[发明专利]一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统自检保护控制技术领域，具体来说涉及一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路的方法及使用该方法的装置。

背景技术

在电力系统变电站自动化和工业控制自动化装置中，通常设置开关量输入(以下也简称开入)采集回路来获取某些重要数字信号量的状态，为后续保护控制操作提供必要依据。对于开关量输入回路的实现，通常是利用开入信号的电能驱动输入回路光耦的原边，在光耦副边通过上拉电阻将开入信号的状态变化转换为电压信号，再由CPU的相关接口进行电压信号的判别，从而辨别出外部数字量信号的逻辑状态。对开入信号状态的准确辨识是实现保护系统控制功能的一个重要前提，同时，对开入状态的错误判别也是发生设备异常动作的重要原因之一，要想保证能够正确判别开入信号状态，开关量输入回路本身正常与否是个首要前提，也就有必要对其不间断进行自检判断。

常规的开关量输入回路的自检方法，一般都是在输入回路中直接以电气连接形式并联一个自检输入电路，由CPU的IO口来控制提供一个自检脉冲信号，然后再经由开入回路的CPU数据采集端口对该自检信号进行识别。

采用上述开入采集回路自检方法的装置存在两个典型问题：

1.自检输入电路与开入采集回路没有有效的电气隔离，由开关量输入回路引入的干扰信号很容易导致自检电路损坏，进而导致无法正常实现自检功能。

2.由CPUIO口输出的自检信号是一种方波信号，容易与正常的开入信号混淆导致自检误判或者开入误动作。

发明内容

本发明的目的是：在不影响开关量输入信号正常的采集和判断的前提下，对开关量输入回路进行实时在线自检，并且还要保证自检电路的高隔离和高可靠性。

为实现上述发明目的，本发明提供如下解决方案：

一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，具体包括如下内容：

CPU的IO管脚控制产生一个尖峰自检脉冲信号，通过脉冲注入回路将该自检脉冲信号引入开关量输入回路，经过开关量输入回路的光耦再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断；

所述脉冲注入回路包括高速光耦、光MOS管、电阻、高压安规电容，所述CPU的IO管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光MOS管的输入端，光MOS管的源极连接电源的公共正极，光MOS管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路；

所述开关量输入回路中，在光耦的输入端和开关量信号输入端之间串联有两个电阻，脉冲注入回路的接入点位于这两个串联的电阻之间。这样能够有效减少脉冲注入回路和开关量信号输入回路之间的相互影响，有利于保护各自的电路使其不易被损坏。

本发明的有益效果：本发明可以实现在不影响正常的开关量信号采集的情况下，对开入回路进行在线实时自检；同时还能够保证自检回路与开入回路之间的高隔离性，使得二者之间不会产生相互干扰，尤其是还能保证当自检回路发生损坏时不影响开入回路的正常使用。

附图说明

图1为常规方式的开关量输入回路和自检电路；

图2(a)为本发明的脉冲发生电路；

图2(b)为本发明的开关量输入回路和自检采集电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明专利进一步详细说明。

一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，如图1所示，具体包括如下内容：

CPU的IO管脚控制产生一个尖峰自检脉冲信号，通过脉冲注入回路将该自检脉冲信号引入开关量输入回路，经过开关量输入回路的光耦再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断；

所述脉冲注入回路如图2(a)所示，包括高速光耦、光MOS管、电阻、高压安规电容，所述CPU的IO管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光MOS管的输入端，光MOS管的源极连接电源的公共正极，光MOS管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路，如图2(b)所示；

所述开关量输入回路中，在光耦的输入端和开关量信号输入端之间串联有两个电阻，脉冲注入回路的接入点位于这两个串联的电阻之间。这样能够有效减少脉冲注入回路和开关量信号输入回路之间的相互影响，有利于保护各自的电路使其不易被损坏。

通过高压安规电容实现自检脉冲信号的注入，对于正常的开关量采集回路，只相当于一个脉冲毛刺，很容易区分开；即使自检电路出现故障，也可以最大限度的减少CPU对正常开关量信号采集和判断的影响。