[发明专利]一种可编程逻辑控制器数字量输出装置及自检方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种可编程逻辑控制器数字量输出装置及自检方法。

背景技术

可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)控制的数字量(开关量)在一个中规模的系统中用量超过一千点，其中输出点占一半左右，因此数字量输出的可靠性关系到整个自动化应用系统的可靠性，而这些数字量输出中的一些输出点控制着系统的要害设备部位，系统对这些重要部位的输出点的可靠性要求甚为苛刻。

现有技术中，数字量输出点一般都是由功率开关控制的，这些输出点的可靠性基本由功率开关的耐用性决定，当功率开关由于老化等原因发生故障而失效的时候，往往不容易觉察到。现有技术中一种改进的方案是给这些输出点增加反馈回路，以便在探测到输出异常后及时报警，便于系统的维修。

然而以上的做法是在输出点已经故障的情况下才做出的反应，这个时候往往已经给工业生产造成了无可挽回的损失。

发明内容

为了解决现有技术中数字量输出点的故障监控滞后的技术问题，本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置，包括：I/O模块处理单元和至少一个驱动开关管，每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述I/O模块处理单元相连，所述驱动开关管在所述I/O模块处理单元的控制下驱动数字量输出，所述装置还包括：多路复用器、差分运放单元和模数转换器，其中：

所述I/O模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数转换器相连，所述多路复用器根据所述I/O模块处理单元发出的选出信号采集所述驱动开关管处于导通状态时的数字量输出；

所述差分运放单元连接在所述多路复用器及所述模数转换器之间，其中所述多路复用器的输出作为所述差分运放单元的一个输入，所述差分运放单元的另一个输入是与所述驱动开关管电源相同的电压输入；

所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管导通压降的模拟信号转换为数字信号后发送到所述I/O模块处理单元，将所述数字信号与I/O模块处理单元内预存的驱动开关管的导通压降参数值进行比较，以判断驱动开关管是否老化。

其中，所述I/O模块处理单元内预存的驱动开关管的导通压降参数值包括：各个驱动开关管在额定工作状态下的标准导通压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。

其中，所述I/O模块处理单元通过通信端口与可编程逻辑控制器PLC的主处理器连接。

其中，所述I/O模块处理单元中还存储有各个驱动开关管的工作状态信息，所述工作状态信息供与所述I/O模块处理单元相连的PLC主处理器读取，所述工作状态信息包括老化状态和正常状态，当所述I/O模块处理单元根据所述模数转换器发送来的数字信号判断出某驱动开关管处于老化状态时，将该驱动开关管的工作状态信息设置为老化状态。

相应的，本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置，包括：I/O模块处理单元和至少一个驱动开关管，每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述I/O模块处理单元相连，所述驱动开关管在所述I/O模块处理单元的控制下驱动数字量输出，所述装置还包括：多路复用器、差分运放单元和模数转换器，其中：

所述I/O模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数转换器相连，所述多路复用器根据所述I/O模块处理单元发出的选出信号采集所述驱动开关管处于截止状态时的数字量输出；

所述差分运放单元连接在所述多路复用器及所述模数转换器之间，其中所述多路复用器的输出作为所述差分运放单元的一个输入，所述差分运放单元的另一个输入是与所述驱动开关管电源相同的电压输入；

所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管漏电判断参数的模拟信号转换为数字信号后发送到所述I/O模块处理单元，将所述数字信号与I/O模块处理单元内存储的与驱动开关管电源相同的电压值进行比较，以判断驱动开关管是否老化。

其中，所述I/O模块处理单元通过通信端口与可编程逻辑控制器PLC的主处理器连接。

其中，所述I/O模块处理单元中还存储有各个驱动开关管的工作状态信息，所述工作状态信息供与所述I/O模块处理单元相连的PLC主处理器读取，所述工作状态信息包括老化状态和正常状态，当所述I/O模块处理单元根据所述模数转换器发送来的数字信号判断出某驱动开关管处于老化状态时，将该驱动开关管的工作状态信息设置为老化状态。

相应的，本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方法，包括：