本實用新型涉及PLC變頻器領(lǐng)域控制系統(tǒng)中的掉電缺相檢測，具體涉及一種PLC的交流掉電檢測電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的交流單三相電檢測技術(shù)及電路有很多種類型的，但電路的結(jié)構(gòu)原理大致可分為以下幾種：

1)電壓比較器+光耦方式

這種電路對在交流電整流后的直流電使用電壓比較器對高壓直流電做電壓比較，當(dāng)電壓低于某一電壓閾值時，產(chǎn)生動作信號，通過光耦把信號傳遞給CPU檢測。這種電路抗干擾能力較差、比較器遲滯較弱，響應(yīng)速度慢，抗浪涌能力差。

2)隔離變壓器+運放方式

這種電路采用隔離變壓器來實現(xiàn)隔離的功能，但隔離變壓器的體積較大，會給PCB空間體積造成很大的占用。相較上述方式，改善了檢測可靠性和響應(yīng)速度，但犧牲了體積，性價低比。

3)光耦隔離方式

這種電路采用光電隔離來實現(xiàn)對交流電的檢測，電路輸出的信號有方波信號，CPU去檢測這類信號時，對CPU資料開銷很大，且檢測策略不合理時易出現(xiàn)誤檢測且降低系統(tǒng)的實時性，不適合在高可靠和高實時性的系統(tǒng)中使用。

現(xiàn)有的檢測方式均能實現(xiàn)交流電掉電缺相檢測的功能，但在高實時性和高可靠性的系統(tǒng)中使用中并不是很理想。例如在PLC控制系統(tǒng)中對可靠性和實時性很高。AC掉電檢測不及時，可引起重要數(shù)據(jù)無法在系統(tǒng)掉電前存儲或者通加大儲存電容等方式來延長電能的方法來提高可靠性這不僅占用的寶貴的PCB空間而且電容隨時設(shè)備長時間使用電容容量隨之慢慢下降，導(dǎo)致數(shù)據(jù)保存的可靠系數(shù)變低。造成正常開機(jī)后某些參數(shù)丟失導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作等困擾。如果掉電信號頻繁誤動作，可引起PLC對頻繁的對存儲器寫數(shù)據(jù)，造成存儲器芯片寫入壽命急劇減短，引發(fā)故障。所以PLC變頻器等系統(tǒng)要求掉電檢測響應(yīng)及時，對CPU資源開銷小以提高系統(tǒng)的實時性可靠性的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供一種掉電響應(yīng)實時性高、抗干擾能力強(qiáng)、電路簡單的PLC交流掉電檢測電路。

本實用新型的一種PLC的交流掉電檢測電路，包括交流輸入光耦和正反相信號變換疊加電路，所述交流輸入光耦包括交流輸入和交流光耦，所述正反相信號變換疊加電路包括反相器和與門，所述交流輸入、交流光耦、反相器和與門依次相連。

進(jìn)一步的，所述與門另一端連接有TO_CPU網(wǎng)絡(luò)。

本實用新型由光耦電路實現(xiàn)隔離，耦合電容和三極管構(gòu)成反相器，由與門構(gòu)成正相反相信號疊加組成正反相信號變換疊加電路?；驹恚涸诠怦顧z測的方波輸出端增加一個反相器，使原有的方波信號變換為反相并做為另一路輸出即反相輸出。然后，通過與門將這個信號相位為一正一反的方法信號進(jìn)行疊加。如結(jié)合波形圖以及表1－與門真值表，可得出，AC掉電后，正 相和反相兩個信號都輸出高電平則與門輸出高電平，如果AC有電，正相與反相信號之間相位相反，則與門輸出低電平(與門輸入有0輸出0)。所以，只要交流側(cè)掉電，光耦就無法輸出方波信號且一直維持高電平，同時反相器輸入無信號則輸出為高，TO_CPU網(wǎng)絡(luò)則維持高電平掉電事件即產(chǎn)生CPU可對高低電平檢測或是中斷檢測能有效提高系統(tǒng)掉電檢測的實時性。

表1與門真值表

正反相信號變換疊加電路主要作用是：在AC上電后光耦輸出方法信號時，讓正反的兩個信號在與門的作用下(根據(jù)表1，輸入有0出0)輸出為低電平。AC掉電了光耦無法輸出方波并維持高電平且反相信號也輸出高電平，在與門的作用下(根據(jù)表1，輸入全1出1)TO_CPU網(wǎng)絡(luò)被迫輸出高電平。

