一种开关量信号的输出电路及方法技术

本申请提供了一种开关量信号的输出电路及方法，所述电路的控制开关的第一端连接开关量信号的输入端，控制开关的第二端连接诊断开关的第一端；诊断开关的第二端为开关量信号的输出端；电压跟随器的第一端连接诊断开关的第二端，电压跟随器的第二端连接模数转换器的输入端；模数转换器的输出端连接处理器；处理器在预设时间内向控制器发出状态信号并在所述预设时间内根据模数转换器的输出信号与预设输出信号判断控制开关和诊断开关是否发生故障；控制器根据状态信号控制控制开关和诊断开关的工作状态。利用本电路能及时诊断开关量信号是否发生输出故障，避免由于开关量信号的输出错误而导致误动作，提高自动控制系统的安全性与可靠性。

An Output Circuit and Method of Switching Signal

The application provides an output circuit and method of a switching signal. The first end of the control switch of the circuit connects the input end of the switching signal, and the second end of the control switch connects the first end of the diagnostic switch; the second end of the diagnostic switch is the output end of the switching signal; the first end of the voltage follower connects the second end of the diagnostic switch, and the second end of the voltage follower connects. The input end of analog-to-digital converter; the output end of analog-to-digital converter connects with the processor; the processor sends the state signal to the controller in the preset time and judges whether the control switch and diagnostic switch fail or not according to the output signal and preset output signal of the analog-to-digital converter; the controller controls the working state of the switch and diagnostic switch according to the state signal. The circuit can diagnose the output fault of the switching signal in time, avoid the misoperation caused by the output error of the switching signal, and improve the safety and reliability of the automatic control system.

【技术实现步骤摘要】
一种开关量信号的输出电路及方法
本申请涉及工业控制
，尤其涉及一种开关量信号的输出电路及方法。
技术介绍
随着工业自动化的推进，自动控制的理念已经渗透到工业的各个领域，如液位、温度的自动调节等等，工业控制现场对自动控制的需求越来越大，对自动控制的精度及准确度的要求越来越高，同时自动控制所带来的问题也受到了越来越多的关注。开关量信号的变化不是连续的，而是跳跃变化的，相对于模拟信号它具有抗干扰能力强的特点，因此开关量信号常被用作自动化控制系统的控制信号。对于由开关量信号控制的具有连续工作能力的自动化控制系统，例如连续工作的自动开关系统或连续工作的自动温度控制系统等，开关量信号的输出往往会受到设备老化、外部环境干扰等各种不确定因素的影响而出现输出错误，在所述自动化控制系统的上一次控制作业完成后，若控制下一次控制作业的开关量信号输出错误，这可能会导致所述自动化控制系统的下一次控制作业出现误动作。因此，如何及时准确诊断出开关量信号发生是否发生输出错误，是减少自动化控制系统出现误动作的关键所在。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种开关量信号的输出电路及方法，能够及时诊断出开关量信号的输出故障，避免由于开关量信号的输出错误而导致误动作，提高了自动控制系统的安全性与可靠性。