[發明專利]檢測數字輸入信號線連通性的裝置及方法

有效

• 申請號: 201310050022.4
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103983882A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳美良
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

技術領域

本發明涉及工業控制領域中檢測數字輸入信號線的連通性的裝置及方法。具體地涉及針對將各類傳感器的干觸點輸出信號連接到可編程控制器（PLC）的數字輸入端的信號連接線的連通性進行檢測的裝置及方法。

背景技術

在工業控制領域中，通常使用各類傳感器來獲得受控點的變化量，并將所檢測的變化量通過信號線傳送到PLC進行處理。一般地，傳感器通過其干觸點來輸出代表上述變化量的信號。

但是在PLC輸入端是數字輸入端且傳感器經由其干觸點輸出感測信號的情況下，如果連接傳感器輸出端和PLC輸入端的數字輸入通道的信號線出現斷路，則PLC控制器很難分辨是PLC的數字輸入通道的信號線出現斷路的情況還是信號線無斷路但傳感器的干觸點處于正常斷開狀態的情況，因為PLC的數字輸入通道的信號線出現斷路的情況與信號線無斷路但傳感器的干觸點處于正常斷開狀態的情況的兩種情況下，PLC數字輸入端的信號的狀態是完全一樣的。

為了區分是PLC的數字輸入通道的信號線出現斷路的情況還是信號線無斷路但傳感器的干觸點處于正常斷開狀態的情況，傳統的做法是在傳感器的干觸點上并聯或串聯一個電阻器，如圖1所示。圖1是現有技術中檢測PLC的數字輸入信號線的連通性的原理圖。在圖1中，傳感器串聯連接在PLC的數字輸入通道中，并由直流電壓24V供電，其中在傳感器的干觸點上并聯一個電阻器并且串聯一個電阻器。

在圖1中，如果連接傳感器輸出端和PLC輸入端的信號線沒有出現斷路，則：當傳感器的干觸點正常斷開時，從供電電源側看過去，PLC的數字輸入端DI+和DI-COM所連接的數字輸入通道的總的輸入電阻是R1+R2+Rin，其中R1是與傳感器的干觸點串聯的電阻器的電阻值，R2是與傳感器的干觸點并聯的電阻器的電阻值，Rin是數字輸入通道的等效電阻值；當傳感器干觸點正常閉合時，數字輸入通道的總的輸入電阻是R1+Rin。

如果連接傳感器輸出端和PLC輸入端的信號線出現斷路時，則：無論傳感器的干觸點處于正常斷開還是正常閉合時，數字輸入通道的總的輸入電阻是無窮大∞。

進一步地，數字輸入通道的總的輸入電阻的不同確定了不同的輸入電流，不同的輸入電流經由參考電阻器產生了不同的電壓，對這些不同的電壓進行測試或比較，PLC控制器就可以判斷出其數字輸入通道是否處于斷路的狀態。

但是，圖1的上述傳統做法存在以下缺點：

1）對于PLC控制器的每一個數字輸入通道，均需要設計一個測試或比較電路，非常復雜且使得成本增加；

2）在每個數字輸入通道中并聯或串聯的電阻器的阻值選擇并不容易，因為對于PLC控制器不同類型的數字輸入通道、不同的現場模塊、不同的生產廠商，所選擇的電阻器的阻值各不相同。

3）測試電路中一直存在著測試電流，這也增加了產品的功耗。

4）對于一些老的舊的PLC產品或系統，難于進行信號線連通性的檢測。

因此，需要一種針對將各類傳感器的干觸點輸出信號連接到可編程控制器（PLC）的數字輸入端的信號連接線的連通性進行檢測的簡單有效的裝置及方法。

發明內容

本發明通過提供一種檢測PLC的數字輸入信號線路的連通性的裝置和方法來克服現有技術中的上述缺點，從而達到簡單有效地檢測各類傳感器的干觸點輸出信號連接到可編程控制器（PLC）的數字輸入端的信號連接線的連通性的目的。

根據本發明的一方面，提供一種檢測PLC的數字輸入信號線路的連通性的裝置，其中所述數字輸入信號線路中串聯有由直流電壓供電的傳感器，所述裝置包括：電容器，并聯在傳感器的干觸點上；三端開關，所述三端開關的公共端與第一接觸端串聯在輸入輸入信號線路中，所述三端開關的第一接觸端連接到數字輸入信號線路的輸入公共端，所述三端開關的第二接觸端連接到直流電壓上。其中，當通過PLC控制器內部控制三端開關的公共端到第一、二接觸端的通斷時，根據PLC控制器在數字輸入通道中是否檢測到電流脈沖，所述裝置判斷PLC的數字輸入信號線路中是否存在斷路。

其中，當通過PLC控制器內部控制三端開關的公共端到第一、二接觸端的通斷，PLC控制器在數字輸入通道中檢測到電流脈沖時，所述裝置判斷PLC的數字輸入信號線路中不存在斷路。

其中，當通過PLC控制器內部控制三端開關的公共端到第一、二接觸端的通斷，PLC控制器在數字輸入通道中檢測不到電流脈沖時，所述裝置判斷PLC的數字輸入信號線路中存在斷路。

其中所述直流電壓為24V。

所述三端開關為單刀雙置類型，所述三端開關由晶體管或推挽式晶體管之一來實現。