[发明专利]一种开关量信号通道检测装置及其方法

说明书

本发明属于一种工业自动控制领域，具体涉及一种开关量信号通道检测装置及其方法，该检测装置包括：开关量信号单元、信号采集单元、信号处理单元和显示单元；开关量信号单元的输出端与信号采集单元的输入端连接，信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出端与显示单元的输入端连接。本发明装置结构简单，操作简便，能够准确、快速地检测出开关量信号通道的四种状态：触点开关闭合、触点开关断开、信号通道断线、信号通道短路。

技术领域

本发明属于工业自动控制领域，具体涉及一种开关量信号通道检测装置及其方法。

背景技术

在工业应用中，开关量信号被广泛应用于对工艺系统或设备的监测或控制，常见的开关量信号有开关量传感器的触点开关状态，阀门的开、关状态，泵、风机的启动、停止状态等。当工艺参数超过设定限值，开关量传感器将会改变其触点的开关状态，或工艺设备的状态发生变化时，外部的控制系统(比如DCS系统、PLC系统、小型单片机系统等)将会采集到开关量信号的状态变化，并在计算机画面上显示出其状态变化，工作人员通过画面获取工艺系统或设备的状态变化。采用开关量信号控制，虽然其接口简单，性能可靠，抗干扰能力强，但当开关量信号通道出现断线状态时，其故障状态与开关触点打开时是一致的；当通道回路出现短路状态时，其故障状态与开关触点闭合时是一致的。当发生上述两种情况时，信号通道回路将失去对工艺系统或设备的有效监测或控制。然而市场上控制系统厂家生产的开关量信号采集板卡一般不具备对开关量信号通道断线和短路的诊断功能，在实际工艺应用中，如果需对开关量信号通道断线故障监测，一般在开关量信号通道回路中并联一个电阻元器件，控制系统通过检测通道回路中电流的大小实现对断线故障监测，但是该措施却无法实现对开关量信号通道出现短路故障的诊断。

以某核电站为例，在该电站的扩建工程中，工艺设计方明确要求DCS控制系统的开关量信号通道需要具有断线及短路故障诊断功能，但市场上控制系统的产品均不具备对开关量信号通道断线和短路的诊断功能，根据以往的经验，通过在开关量信号通道回路中并联一个电阻元器件，仅可实现对断线故障的诊断，却无法对开关量信号通道出现短路故障的诊断。如果要求DCS控制系统厂家开发具有断线和短路的故障诊断功能的控制板卡，不仅需要大量的人力和物力，开发的周期也存在不确定性风险，这会严重影响工程的进度。

因此，在不开发新开关量信号采集板的情况下，急需一种开关量信号通道断线和短路的故障诊断装置，可以快速、准确的实现对开关量信号通道断线和短路的故障诊断，以满足工艺设计要求的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关量信号通道检测装置及其方法，该装置结构简单，操作简便，能够准确、快速地检测出开关量信号通道的四种状态：触点开关闭合、触点开关断开、信号通道断线、信号通道短路。

实现本发明目的的技术方案：一种开关量信号通道检测装置，所述检测装置包括：开关量信号单元、信号采集单元、信号处理单元和显示单元；开关量信号单元的输出端与信号采集单元的输入端连接，信号采集单元的输出端与信号处理单元的输入端连接，信号处理单元的输出端与显示单元的输入端连接；

开关量信号单元根据信号通道状态变化，形成不同的电压信号，并将电压信号发送至信号采集单元；

信号采集单元采集开关量信号单元回路的电压信号，对电压信号进行放大运算处理，产生放大电气信号，并将放大电气信号发送至信号处理单元；

信号处理单元接收信号采集单元发送的放大电气信号，将放大电气信号处理转化成开关量信号触点的不同状态信号，并发送至显示单元；

显示单元接收信号处理单元发送的不同状态信号并对其进行显示。

进一步地，所述开关量信号单元包括开关量信号触点开关、电阻A、电阻B和二极管，开关量信号触点开关的一端与电阻B连接，开关量信号触点开关的另一端与二极管的负极端连接，二极管的正极端与信号采集单元连接，开关量信号触点开关并联连接电阻A。