本申请提供了一种开关量信号的输出电路，所述电路应用于连续工作的自动控制系统，所述开关量信号用于控制所述自动控制系统的控制作业，所述电路包括：处理器、控制器、控制开关、诊断开关、电压跟随器和模数转换器；所述控制开关的第一端连接开关量信号的输入端，所述控制开关的第二端连接所述诊断开关的第一端；所述诊断开关的第二端为开关量信号的输出端；所述电压跟随器的第一端连接所述诊断开关的第二端，所述电压跟随器的第二端连接所述模数转换器的输入端；所述模数转换器的输出端连接所述处理器；所述处理器，用于在预设时间内向所述控制器发出状态信号并在所述预设时间内根据所述模数转换器的输出信号与预设输出信号判断所述控制开关和所述诊断开关是否发生故障；所述预设时间小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔；所述控制器，用于根据所述状态信号控制所述控制开关和所述诊断开关的工作状态。可选的，若所述处理器判断所述控制开关发生故障，所述处理器还用在故障处理时间内于向所述控制器发送故障状态信号；所述控制器，还用于在所述故障处理时间内，根据所述故障状态信号控制所述诊断开关断开；所述故障处理时间与预设时间之和小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔。可选的，其特征在于，所述控制开关为第一NMOS管；所述诊断开关为第二NMOS管；所述第一NMOS管的栅极和所述第二NMOS管的栅极与所述控制器连接；所述第一NMOS管的漏极为所述控制开关的第一端，所述第一NMOS管的源极为所述诊断开关的第二端，所述第二NMOS管的漏极为所述诊断开关的第一端，所述第二NMOS管的源极为所述诊断开关的第二端。可选的，所述控制开关为第一PMOS管；所述诊断开关为第二PMOS管；所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极与所述控制器连接；所述第一PMOS管的漏极为所述控制开关的第一端，所述第一PMOS管的源极为所述诊断开关的第二端，所述第二PMOS管的源极为所述诊断开关的第一端，所述第二PMOS管的漏极为所述诊断开关的第二端。可选的，所述电路还包括：分压电路；所述分压电路，用于控制所述模数转换器的输入端的电压满足所述模数转换器输入端的输入电压范围；所述分压电路的第一端连接所述电压跟随器的第二端，所述分压电路的第二端连接所述模数转换器的输入端。可选的，所述分压电路包括：第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端为所述分压电路的第一端，所述第一电阻的第二端为所述分压电路的第二端；所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端接地。可选的，所述电路还包括：二极管；所述二极管的正极连接所述开关量信的输出端，所述二极管的负极连接外部负载。可选的，所述电压跟随器为运算放大器；所述运算放大器的同相输入端为所述电压跟随器的第一端，所述运算放大器的输出端为所述电压跟随器的第二端，所述运算放大器的输出端与运算放大器的反相输入端连接。本申请还提供了一种开关量信号的输出方法，所述方法应用于所述开关量信号的输出电路，所述方法包括：在第一判断时间内，使所述处理器向所述控制器发出第一状态信号以控制所述控制开关和所述诊断开关闭合，判断所述模数转换器的输出信号与预设输出信号是否一致，若否，判断所述控制开关和/或所述诊断开关发生故障；在第二判断时间内，使所述处理器向所述控制器发出第二状态信号以控制所述控制开关断开、所述诊断开关闭合，判断所述模数转换器的输出信号与预设输出信号是否一致，若否，判断所述控制开关发生故障；在第三判断时间内，使所述处理器向所述控制器发出第三状态信号以控制所述控制开关闭合、所述诊断开关断开，判断所述模数转换器的输出信号与预设输出信号是否一致，若否，判断所述诊断开关发生故障；所述第一判断时间、所述第二判断时间和所述第三判断时间之和为所述预设时间。可选的，在所述处理器判断所述控制开关发生故障后，所述方法还包括：在故障处理时间内，所述处理器向所述控制器发出第四控制信号以控制所述诊断开关断开；所述预设时间与所述故障处理时间之和小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔。