一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路制造技术

本发明专利技术提供一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其使用动态回读信号来实现更全面的通道自诊断。该电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；所述的光耦信号采集电路应用于双FPGA架构系统，其中的一路通道连接处理FPGA，另一路通道连接诊断FPGA；本发明专利技术的故障诊断是根据能否收到读回来的方波进行判断的，只有FPGA先从光耦输出端读到通道是在得电或者失电状态下，再进行动态诊断测试，并能读回去相应的高低电平脉冲，那么才认为诊断通过。本发明专利技术的电路不仅能判断数字量信号采集的电路是否采集有故障，而且能实时将状态信息上送。

【技术实现步骤摘要】
一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路
本专利技术属于工业控制领域，具体涉及一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路。
技术介绍
在工业控制领域，核电DCS系统是其一个重要的分支。核电DCS系统针对现场到DCS系统的数字信号，如温度、压力限位开关、电机运行状态、备妥信号、故障信号、就地/远程切换信号等重要信号输入会专门设计相应的模块进行采集，然后将采集来的信号上送给控制站进行处理。由于核电站的特性，现场信号对于DCS系统需进行隔离，保证在某一部分特殊损坏的情况下，不影响整个主控制站安全运行。目前国内外针对DCS系统数字量输入使用最多且较为稳定的方案是通过光耦或者光继等隔离器件来实现的。其原理有两种，本文讲述的采用的是其中一种，通过三个电阻串联，其中一个电阻与光耦的前级二极管并联，另两个作分压使用，当外施加了查询电压后，与光耦二极管的前级输入端并联的电阻分压会瞬间增大，增大到足以将光耦的二极管导通时，光耦后级的三极管输出电路也会导通，从而采集到相应的高电平或低电平(跟后级上下拉相关)；若不足以导通，则采集一个相应相反的状态。这种方法的较另一种方法的优势是可设置相应的打开关断阈值，缺点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的数字量采集电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；所述的光耦信号采集电路包含两路通道，其中一路为处理FPGA通道与处理FPGA连接，该通道包括第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)以及光耦(OA1)中的第四二极管(D4)和第一三极管(Q1)；另一路为诊断FPGA通道与诊断FPGA连接，该通道包括第三电阻(R3)、第八电阻(R8)和第五电阻(R5)以及光耦(OA1)中的第五二极管(D5)和第二三极管(Q2)；所述的光继电器动态诊断电路包括第一光继电器(KA1)和第二光继电器(KA2)，其...

【技术特征摘要】
1.一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的数字量采集电路应用于核电安全级DCS系统，包括光耦信号采集电路和光继电器动态诊断电路；所述的光耦信号采集电路包含两路通道，其中一路为处理FPGA通道与处理FPGA连接，该通道包括第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)以及光耦(OA1)中的第四二极管(D4)和第一三极管(Q1)；另一路为诊断FPGA通道与诊断FPGA连接，该通道包括第三电阻(R3)、第八电阻(R8)和第五电阻(R5)以及光耦(OA1)中的第五二极管(D5)和第二三极管(Q2)；所述的光继电器动态诊断电路包括第一光继电器(KA1)和第二光继电器(KA2)，其中第一光继电器(KA1)内第二二极管(D2)的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；第二光继电器(KA2)内第三二极管(D3)的正极连接管脚1，负极连接管脚2，两个金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连在一起，漏极分别与管脚3和管脚4连接；其中，上述的第二电阻(R2)和第三电阻(R3)并联后的一端与现场数字量信号(DI_01)输入的正极连接，另一端与第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的一端连接，第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的另一端与第四电阻(R4)和第五电阻(R5)并联后的一端连接，第四电阻(R4)和第五电阻(R5)并联后的另一端与现场数字量信号(DI_01)输入的负极连接并接地，在现场数字量信号(DI_01)输入的正负极之间并联一个TVS管用来防止过压；所述的现场数字量信号(DI_01)输入的正极同时与第一二极管(D1)的负极相连，第一二极管(D1)的正极接在第一光继电器(KA1)的3管脚，第一光继电器(KA1)的4管脚接24V查询电压，第一光继电器(KA1)的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第一电阻(R1)接3.3V上拉电源；所述的第二光继电器(KA2)与第七电阻(R7)并联，第二光继电器(KA2)的2管脚连接诊断FPGA，1管脚通过第六电阻(R6)接3.3V上拉电源；所述的光耦(OA1)内部含有第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)；第四二极管(D4)和第五二极管(D5)的正极接在第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的一端，负极接在第七电阻(R7)和第八电阻(R8)并联后的另一端；第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)的发射极均接地，第一三极管(Q1)的集电极连接处理FPGA，第二三极管(Q2)的集电极连接诊断FPGA；当现场数字量信号(DI_01)输入时，一路信号供给处理FPGA通道进行处理，同时另一路信号供给诊断FPGA通道进行诊断，以保证当处理FPGA通道不能正常工作时，及时将本模块的状况上报；在诊断过程中，处理FPGA通道与诊断FPGA通道的动态诊断方式相同。2.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：所述的第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的集电极分别通过第九电阻(R9)和第十电阻(R10)与3.3V识别电压连接。3.如权利要求1所述的一种具有动态诊断故障能力的数字量采集电路，其特征在于：当无动态诊断时，即第一光继电器(KA1)和第二光继电器(KA2)的2管脚输入都为高，二者的二极管均不导通，若现场数字量信号(DI_01)输入为0V，则加在第二电阻(R2)、第七电阻(R7)和第四电阻(R4)之间的电压为0V，此时第四二极管(D4)分压分到0V，小于其导通电压1.08V，则第四二极管(D4)不导通，则光耦(OA1)的第一三极管(Q1)也打不开，此时回读到...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷强，王冬，
申请(专利权)人：中核控制系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11