【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关量信号检测，具体地涉及一种开关量输出信号通道自诊电路及一种开关量输出信号通道自诊方法。
技术介绍
1、安全仪表系统(sis)的正确运行需要一系列的设备来正常运作，它必须有能够检测到异常操作条件的传感器，如高流量、低液位或错误的阀门定位。需要一个逻辑运算单元来接收传感器的输入信号，根据信号的性质做出适当的决定，并根据用户定义的逻辑改变其输出，其中，逻辑运算单元可以使用电气、电子或可编程电子设备，如继电器、跳闸放大器或可编程逻辑控制器。最后通过逻辑求解器输出的变化导致最终元件对过程采取行动，使其达到安全状态。
2、在信号传输过程中，输入输出(io)卡件被广泛应用，为了石油化工领域生产的安全性和可靠性，io通道的故障诊断能力尤为重要。如果单个io通道的故障不进行识别和处理，可能对机组的安全及可用性造成较大影响。随着控制系统规模的逐步增加，不带集成芯片的简单输出电路已经无法满足日益增长的控制需求，除了要实现最主要的开关量输出功能外，还需要与控制模块产生互联，以满足各种复杂的控制逻辑对开关量输出的要求；既要支持外部回路开短路的诊断，从而尽快引导故障的排除与处理，又要支持部件内部的故障诊断，保证部件时刻具备正确输出要求状态的能力，并且一旦丧失正确输出能力，应避免输出失控，而现有技术无法实现对开关量输出通道的全覆盖自诊断。
技术实现思路
1、本专利技术实施方式的目的是提供种开关量输出信号通道自诊电路及一种开关量输出信号通道自诊方法，以解决现有技术无法对开关量输出通道
2、为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，提供一种开关量输出信号通道自诊电路，包括：
3、控制器、开关量输出模块及采样模块；
4、所述控制器的输出端与所述开关量输出模块的输入端连接，所述采样模块的输入端与所述开关量输出模块的输出端连接，所述采样模块的输出端与所述控制器的输入端连接，所述开关量输出模块的输出端与受控设备连接；
5、所述开关量输出模块用于根据所述控制器发送的开关量信号，生成与当前开关量信号对应的第一控制信号以控制所述受控设备，以及根据所述控制器发送的自检信号，生成与所述自检信号对应的第二控制信号，所述采样模块用于将所述第一控制信号及所述第二控制信号反馈至所述控制器。
6、可选地，所述开关量输出模块包括：
7、第一开关元件及光耦隔离单元；
8、所述第一开关元件的控制端与所述控制器的输出端连接，所述光耦隔离单元的输入端通过所述第一开关元件构成隔离控制回路，所述光耦隔离单元的输出端与所述受控设备连接；
9、所述第一开关元件根据所述控制器输出的开关量信号控制所述隔离控制回路的通断，以控制所述光耦隔离单元的输出端生成与当前开关量信号对应的第一控制信号。
10、可选地，所述第一开关元件为三极管，所述开关量输出模块还包括：
11、第一电阻、第二电阻及第一二极管；
12、所述控制器的输出端通过所述第一电阻与所述第一开关元件的基极连接，所述第一开关元件的发射极接地，所述第一开关元件的集电极通过所述第二电阻与所述光耦隔离单元的第二输入端连接，所述光耦隔离单元的第一输入端与电源连接；
13、所述光耦隔离单元的第一输出端与所述第一二极管的负极端连接，所述第一二极管的正极端与所述受控设备连接，所述光耦隔离单元的第二输出端与所述受控设备连接，所述光耦隔离单元的第一输出端、第二输出端及受控设备构成所述受控设备的控制回路；
14、所述光耦隔离单元的第一输入端及第二输入端通过所述第一开关元件构成第一隔离控制回路，所述第一开关元件根据所述控制器输出的开关量信号控制所述第一隔离控制回路的通断，以通过控制所述光耦隔离单元的第一输出端及第二输出端之间的通断在所述受控设备的控制回路上生成与当前开关量信号对应的第一控制信号。
15、可选地，所述采样模块包括：
16、电压采样单元及第三电阻；
17、所述电压采样单元的输入端通过所述第三电阻与所述光耦隔离单元的输出端连接，用于采集所述第一控制信号的电压信号，所述电压采样单元的输出端与所述控制器的输入端连接，用于将所述第一控制信号的电压信号反馈至所述控制器。
18、可选地，所述自检信号为窄脉冲信号，所述控制器还用于：
19、根据当前开关量信号生成对应的窄脉冲信号。
20、可选地，根据当前开关量信号生成对应的窄脉冲信号，包括：
21、若当前开关量信号为高电平信号，生成先低电平再高电平的窄脉冲信号；
22、若当前开关量信号为低电平信号，生成先高电平再低电平的窄脉冲信号。
23、在本专利技术的第二方面，提供一种开关量输出信号通道自诊方法，应用上述的开关量输出信号通道自诊电路，所述方法包括：
24、通过控制器发送开关量信号至开关量输出模块，所述开关量输出模块生成与当前开关量信号对应的第一控制信号以控制受控设备，通过采样模块将所述第一控制信号反馈至所述控制器；