与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请提供的开关量信号的输出电路，包括处理器、控制器、控制开关、诊断开关、电压跟随器和模数转换器；所述控制开关的第一端连接开关量信号的输入端，所述控制开关的第二端连接所述诊断开关的第一端，将两个开关串联起来以使在所述控制开关出现故障时，通过断开诊断开关能够关断开关量信号的输出；所述电压跟随器的第一端连接所述诊断开关的第二端，所述电压跟随器的第二端连接所述模数转换器的输入端；所述模数转换器的输出端连接所述处理器；所述处理器，用于在预设时间内向所述控制器发出状态信号并在所述预设时间内根据所述模数转换器的输出信号与预设输出信号判断所述控制开关和所述诊断开关是否发生故障；所述预设时间小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔，使本电路可以在所述自动控制系统的上一次控制作完成后及时对电路进行检测，在下一次控制作业进行前能够判断出开关量信号输出电路中是否出现了故障，提高了自动控制系统的可靠性；所述控制器，用于根据所述状态信号控制所述控制开关和所述诊断开关的工作状态。利用本申请提供的开关量信号的输出电路及方法，能够及时诊断出开关量信号的输出故障，避免由于开关量信号的输出错误而导致误动作，提高了自动控制系统的安全性与可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例一提供的一种开关量信号的输出电路的示意图；图2为本申请实施例二提供的另一种开关量信号的输出电路的示意图；图3为本申请实施例三提供的一种开关量信号的输出方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关量信号的输出电路，其特征在于，所述电路应用于连续工作的自动控制系统，所述开关量信号用于控制所述自动控制系统的控制作业，所述电路包括：处理器、控制器、控制开关、诊断开关、电压跟随器和模数转换器；所述控制开关的第一端连接开关量信号的输入端，所述控制开关的第二端连接所述诊断开关的第一端；所述诊断开关的第二端为开关量信号的输出端；所述电压跟随器的第一端连接所述诊断开关的第二端，所述电压跟随器的第二端连接所述模数转换器的输入端；所述模数转换器的输出端连接所述处理器；所述处理器，用于在预设时间内向所述控制器发出状态信号并在所述预设时间内根据所述模数转换器的输出信号与预设输出信号判断所述控制开关和所述诊断开关是否发生故障；所述预设时间小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔；所述控制器，用于根据所述状态信号控制所述控制开关和所述诊断开关的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种开关量信号的输出电路，其特征在于，所述电路应用于连续工作的自动控制系统，所述开关量信号用于控制所述自动控制系统的控制作业，所述电路包括：处理器、控制器、控制开关、诊断开关、电压跟随器和模数转换器；所述控制开关的第一端连接开关量信号的输入端，所述控制开关的第二端连接所述诊断开关的第一端；所述诊断开关的第二端为开关量信号的输出端；所述电压跟随器的第一端连接所述诊断开关的第二端，所述电压跟随器的第二端连接所述模数转换器的输入端；所述模数转换器的输出端连接所述处理器；所述处理器，用于在预设时间内向所述控制器发出状态信号并在所述预设时间内根据所述模数转换器的输出信号与预设输出信号判断所述控制开关和所述诊断开关是否发生故障；所述预设时间小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔；所述控制器，用于根据所述状态信号控制所述控制开关和所述诊断开关的工作状态。2.根据权利要求1所述的开关量信号的输出电路，其特征在于，若所述处理器判断所述控制开关发生故障，所述处理器还用在故障处理时间内于向所述控制器发送故障状态信号；所述控制器，还用于在所述故障处理时间内，根据所述故障状态信号控制所述诊断开关断开；所述故障处理时间与预设时间之和小于所述自动控制系统两次相邻的控制作业的时间间隔。3.根据权利要求1所述的开关量信号的输出电路，其特征在于，所述控制开关为第一NMOS管；所述诊断开关为第二NMOS管；所述第一NMOS管的栅极和所述第二NMOS管的栅极与所述控制器连接；所述第一NMOS管的漏极为所述控制开关的第一端，所述第一NMOS管的源极为所述诊断开关的第二端，所述第二NMOS管的漏极为所述诊断开关的第一端，所述第二NMOS管的源极为所述诊断开关的第二端。4.根据权利要求1所述的开关量信号的输出电路，其特征在于，所述控制开关为第一PMOS管；所述诊断开关为第二PMOS管；所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极与所述控制器连接；所述第一PMOS管的漏极为所述控制开关的第一端，所述第一PMOS管的源极为所述诊断开关的第二端，所述第二PMOS管的源极为所述诊断开关的第一端，所述第二PMOS管的漏极为所述诊断开关的第二端。5.根据权利要求3所述的开关量信号的输出电路，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：来晓，徐士斌，江竹轩，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33