本實用新型屬于電力化工領(lǐng)域，具體涉及分散控制系統(tǒng)中的一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測電路。
背景技術(shù)：
隨著分散控制系統(tǒng)在火電以及化工行業(yè)的大量應(yīng)用，對分散控制系統(tǒng)的功能要求越來越高，對于現(xiàn)場模擬量信號的測量，需要對每個通道實時的檢測輸入回路是否斷線，以判斷當前測量值是否正確并將該狀態(tài)反饋至上位工作站；斷線檢測功能對于模擬量測量裝置至關(guān)重要，傳統(tǒng)做法是對每個通道增加獨立的斷線檢測器件，這增加很多廠商的器件成本，所以如何更高效地設(shè)計多通道模擬量輸入回路的斷線檢測功能顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本實用新型提出一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測電路。
實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測電路，包括模擬量輸入信號多通道復(fù)用電路、斷線檢測電路和微處理器U3；所述模擬量輸入信號多通道復(fù)用電路包括多個輸入通道電路，各輸入通道電路均包括與微處理器U3相連接的光耦繼電器，通過微處理器U3輸出控制其中一輸入通道的開啟信號給光耦繼電器以打開此輸入通道電路，光耦繼電器將模擬量輸入接入測量回路中，測量完成后，微處理器U3關(guān)閉此光耦繼電器；所述斷線檢測電路包括模擬開關(guān)U1、恒流源、恒壓源和電壓比較器U2；模擬開關(guān)U1的輸入端與微處理器連接，其輸出端通過多通道復(fù)用線與模擬量輸入信號多通道復(fù)用電路連接；恒流源用于為整個回路斷線檢測提供電流；恒壓源與電壓比較器U2的反相端連接；電壓比較器U2的同相端與模擬開關(guān)U1的輸出端連接；電壓比較器的輸出端與微處理器連接。
所述各輸入通道電路均包含兩個光耦繼電器，兩個光耦繼電器的控制端信號串聯(lián)，一端接電源電壓，另一端接微處理器U3，光耦繼電器的一端接現(xiàn)場送來的模擬量信號，另一端接模擬開關(guān)U1的輸出端，通過微處理器U3來控制光耦繼電器的開關(guān)。
所述模擬開關(guān)U1為雙通道單刀單擲開關(guān)，2個輸入端分別控制2個開關(guān)，當模擬開關(guān)U1接收到高電平信號時，相應(yīng)的開關(guān)閉合，對應(yīng)的輸出端信號互相連接，反之則斷開。
所述模擬開關(guān)U1的其中一個輸出用于連接恒流源和模擬量信號正極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出，模擬開關(guān)U1的另一個輸出連接模擬量信號負極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出，并通過電阻R1和電阻R2接地。
所述電壓比較器U2的同相端連接在電阻R1和電阻R2之間，輸出端接至微處理器U3。
一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測方法，包括以下步驟：
通過微處理器U3輸出控制其中一輸入通道的低電平信號給光耦繼電器以打開此輸入通道電路；
當微處理器U3輸出高電平信號給模擬開關(guān)U1輸入端時，模擬開關(guān)U1相應(yīng)的輸出端閉合，恒流源通過現(xiàn)場模擬量輸入通道形成返回電流；通過電壓比較器U2檢測輸入回路電壓以判斷否存在斷線。
所述通過電壓比較器U2檢測輸入回路電壓以判斷否存在斷線具體為：返回電流流過R1、R2，當R1和R2間的電壓大于反相端的電壓時，則電壓比較器U2的輸出為高電平，表示輸入回路沒有斷線；當輸入回路斷線，電流無法流過R1和R2，必然會造成同相端輸入為0，低于反向端電壓，電壓比較器U2的輸出為低電平。
本實用新型的有益效果：
本實用新型提供一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測電路，能夠高效地實現(xiàn)現(xiàn)場多路模擬量信號的回路斷線檢測，該實用新型能夠應(yīng)用于電力、化工領(lǐng)域的分散控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中，為電力、化工行業(yè)的可靠運行提供了技術(shù)支撐，在保證原有功能的前提下通過多通道復(fù)用技術(shù)逐個對每個模擬量輸入通道逐次進行斷線檢測極大地降低了設(shè)計成本。
附圖說明
圖1為本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
下面結(jié)合附圖對本實用新型的應(yīng)用原理作詳細的描述。
一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測電路，包括模擬量輸入信號多通道復(fù)用電路、斷線檢測電路和微處理器U3；
