[发明专利]关于功能安全DC输出断线检测的负载供电中的故障检测

说明书

提供了一种用于检测负载的能量供应中的故障状况的设备。该设备包括故障安全输入输出模块电路和联接至该故障安全输入输出模块电路的诊断电路。故障安全输入输出模块电路包括：第一开关，联接至第一电阻分压器和第一输出，该第一输出经由第一布线将DC电源电压供应至负载以将第一输出的第一电压降低至第一回读诊断输出；第二开关，联接至第二电阻分压器和第二输出，该第二输出经由第二布线将DC电源电压供应至负载以将第二输出的第二电压降低至第二回读诊断输出。诊断电路从第一回读诊断输出提供第一回读测量信号，并且从第二回读诊断输出提供第二回读测量信号。

技术领域

本发明的多个方面总体上涉及关于工业控制(例如可编程逻辑控制器(PLC))上的功能安全DC输出的断线检测的负载供电中的故障检测。

背景技术

已知的是实现断线检测和/或过载检测，其中使用在“芯片上”进行断线检测和过载检测的集成输出驱动器。这些输出驱动器，不可能将开路或过载检测参数化并且跟踪致动器和负载的电流消耗。已知的保护开关装置的另一个缺点是本身布置了在电流路径中使用的测量电阻器。这导致保护电路装置的正常操作时的不期望的发热或功率损耗。

需要一种用于检测工业控制(例如，可编程逻辑控制器(PLC))上的24V DC输出的断线(断裂线、缺失负载)的方法。输出/负载用于功能安全应用，其中在负载的正侧和负侧两者上开关负载(PM配置)。

在一些产品中，故障安全输入输出(I/O)模块、具有串联感测电阻器的额外开关被放置成与高侧开关并联。感测电阻器两端的电压被用于通过断开高侧开关和接通具有串联感测电阻器的开关来确定电流是否在负载中流动。当至负载的导线断开或负载缺失时，感测电阻器两端的电压将低于阈值。对于一些产品，添加额外的开关和感测电阻器太昂贵和/或在产品中占用太多空间，因此在这种情况下，产品不能进行断线检测。

因此，需要一种用于检测负载供电中的故障状况的装置。

发明内容

简言之，本发明的多个方面涉及PM输出电路和回读诊断电路的架构。电阻器形成第一电阻分压器以将P输出的电压降低至P回读。P回读可以由低电压电路检查。电阻器形成第二电阻分压器以将M输出的电压降低至M回读。M回读可以由低电压电路检查。当M开关断开时，电阻器和二极管可偏置M输出。一种用于检测负载的能量供应中的故障状况的设备可包括故障安全输入输出(I/O)模块电路，该故障安全输入输出模块电路包括：第一开关，联接至第一电阻分压器和第一输出，该第一输出经由第一布线向该负载供应DC电源电压，以将第一输出的第一电压降低至第一回读诊断输出；第二开关，联接至第二电阻分压器和第二输出，该第二输出经由第二布线向负载供应DC电源电压，以将第二输出的第二电压降低至第二回读诊断输出；以及诊断电路，联接至故障安全输入输出(I/O)模块电路。诊断电路从第一回读诊断输出提供第一回读测量信号，并且从第二回读诊断输出提供第二回读测量信号。该设备被配置为在有和没有负载的情况下针对第一输出和第二输出提供第一回读测量信号和第二回读测量信号，使得当第一和第二开关关断或断开时，有负载的第一输出的第一电压和有负载的第二输出的第二电压指示相对于第一和第二布线的未断线状况，而没有负载的第一输出的第一电压和没有负载的第二输出的第二电压指示相对于第一和第二布线的断线状况。