[發明專利]一種開關量信號通道檢測裝置及其方法

在審

• 申請號: 202110667111.8
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113391586A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 朱高斌;馬程耀;王琪;侯耀;祁勛;何朝均;浦紹儉;袁屹昆;陳鎮;王進
• 申請（專利權）人: 江蘇核電有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 陳麗麗

本發明屬于一種工業自動控制領域，具體涉及一種開關量信號通道檢測裝置及其方法，該檢測裝置包括：開關量信號單元、信號采集單元、信號處理單元和顯示單元；開關量信號單元的輸出端與信號采集單元的輸入端連接，信號采集單元的輸出端與信號處理單元的輸入端連接，信號處理單元的輸出端與顯示單元的輸入端連接。本發明裝置結構簡單，操作簡便，能夠準確、快速地檢測出開關量信號通道的四種狀態：觸點開關閉合、觸點開關斷開、信號通道斷線、信號通道短路。

技術領域

本發明屬于工業自動控制領域，具體涉及一種開關量信號通道檢測裝置及其方法。

背景技術

在工業應用中，開關量信號被廣泛應用于對工藝系統或設備的監測或控制，常見的開關量信號有開關量傳感器的觸點開關狀態，閥門的開、關狀態，泵、風機的啟動、停止狀態等。當工藝參數超過設定限值，開關量傳感器將會改變其觸點的開關狀態，或工藝設備的狀態發生變化時，外部的控制系統(比如DCS系統、PLC系統、小型單片機系統等)將會采集到開關量信號的狀態變化，并在計算機畫面上顯示出其狀態變化，工作人員通過畫面獲取工藝系統或設備的狀態變化。采用開關量信號控制，雖然其接口簡單，性能可靠，抗干擾能力強，但當開關量信號通道出現斷線狀態時，其故障狀態與開關觸點打開時是一致的；當通道回路出現短路狀態時，其故障狀態與開關觸點閉合時是一致的。當發生上述兩種情況時，信號通道回路將失去對工藝系統或設備的有效監測或控制。然而市場上控制系統廠家生產的開關量信號采集板卡一般不具備對開關量信號通道斷線和短路的診斷功能，在實際工藝應用中，如果需對開關量信號通道斷線故障監測，一般在開關量信號通道回路中并聯一個電阻元器件，控制系統通過檢測通道回路中電流的大小實現對斷線故障監測，但是該措施卻無法實現對開關量信號通道出現短路故障的診斷。

以某核電站為例，在該電站的擴建工程中，工藝設計方明確要求DCS控制系統的開關量信號通道需要具有斷線及短路故障診斷功能，但市場上控制系統的產品均不具備對開關量信號通道斷線和短路的診斷功能，根據以往的經驗，通過在開關量信號通道回路中并聯一個電阻元器件，僅可實現對斷線故障的診斷，卻無法對開關量信號通道出現短路故障的診斷。如果要求DCS控制系統廠家開發具有斷線和短路的故障診斷功能的控制板卡，不僅需要大量的人力和物力，開發的周期也存在不確定性風險，這會嚴重影響工程的進度。

因此，在不開發新開關量信號采集板的情況下，急需一種開關量信號通道斷線和短路的故障診斷裝置，可以快速、準確的實現對開關量信號通道斷線和短路的故障診斷，以滿足工藝設計要求的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關量信號通道檢測裝置及其方法，該裝置結構簡單，操作簡便，能夠準確、快速地檢測出開關量信號通道的四種狀態：觸點開關閉合、觸點開關斷開、信號通道斷線、信號通道短路。

實現本發明目的的技術方案：一種開關量信號通道檢測裝置，所述檢測裝置包括：開關量信號單元、信號采集單元、信號處理單元和顯示單元；開關量信號單元的輸出端與信號采集單元的輸入端連接，信號采集單元的輸出端與信號處理單元的輸入端連接，信號處理單元的輸出端與顯示單元的輸入端連接；

開關量信號單元根據信號通道狀態變化，形成不同的電壓信號，并將電壓信號發送至信號采集單元；

信號采集單元采集開關量信號單元回路的電壓信號，對電壓信號進行放大運算處理，產生放大電氣信號，并將放大電氣信號發送至信號處理單元；

信號處理單元接收信號采集單元發送的放大電氣信號，將放大電氣信號處理轉化成開關量信號觸點的不同狀態信號，并發送至顯示單元；

顯示單元接收信號處理單元發送的不同狀態信號并對其進行顯示。

進一步地，所述開關量信號單元包括開關量信號觸點開關、電阻A、電阻B和二極管，開關量信號觸點開關的一端與電阻B連接，開關量信號觸點開關的另一端與二極管的負極端連接，二極管的正極端與信號采集單元連接，開關量信號觸點開關并聯連接電阻A。