[发明专利]基于中间继电器的PLC数字量输入模块内部电路保护的装置

说明书

本发明公开了基于中间继电器的PLC数字量输入模块内部电路保护的装置，包括中间继电器，中间继电器与外界现场设备和外部PLC数字量输入模块连接，中间继电器通过触点连接保护电路模块，保护电路模块连接前端采集输入模块，前端采集输入模块连接CPU模块，CPU模块连接隔离输出模块，还连接有预警模块、通讯模块、电源输入模块和复位模块，隔离输出模块与中间继电器相连，CPU模块还外接有显示屏；该发明作为隔离装置可代替现场端传来的开关信号输入到PLC数字量输入模块中，使现场设备与PLC数字量输入模块无直接联系，保护PLC数字量输入模块内部的电路不受外部不良信号的冲击，提高PLC控制系统运行的可靠性与稳定性，减少设备故障发生率，保证余热回收的效果。

技术领域

本发明涉及电子通信领域，尤其是基于中间继电器的PLC数字量输入模块内部电路保护的装置。

背景技术

目前三车间余热回收电气控制方式采用的是西门子可编程序控制器(以下简称PLC)控制，PLC采用西门子新一代ET200SP现场分布式I/O系统，系统由一个西门子CPU模块(CPU1510SP-1NP)和若干输入输出模块(以下简称I/O模块)、基座单元及一个服务器模块组成，I/O模块插在基座中，通过基座连接到CPU模块，系统结构设计为模块化，I/O模块可以以任何组合方式插到无源的基座中，是高度灵活的可扩展系统。

该系统中I/O模块包括有数字量输入模块(简称DI模块)、数字量输出模块(简称DQ模块)、模拟量输入模块(简称AI模块)及通讯模块，PLC输入模块将现场各类开关量、传感器模拟量信号传送到PLC的CPU进行处理，结果通过PLC输出模块的输出，去控制现场阀门、电机等执行。但在实际使用中，PLC的数字量输入模块DI受现场环境(电磁环境)、电源质量等多种因素的影响，不稳定的电压、电流信号进入到数字量输入模块DI的内部电路中，将DI模块内部元件烧毁。此情况经常出现，影响现场余热回收设备的运行，造成余热回收效率降低能耗增加。

因此亟需一种能避免因外界因素，造成PLC数字量输入模块DI出现烧点情况的装置，保证余热回收设备有效运行。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题，提供基于中间继电器的PLC数字量输入模块内部电路保护的装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

基于中间继电器的PLC数字量输入模块内部电路保护的装置，包括中间继电器，所述中间继电器输入端与外界现场设备连接，输出端与外部PLC数字量输入模块连接，所述中间继电器通过触点连接保护电路模块输入端，所述保护电路模块输出端连接前端采集输入模块输入端，所述前端采集输入模块输出端连接CPU模块输入端，所述CPU模块输出端连接隔离输出模块输入端，所述CPU模块还连接有预警模块、通讯模块、电源输入模块和复位模块，所述隔离输出模块输出端与中间继电器相连，所述CPU模块还外接有显示屏，所述显示屏显示内容包括信号源信息和电路状态信息。

所述保护电路模块包括限流单元和防静电单元，限流单元采用串联电阻限流，防静电单元采用瞬时电压电涌抑制器抑制静电。

所述前端采集输入模块包括阻抗匹配单元，用于将所有接收到的信号均传递至CPU模块，不会有信号反射回来源点，阻抗匹配方法是利用智能算法求取阻抗匹配参数，当信号源内阻抗等于CPU模块阻抗，即两者的模和辐角分别相等，则CPU模块阻抗得到无失真的信号传输；当信号源内阻抗的共轭值等于CPU模块阻抗，即两者的模相等而辐角之和为零，则CPU模块阻抗上得到最大功率；当信号源内阻抗不等于CPU模块阻抗，即两者的模不相等，则阻抗匹配单元通过改变CPU模块输入端的阻抗或调整传输线的波长，将所有信号无反射不失真传输至CPU模块中。

所述CPU模块包括特征识别单元、学习模型单元和输出判断单元，

所述特征识别单元处理分析前端采集输入模块所传输过来的所有原始信号，提取信号的高电平的持续时间、低电平的持续时间、电平的变化频率处理成为信号特征，将特征传输至学习模型单元；