25、所述控制器将当前开关量信号与所述第一控制信号进行匹配，若当前开关量信号与所述第一控制信号不匹配，生成第一故障报警信号；
26、自检时，所述控制器根据当前开关量信号生成对应的自检信号，并将所述自检信号发送至所述开关量输出模块，所述开关量输出模块生成与所述自检信号对应的第二控制信号，通过所述采样模块将所述第二控制信号反馈至所述控制器；
27、所述控制器将所述自检信号与所述第二控制信号进行匹配，若所述自检信号与所述第二控制信号不匹配，生成第二故障报警信号。
28、可选地，当前开关量信号与所述第一控制信号不匹配，包括：
29、当前开关量信号与所述第一控制信号不一致；
30、所述自检信号与所述第二控制信号不匹配，包括：
31、所述自检信号与所述第二控制信号不一致。
32、可选地，所述自检信号为窄脉冲信号；所述控制器根据当前开关量信号生成对应的自检信号，包括：
33、若当前开关量信号为高电平信号，生成先低电平再高电平的窄脉冲信号；
34、若当前开关量信号为低电平信号，生成先高电平再低电平的窄脉冲信号。
35、可选地，所述方法还包括：
36、所述控制器通过所述采样模块持续获取预设时间段内的第一控制信号或第二控制信号，生成表征所述第一控制信号的电压变化趋势的第一曲线或生成表征所述第二控制信号的电压变化趋势的第二曲线；
37、将所述第一曲线或所述第二曲线与预设电压变化曲线进行比较，根据比较结果确定所述第一曲线或所述第二曲线是否异常。
38、可选地，将所述第一曲线或所述第二曲线与预设电压变化曲线进行比较，根据比较结果确定所述第一曲线或所述第二曲线是否异常，包括：
39、若所述第一曲线或所述第二曲线与所述预设电压变化曲线的偏差大于曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述开关量输出模块包括：
3.根据权利要求2所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述第一开关元件为三极管，所述开关量输出模块还包括：
4.根据权利要求2所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述采样模块包括：
5.根据权利要求3所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述自检信号为窄脉冲信号，所述控制器还用于：
6.根据权利要求5所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，根据当前开关量信号生成对应的窄脉冲信号，包括：
7.一种开关量输出信号通道自诊方法，应用权利要求1-6中任一项权利要求所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的开关量输出信号通道自诊方法，其特征在于，当前开关量信号与所述第一控制信号不匹配，包括：
9.根据权利要求7所述的开关量输出信号通道自诊方法，其特征在于，所述自检信号为窄脉冲
10.根据权利要求7所述的开关量输出信号通道自诊方法，其特征在于，所述方法还包括：
11.根据权利要求10所述的开关量输出信号通道自诊方法，其特征在于，将所述第一曲线或所述第二曲线与预设电压变化曲线进行比较，根据比较结果确定所述第一曲线或所述第二曲线是否异常，包括：
12.根据权利要求11所述的开关量输出信号通道自诊方法，其特征在于，所述第一曲线或所述第二曲线与所述预设电压变化曲线的偏差大于曲线偏差阈值，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述开关量输出模块包括：
3.根据权利要求2所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述第一开关元件为三极管，所述开关量输出模块还包括：
4.根据权利要求2所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述采样模块包括：
5.根据权利要求3所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，所述自检信号为窄脉冲信号，所述控制器还用于：
6.根据权利要求5所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在于，根据当前开关量信号生成对应的窄脉冲信号，包括：
7.一种开关量输出信号通道自诊方法，应用权利要求1-6中任一项权利要求所述的开关量输出信号通道自诊电路，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，曹德舜，郭怡安，孙冰，徐伟，姜杰，张向倩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。