[发明专利]电路状态诊断电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术应用领域，具体而言，涉及一种电路状态诊断电路和方法。

背景技术

在工业控制系统中，开关量是指受控继电器的导通或断开所对应的值。在控制器发出指令前，需要获取当前受控对象的状态信息，即要获取开关量信号。一般情况下需要同时采集的开关量信号为8路或16路，因此开关量采集电路多用价格低廉的光耦实现。工作原理如图1和图2所示。

图1是现有技术中一种采用光耦采集开关量的电路示意图，该工作原理具体如下：开关断开时，光耦前级二极管不导通，根据光耦的工作原理，光耦后级三极管输出电路截止，此时采集到高电平信号；反之当开关闭合时，光耦前级二极管导通，则光耦后级三极管输出电路也导通，此时采集到低电平信号。

图2是现有技术中另一种采用光耦采集开关量的电路示意图，该工作原理具体如下：开关断开时，光耦前级二极管不导通，根据光耦的工作原理，光耦后级三极管输出电路截止，此时采集到低电平信号；反之当开关闭合时，光耦前级二极管导通，则光耦后级三极管输出电路也导通，此时采集到高电平信号。

如图1所示技术方案，当光耦发生持续导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为低电平，不能正确反应现场开关的状态；当光耦发生持续不导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为高电平，不能正确反应现场开关的状态。因此图1所示技术方案，光耦失效会导致控制器误判。

如图2所示技术方案，当光耦发生持续导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为高电平，不能正确反应现场开关的状态；当光耦发生持续不导通故障时，无论现场的开关处于开启状态还是闭合状态，输出信号一直为低电平，不能正确反应现场开关的状态。因此图2所示技术方案，光耦失效会导致控制器误判。

对一般的工业应用，图1和图2所示技术方案能满足设计要求，但在对可靠性和安全性要求很高的功能安全产品中，可能会导致控制系统失去安全保护功能。

针对上述由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电路状态诊断电路和方法，以至少解决由于现有技术的缺陷，导致的开关量采集不可靠的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电路状态诊断电路，包括：第一子电路、第二子电路和外接控制器，其中，第一子电路，用于输出第一子电路的电平信号；第二子电路，用于输出第二子电路的电平信号；外接控制器，分别与第一子电路和第二子电路连接，用于根据第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号，判断开关量的状态以及电路是否故障。

可选的，电路状态诊断电路还包括：开关集合、电阻集合中的第一电阻和第七电阻以及二极管组中的第一二极管和第二二极管，其中，电阻集合中的第一电阻和第七电阻串联，其中，第一电阻和第七电阻之间通过开关集合中的第二开关连接，第一电阻的输入端连接外接电源，第一电阻的输出端连接第二开关的一端，第二开关的另一端连接第七电阻，第七电阻的输出端接入第二子电路；开关集合中的第一开关和第三开关并联接入电路，第一开关和第三开关的一端接入第二开关的两端，第一开关的另一端与第一二极管连接，第三开关与第二二极管连接，第一二极管与第二二极管并联，第一二极管和第二二极管的另一端通过常开触点KO连接；第三开关和第二开关的输出端接入第一子电路；其中，在电路状态诊断电路处于信号采集状态的情况下，第一开关和第三开关导通，第二开关断开，随着常开触点KO的开启或闭合，外接控制器采集第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号；在电路状态诊断电路处于通道自检状态的情况下，第二开关导通，第一开关和第三开关断开，外接控制器采集第一子电路的电平信号和第二子电路的电平信号。