安全输入电路、电路故障检测系统以及电路故障检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种安全输入电路、电路故障检测系统以及电路故障检测方法，通过设置利用ADC进行输入采样的第一通道输入电路以及第二通道输入电路来实现后续根据采样端ADC1以及ADC2的电压值来进行电路障碍检测，可有效提升抗干扰能力，提升生产效率及生产安全。提升生产效率及生产安全。提升生产效率及生产安全。

【技术实现步骤摘要】
安全输入电路、电路故障检测系统以及电路故障检测方法


[0001]本专利技术涉及安全控制领域，特别是涉及一种安全输入电路、电路故障检测系统以及电路故障检测方法。

技术介绍

[0002]安全控制器包括安全继电器常用于安全控制回路，接受安全元件的信号，如紧急停止开关，安全光幕，双手开关，安全地毯，起到安全的作用。随着技术进步，集成度越来越高，使得工业现场，更多采用智能安全控制器来进行现场的安全控制。
[0003]智能安全控制器为了达到Cat.4,PLe安全等级，必须对输入回路进行短路检测，常见的检测方法是采用脉冲的方式进行，但这种方式存在隐患，在工业现场，尤其一些存在大功率器件的场所，存在较强的电磁辐射，导致现场存在严重的干扰，采用脉冲方式，由于现场干扰的存在，很容易使得在识别脉冲电平高低时出现错误，这就使得现场应用出现误报，甚至连启动输出都不能，严重影响客户生产效率及安全。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种安全输入电路、电路故障检测系统以及电路故障检测方法，解决了现有技术中对输入回路进行短路检测方式针对现场干扰存在的情况，很容易使得在识别脉冲电平高低时出现错误，使得现场应用出现误报，甚至都不能启动输出，导致严重影响客户生产效率及安全的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种安全输入电路，包括：第一通道输入电路，包括：第一输入驱动电路，包括：第一电阻R1，其一端连接供电电源，其另一端连接第一控制端S11；所述第一输入滤波电路，包括：第二电阻R2以及第一电容；其中，所述第二电阻R2的一端连接所述第一电容一端，其另一端连接第一采样端S12；第一输入跟随电路，包括：第一运算放大器，其同向输入端引脚连接所述第二电阻R2的另一端，其第一电源引脚连接供电电源，其第二电源引脚接地，且所述第一运算放大器的反向输入端引脚以及输出端引脚连接所述第一电容另一端；所述第一输入分压电路，包括：第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；其中，所述第三电阻R3以及第五电阻R5的一端连接所述第一运算放大器的输出端；所述第五电阻R5的另一端连接供电电源，所述第三电阻R3的另一端连接所述第四电阻R4；所述第四电阻R4的另一端接地；所述第一AD采样电路包括：第六电阻R6以及第二电容；所述第六电阻R6的一端连接所述第三电阻R3连接所述第四电阻R4的一端；所述第六电阻R6的另一端连接所述第二电容的一端且连接采样端ADC1，其第二电容的另一端接地；第二通道输入电路，包括：第二输入驱动电路，包括：第七电阻R7，其一端接地，其另一端连接第二控制端S21；所述第二输入滤波电路，包括：第八电阻R8以及第三电容；其中，所述第八电阻R8的一端连接所述第三电容一端，其另一端连接第二采样端S22；第二输入跟随电路，包括：第二运算放大器，其同向输入端引脚连接所述第八电阻R8的另一端，其第一电源引脚连接供电电源VCC，其第二电源引脚接地，且所述第一运算放大器的反向输入端引脚以
及输出端引脚连接所述第三电容另一端；所述第二输入分压电路，包括：第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11；其中，所述第九电阻R9以及第十一电阻R11的一端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第十一电阻R11的另一端连接供电电源，所述第九电阻R9的另一端连接所述第十电阻R10；所述第十电阻R10的另一端接地；所述第二AD采样电路包括：第十二电阻R12以及第四电容；所述第十二电阻R12的一端连接所述第九电阻R9连接所述第十电阻R10的一端；所述第十二电阻R12的另一端连接所述第四电容的一端且连接采样端ADC2，其第四电容的另一端接地。
