[發(fā)明專利]一種具有斷線檢測功能的信號轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011621978.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112834957B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫超;吳凡;魏建;劉超;張熠;王廣夫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 董素沫

本發(fā)明實施例提供一種具有斷線檢測功能的信號轉(zhuǎn)換裝置，包括外部開關(guān)；與外部開關(guān)并聯(lián)的跨接電阻；與外部開關(guān)和跨接電阻并聯(lián)后的電路串聯(lián)的第一信號輸出線路；與第一信號輸出線路并聯(lián)的第二信號輸出線路，其包括充電電阻；與充電電阻串聯(lián)的充電電容；隔離式數(shù)字輸入接收器，其與充電電容器并聯(lián)，通過引腳與充電電阻串聯(lián)，通過輸入引腳與第一電阻串聯(lián)后與從引腳接入的線路并聯(lián)后與充點電阻串聯(lián)；光敏晶體管的一端與隔離式數(shù)字輸入接收器的接地引腳電連接，另一端與直流供電電源連接，光敏晶體管上輸入有脈沖電壓，基于第一信號輸出線路的輸出端和第二信號輸出線路的輸出端輸出的電壓情況確定通過外部開關(guān)連接的待檢測線路的檢測結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有斷線檢測功能的信號轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

隨著近年來自動化技術(shù)的應用發(fā)展，可編程邏輯控制器(PLC)可應用的環(huán)境越來越廣泛。船舶主機遙控及安保系統(tǒng)作為主機控制的核心自動化系統(tǒng)，在控制的可靠性上具有較高的要求，因此其安?？刂葡到y(tǒng)的輸入、輸出模塊可能需要配備斷線檢測功能，以避免在傳感器線路故障的情況下，系統(tǒng)遺失對傳感器故障數(shù)據(jù)的監(jiān)測，從而成為引發(fā)安全保護的漏洞，造成功能障礙和保護失效。

當前船舶主機遙控及安保系統(tǒng)的斷線檢測功能，主要基于其定制化硬件的特殊通道，通過FPGA接口模塊的模擬量輸入通道設(shè)計，完成外部信號的采集及斷線狀態(tài)的識別，此類硬件基本依賴進口，且應用場景和通道數(shù)量比較固定。

當前船用主機遙控安保系統(tǒng)所采用的硬件，基本被國外主流遙控配套廠家的自有硬件所壟斷，可拓展優(yōu)化的空間較小，且成本一般較為昂貴。另有部分控制器直接采用0-20mA模擬量電流輸入模塊作為斷線檢測模塊應用，但由于對每種類型的外部輸入需要單獨計算特定的通斷電阻，以使斷線電流和信號電流均運行在0-20mA的范圍內(nèi)，導致系統(tǒng)設(shè)計效率較低，材料成本高且無法普遍應用。由于斷線檢測功能對船舶安?？刂朴屑捌渲匾囊饬x，而大部分主流邏輯控制的硬件產(chǎn)品無法直接滿足信號和斷線同步檢測的功能，無法應用到該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)邏輯控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種能夠適用于大部分可編程控制器的開關(guān)量輸入模塊，能夠彌補常規(guī)控制器斷線檢測功能的缺失的具有斷線檢測功能的信號轉(zhuǎn)換裝置。

本發(fā)明實施例提供的具有斷線檢測功能的信號轉(zhuǎn)換裝置，包括：

外部開關(guān)，其用以連接待檢測線路；

跨接電阻，其與所述外部開關(guān)并聯(lián)設(shè)置且所述跨接電阻的阻值處于預設(shè)阻值范圍內(nèi)；

第一信號輸出線路，其與所述外部開關(guān)和所述跨接電阻并聯(lián)后的電路串聯(lián)設(shè)置；

第二信號輸出線路，其與所述第一信號輸出線路并聯(lián)設(shè)置，包括：

充電電阻；

充電電容，其與所述充電電阻串聯(lián)設(shè)置；

隔離式數(shù)字輸入接收器，其與所述充電電容器并聯(lián)，并通過引腳與所述充電電阻串聯(lián)，且所述隔離式數(shù)字輸入接收器通過輸入引腳與第一電阻串聯(lián)后與從所述引腳接入的線路并聯(lián)后與所述充點電阻串聯(lián)設(shè)置；

光敏晶體管，其一端與所述隔離式數(shù)字輸入接收器的接地引腳電連接，另一端與直流供電電源連接，所述光敏晶體管上被輸入有用以進行斷線檢測的脈沖電壓，其中，所述供電電源與所述外部開關(guān)和所述跨接電阻并聯(lián)后的電路串聯(lián)設(shè)置；

其中，在所述外部開關(guān)連接待檢測線路后，基于所述第一信號輸出線路的輸出端輸出的電壓情況和所述第二信號輸出線路的輸出端輸出的電壓情況確定所述待檢測線路的檢測結(jié)果。

在本發(fā)明的一些實施例中，若所述外部開關(guān)處于閉合狀態(tài)，則，

所述第一信號輸出線路的輸出端輸出所述直流供電電源的電壓；