所述模擬量輸入信號多通道復(fù)用電路包括多個輸入通道電路，各輸入通道電路均包括與微處理器U3相連接的光耦繼電器，通過微處理器U3輸出其中一輸入通道的開啟信號以打開此輸入通道電路，在本實用新型的優(yōu)選實施例中開啟信號為低電平信號；參見圖1中，U4A、U4B、U5A、U5B、……、U6A、U6A均為光耦繼電器，IN1+、IN1-、IN2+、IN2-、……、INN+、INN-分別為模擬量輸入通道電路1的正負端、輸入通道電路2的正負端、……、輸入通道電路N的正負端；
所述斷線檢測電路包括模擬開關(guān)U1、恒流源、恒壓源和電壓比較器U2；
所述模擬開關(guān)U1的其中一個輸出用于連接恒流源和模擬量信號正極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出，模擬開關(guān)U1的另一個輸出將連接模擬量信號負極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出，并通過電阻R1和電阻R2分壓接至電壓比較器U2的同相端。
恒流源用于為模擬量輸入回路提供電流，恒壓源與電壓比較器U2的反相端連接，模擬開關(guān)U1的輸入端和電壓比較器的輸出端均與微處理器U3連接，通過電壓比較器U2檢測輸入通道電路的電壓以判斷是否存在斷線。
在本實用新型中，所述各輸入通道電路包括兩個光耦繼電器，兩個光耦繼電器的控制端信號串聯(lián)，一端接電源電壓Vcc，另一端接微處理器U3，光耦繼電器的一端接現(xiàn)場送來的模擬量信號，另一端接模擬開關(guān)U1的輸出端，構(gòu)成多通道復(fù)用線；IN1Select、IN2Select、……、INNSelect為微處理器U3輸出信號，每次只允許其中一個輸出信號為低電平，當為低電平時，表示該路模擬量信號被輸入至多路復(fù)用線上。
所述模擬開關(guān)U1為雙通道單刀單擲開關(guān)，2個輸入端分別控制2個開關(guān)，當模擬開關(guān)U1接收到高電平信號時，相應(yīng)的開關(guān)閉合，對應(yīng)的輸出端信號互相連接，反之則斷開。
所述模擬開關(guān)U1的其中一個輸出用于連接恒流源和模擬量信號正極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出，模擬開關(guān)U1的另一個輸出將連接模擬量信號負極所對應(yīng)的光耦繼電器漏極輸出通過電阻R1和電阻R2接地。
所述電壓比較器U2的同相端連接在電阻R1和電阻R2之間，輸出端接至微處理器U3。
在本實用新型的優(yōu)選實施例中，光耦繼電器為MOSFET開關(guān)，模擬開關(guān)為CMOS開關(guān)。
綜上，本實用新型的一種實施例的工作原理如下：
當微處理器U3輸出的IN1Select為低電平，模擬開關(guān)U1接收到的輸入信號為高電平時，恒流源通過IN1+流出設(shè)定值的電流，通過IN1-返回，返回的電流流過R1、R2，若此時R1和R2間的電壓大于電壓比較器U2反相端此時的電壓，則電壓比較器U2輸出為高電平，表示輸入回路沒有斷線；若輸入回路斷線，電流無法流過R1和R2，必然會造成電壓比較器U2同相端輸入為0，低于反向端電壓，電壓比較器U2此時輸出為低電平。
一種多通道模擬量輸入回路斷線檢測方法，包括以下步驟：
通過微處理器U3輸出使能其中一通道光耦繼電器的控制端為低電平以打開此輸入通道電路；
當微處理器U3輸出高電平信號給模擬開關(guān)U1時，模擬開關(guān)U1輸出閉合，相應(yīng)的信號互相連接，恒流源提供的電流通過輸入通道回路形成返回電流；
通過電壓比較器U2檢測輸入回路電壓以判斷否存在斷線。
通過電壓比較器U2檢測輸入回路電壓以判斷否存在斷線具體為：返回電流流過R1、R2，當R1和R2間的電壓大于電壓比較器U2反相端的電壓時，則電壓比較器U2的輸出為高電平，表示輸入回路沒有斷線；當輸入回路斷線，電流無法流過R1和R2，必然會造成電壓比較器U2同相端輸入為0，低于電壓比較器U2反向端電壓，電壓比較器U2的輸出為低電平。
實施例一
利用信號發(fā)生器輸出40mv信號至輸入各信號輸入通道電路IN1+、IN1-、IN2+、IN2-以及其他輸入通道電路上，共設(shè)計8個輸入回路，首先對信號輸入通道電路1進行斷線檢測，設(shè)置IN1Select為低電平，設(shè)置模擬開關(guān)U1的輸入信號為高電平，電阻R1、R2分別為100K、200K，恒流源設(shè)置輸出為10uA電流信號，恒壓源輸出其值為1.18V，當輸入通道電路1連接正常時，此時恒流源的電流從IN1+流出，從IN1-返回并流過電阻R1、R2，計算得電壓比較器U2同相端的電壓為2V，大于反相端電壓，故輸出高電平；當輸入通道電路1斷線時，電壓比較器U2同相端的電壓為0V，故輸出低電平，微處理器U3通過電平的高低來判斷當前輸入通道電路1是否存在斷線，檢測完成后，設(shè)置IN1Select為高電平關(guān)閉輸入通道電路1的檢測，設(shè)置IN2Select為低電平繼續(xù)進行輸入通道電路2的斷線檢測，過程同輸入通道電路1類似，上述實例驗證了本實用新型的能夠?qū)Χ嗤ǖ垒斎胄盘栠M行斷線檢測。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。