[0006]于本专利技术的一实施例中，所述第一电阻R1的电阻值与第七电阻R7的电阻值相同，所述第二电阻R2与第八电阻R8的电阻值相同，所述第三电阻R3与第九电阻R9的电阻值相同，所述第四电阻R4与第十电阻R10的电阻值相同，所述第五电阻R5与第十一电阻R11的电阻值相同，所述第六电阻R6与第十二电阻R12的电阻值相同；所述第一电容与所述第三电容的电容值相同，所述第二电容与第四电容的电容值相同；所述第一运算放大器与第二运算放大器的类型及参数相同。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电路故障检测系统，包括：安全输入电路；故障检测模块，连接所述安全输入电路中的采样端ADC1以及采样端ADC2，用于采集所述采样端ADC1以及采样端ADC2的电压值Vadc1以及Vadc2，并获得电路故障状态判断结果。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述故障检测模块包括：电压检测子模块，用于采集所述采样端ADC1以及采样端ADC2的电压值Vadc1以及Vadc2；故障状态判断子模块，连接所述电压检测单元，用于基于设定的抗干扰电压窗口，根据电压值Vadc1以及Vadc2获得电路故障状态判断结果；其中，所述电路故障状态判断结果包括：正常工作状态判断结果或故障状态判断结果。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述故障状态判断子模块包括：判断单元，用于基于设定的抗干扰电压窗口，根据电压值Vadc1以及Vadc2分别获得获得第一故障状态判断结果和/或第二故障状态判断结果；其中，所述第一故障状态判断结果包括：第一正常工作状态判断结果或第一故障状态判断结果；所述第二故障状态判断结果包括：第二正常工作状态判断结果或第二故障状态判断结果；结果输出单元，用于输出包含第一故障状态判断结果和/或第二故障状态判断结果的电路故障状态判断结果。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述故障状态判断单元包括：第一通道判断子单元，用于基于第一通道电压窗口，根据所述电压值Vadc1判断获得第一故障状态判断结果；第二通道判断子单元，用于基于第二通道电压窗口，根据所述电压值Vadc2判断获得第二故障状态判断结果。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述基于第一通道电压窗口，根据所述电压值Vadc1判断获得第一故障状态判断结果包括：若所述所述电压值Vadc1处于所述第一通道电压窗口中的第一窗口内，则获得对应第一控制端S11以及第一采样端S12开路的第一正常工作状态判断结果；其中，所述第一窗口根据第一理论电压V11设定；并且其中，若所述所述电压值Vadc1处于所述第一通道电压窗口中的第二窗口内，则获得对应第一控制端S11以及第一采样端S12连接的第一正常工作状态判断结果；其中，所述第二窗口根据第二
理论电压V12相关；并且其中，若所述所述电压值Vadc1处于所述第一通道电压窗口中的第三窗口内，则获得对应第一采样端S12以及第二控制端S22连接的第一故障状态判断结果；其中，所述第三窗口根据第三理论电压V13相关；并且其中，Vadc13＝0；若所述所述电压值Vadc1处于所述第一通道电压窗口中的第四窗口内，则获得对应第一控制端S11、第一采样端S12、第二控制端S21以及第二控制端S22连接的第一故障状态判断结果；其中，所述第四窗口根据第四理论电压V14相关；并且其中，和/或，所述基于第二通道电压窗口，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全输入电路，其特征在于，所述电路包括：第一通道输入电路，包括：第一输入驱动电路，包括：第一电阻R1，其一端连接供电电源，其另一端连接第一控制端S11；所述第一输入滤波电路，包括：第二电阻R2以及第一电容；其中，所述第二电阻R2的一端连接所述第一电容一端，其另一端连接第一采样端S12；第一输入跟随电路，包括：第一运算放大器，其同向输入端引脚连接所述第二电阻R2的另一端，其第一电源引脚连接供电电源，其第二电源引脚接地，且所述第一运算放大器的反向输入端引脚以及输出端引脚连接所述第一电容另一端；所述第一输入分压电路，包括：第