[发明专利]一种工业用数字量输出回路的线缆电路及实现方法

说明书

本发明公开了一种工业用数字量输出回路的线缆电路及实现方法，直流电源的正端连接MOS开关的s极，MOS开关的d极连接被诊断线缆并输出电源正电压和驱动电流，继电器和检测电阻均与被诊断线缆相连，驱动电流由继电器的正端流入继电器，由继电器的负端流出继电器并经检测电阻回到地；控制器的IO端口连接信号隔离器的输入端并向信号隔离器发出高或低电平控制信号，信号隔离器的输出端和MOS开关的g极相连；模数转换器的输入端和检测电阻相连，并采集检测电阻上的电压信号，模数转换器的通讯端口和控制器的通讯端口相连。当继电器正常工作为失电状态时，控制开关发送检测脉冲，获取检测电阻的电压来实现在线诊断线缆故障的功能。

技术领域：

本发明涉及一种工业用数字量输出回路的线缆电路及实现方法。

背景技术：

工业生产应用中，DO信号驱动现场设备，大量的使用了感性继电器，若运行时，发生线缆短路或断线故障，依靠人工，很难及时发现，等到设备故障时再去处理，已经造成不可挽回的损失。设备检修检查时，需要发出信号，现场设备不动作才会发现线缆异常。尤其在安全要求较高的保护系统中，对设备的可靠性要求更高。因此发明了一种工业用数字量输出回路的线缆电路及实现方法。

发明内容：

本发明提供一种工业用数字量输出回路的线缆电路及实现方法，本发明解决连接工业现场的感性继电器，正常工作在失电状态时，无法在线及时获知线缆的故障情况，能够预警，提前处理，减少生产损失。

本发明所采用的技术方案有：一种工业用数字量输出回路的线缆电路，包括控制器、模数转换器、信号隔离器、MOS开关、继电器、检测电阻和被诊断线缆，直流电源的正端连接MOS开关的s极，MOS开关的d极连接被诊断线缆并输出电源正电压和驱动电流，继电器和检测电阻均与被诊断线缆相连，驱动电流由继电器的正端流入继电器，由继电器的负端流出继电器并经检测电阻回到地；

控制器的IO端口连接信号隔离器的输入端并向信号隔离器发出高或低电平控制信号，信号隔离器的输出端和MOS开关的g极相连；模数转换器的输入端和检测电阻相连，并采集检测电阻上的电压信号，模数转换器的通讯端口和控制器的通讯端口相连。

进一步地，所述电源为直流24V或直流48V。

进一步地，所述MOS开关为PMOS，MOS开关的栅极和源极电压为0时，MOS开关关断；MOS开关的栅极和源极电压小于0时，MOS开关导通；控制器控制MOS开关闭合或关断，并对应使得继电器得电或失电。

进一步地，所述继电器为带有感性负载的继电器。

进一步地，所述信号隔离器为光耦合器。

本发明还提供一种工业用数字量输出回路的线缆电路的实现方法，包括：

1）确定电路中带感性负载继电器中的电感L和电阻R，以及确定继电器的动作延时；

2）确定控制器发出信号的脉冲宽度T，并确定信号延迟时间t，根据公式Ur=U(1-e^(-Rt/L))r/R算出检测电阻的电压；

式中：

U:直流电源Vcc电压值，DC24V或DC48V电源；

L:继电器电感值，该值可通过产品手册获得；

R:继电器直流电阻值，该值可通过产品手册获得；

t:发送高电平测试脉冲后到模数转换器开始采集的延迟；

r:检测电阻值；

根据回路中各个参数的漂移范围，确定检测电阻电压Ur的上限Ur(max)和下限Ur(min)，将Ur(max)和Ur(min) 保存在控制器中；