦D2直接將繼電器驅(qū)動(dòng)電源溝通給開關(guān)量輸出繼電器K2的線圈正端。

改進(jìn)后的啟動(dòng)回路自檢測(cè)試的工作原理為：?jiǎn)?dòng)測(cè)試過程中，MCU利用單獨(dú)的啟動(dòng)測(cè)試引腳驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)測(cè)試光耦，繼而溝通繼電器驅(qū)動(dòng)電源給啟動(dòng)測(cè)試電阻，并通過啟動(dòng)測(cè)試電阻繼而驅(qū)動(dòng)電阻網(wǎng)絡(luò)，電阻網(wǎng)絡(luò)通過三極管驅(qū)動(dòng)開出反饋光耦使開出反饋引腳電平發(fā)生變化。MCU通過自檢前后開出反饋引腳電平的變化判斷啟動(dòng)回路工作是否正常。

本發(fā)明的有益效果是：