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；其中，所述第三电阻R3以及第五电阻R5的一端连接所述第一运算放大器的输出端；所述第五电阻R5的另一端连接供电电源，所述第三电阻R3的另一端连接所述第四电阻R4；所述第四电阻R4的另一端接地；所述第一AD采样电路包括：第六电阻R6以及第二电容；所述第六电阻R6的一端连接所述第三电阻R3连接所述第四电阻R4的一端；所述第六电阻R6的另一端连接所述第二电容的一端且连接采样端ADC1，其第二电容的另一端接地；第二通道输入电路，包括：第二输入驱动电路，包括：第七电阻R7，其一端接地，其另一端连接第二控制端S21；所述第二输入滤波电路，包括：第八电阻R8以及第三电容；其中，所述第八电阻R8的一端连接所述第三电容一端，其另一端连接第二采样端S22；第二输入跟随电路，包括：第二运算放大器，其同向输入端引脚连接所述第八电阻R8的另一端，其第一电源引脚连接供电电源VCC，其第二电源引脚接地，且所述第一运算放大器的反向输入端引脚以及输出端引脚连接所述第三电容另一端；所述第二输入分压电路，包括：第九电阻R9、第十电阻R10以及第十一电阻R11；其中，所述第九电阻R9以及第十一电阻R11的一端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第十一电阻R11的另一端连接供电电源，所述第九电阻R9的另一端连接所述第十电阻R10；所述第十电阻R10的另一端接地；所述第二AD采样电路包括：第十二电阻R12以及第四电容；所述第十二电阻R12的一端连接所述第九电阻R9连接所述第十电阻R10的一端；所述第十二电阻R12的另一端连接所述第四电容的一端且连接采样端ADC2，其第四电容的另一端接地。2.根据权利要求1中所述的安全输入电路，其特征在于，所述第一电阻R1的电阻值与第七电阻R7的电阻值相同，所述第二电阻R2与第八电阻R8的电阻值相同，所述第三电阻R3与第九电阻R9的电阻值相同，所述第四电阻R4与第十电阻R10的电阻值相同，所述第五电阻R5与第十一电阻R11的电阻值相同，所述第六电阻R6与第十二电阻R12的电阻值相同；所述第一电容与所述第三电容的电容值相同，所述第二电容与第四电容的电容值相同；所述第一运算放大器与第二运算放大器的类型及参数相同。3.一种电路故障检测系统，其特征在于，包括：如权利要求1或2所述的安全输入电路；故障检测模块，连接所述安全输入电路中的采样端ADC1以及采样端ADC2，用于采集所述采样端ADC1以及采样端ADC2的电压值Vadc1以及Vadc2，并获得电路故障状态判断结果。4.根据权利要求3中所述的电路故障检测系统，其特征在于，所述故障检测模块包括：电压检测子模块，用于采集所述采样端ADC1以及采样端ADC2的电压值Vadc1以及Vadc2；故障状态判断子模块，连接所述电压检测单元，用于基于设定的抗干扰电压窗口，根据
电压值Vadc1以及Vadc2获得电路故障状态判断结果；其中，所述电路故障状态判断结果包括：正常工作状态判断结果或故障状态判断结果。5.根据权利要求4中所述的电路故障检测系统，其特征在于，所述故障状态判断子模块包括：判断单元，用于基于设定的抗干扰电压窗口，根据电压值Vadc1以及Vadc2分别获得获得第一故障状态判断结果和/或第二故障状态判断结果；其中，所述第一故障状态判断结果包括：第一正常工作状态判断结果或第一故障状态判断结果；所述第二故障状态判断结果包括：第二正常工作状态判断结果或第二故障状态判断结果；结果输出单元，用于输出包含第一故障状态判断结果和/或第二故障状态判断结果的电路故障状态判断结果。6.根据权利要求5中所述的电路故障检测系统，其特征在于，所述故障状态判断单元包括：第一通道判断子单元，用于基于第一通道电压窗口，根据所述电压值Vadc1判断获得第一故障状态判断结果；第二通道判断子单元，用于基于第二通道电压窗口，根据所述电压值Vadc2判断获得第二故障状态判断结果。7.根据权利要求6中所述的电路故障检测系统，其特征在于，所述基于第一通道电压窗口，根据所述电压值Vadc1判断获得第一故障状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小全，王竹平，周海亭，申晓瑞，王威扬，
申请(专利权)人：上海辰竹安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：