本實用新型的一種PLC的交流掉電檢測電路，具有以下有益效果：

1)掉電響應(yīng)實時性高。因電路采用正反相信號變換疊加電路解決過零死區(qū)的問題，只要AC掉電就會破壞檢測信號持續(xù)維持低電平的條件，所以AC掉電基本與檢測信號的電低電平同步不存在死區(qū)。也就是說產(chǎn)生AC掉和觸發(fā)掉電事件延時很小，可有效解決了現(xiàn)有檢測方案存在檢測死區(qū)和響應(yīng)時間長的問題；

2)高低電平檢測。解決了采用光耦隔離方式檢測信號為方波造成CPU檢測困難或檢測時CPU資源開銷大而影響系統(tǒng)實時性的問題；

3)光耦隔離，抗干擾能力弱的問題提高了抗浪涌能力，有效提高系統(tǒng)的可靠性能；

4)電路簡單，性價比高。

附圖說明

圖1為本實用新型的檢測電路圖；

圖2為本實用新型的檢測電路波形圖；

圖3為本實用新型中應(yīng)用示意簡圖；

圖4為本實用新型中應(yīng)用INT信號檢測圖。

具體實施方式

下面用具體實例予以說明本實用新型，應(yīng)該理解的是，實例是用于說明本實用新型而不是對本實用新型的限制，本實用新型的范圍與核心內(nèi)容依據(jù)權(quán)利要求書加以確定。

如圖1所示，本實施例提供的一種PLC的交流掉電檢測電路，包括交流輸入光耦和正反相信號變換疊加電路，交流輸入光耦包括交流輸入1和交流光耦2，正反相信號變換疊加電路包括反相器3和與門4，交流輸入1、交流光耦2、反相器3和與門4依次相連；與門另一端連接有TO_CPU網(wǎng)絡(luò)。

本實施例的一種PLC的交流掉電檢測電路，具有以下有益效果：1)掉電響應(yīng)實時性高。因電路采用正反相信號變換疊加電路解決過零死區(qū)的問題，只要AC掉電就會破壞檢測信號持續(xù)維持低電平的條件，所以AC掉電基本與檢測信號的電低電平同步不存在死區(qū)。也就是說產(chǎn)生AC掉和觸發(fā)掉電事件延時很小，如圖2所示，AC掉電可以發(fā)生在交流正半周，過零點處，交流負(fù)半周，三個區(qū)域均生產(chǎn)生AC掉電事件。由于正反相信號變換疊加電路的存在， 使響應(yīng)無死區(qū)(現(xiàn)有方案存在檢測死區(qū)如果掉電發(fā)生在死區(qū)CPU則無法立即響應(yīng)掉電事件)，所以掉電響應(yīng)時間延遲極小的，可有效解決了現(xiàn)有檢測方案存在檢測死區(qū)和響應(yīng)時間長的問題；

2)高低電平檢測。解決了采用光耦隔離方式檢測信號為方波造成CPU檢測困難或檢測時CPU資源開銷大而影響系統(tǒng)實時性的問題；

3)光耦隔離，抗干擾能力弱的問題提高了抗浪涌能力，有效提高系統(tǒng)的可靠性能；

4)電路簡單，性價比高。

本實施例在PLC中的應(yīng)用——掉電數(shù)據(jù)保存：由交流供電的PLC系統(tǒng)中，由人為維護(hù)保養(yǎng)或者電網(wǎng)停電等，導(dǎo)致PLC人為或意外掉電，掉電前PLC應(yīng)保存好用戶的技術(shù)參數(shù)，如果用戶參數(shù)無法保存可能引起系統(tǒng)再次上電后無法正常工作，需要重新給PLC輸入相關(guān)技術(shù)參數(shù)才能正常，給生產(chǎn)帶來極大的不便利。因此本實施例通過檢測AC220V供電切斷或意外斷電，CPU向鐵電存儲器保存PLC當(dāng)前的用戶數(shù)據(jù)的功能，以實現(xiàn)PLC再次上電能繼續(xù)工作。PLC系統(tǒng)要求AC掉電觸發(fā)信號穩(wěn)定，響應(yīng)迅速及時可靠，抗干擾能力強(qiáng)的特點；嚴(yán)禁干擾或誤掉電信號導(dǎo)致CPU頻繁重復(fù)對存儲器擦寫數(shù)據(jù)而使存儲器件寫壽命過早失效報廢。AC220V供電切斷事件CPU能夠迅速響應(yīng)以存儲相關(guān)數(shù)據(jù)，嚴(yán)禁出現(xiàn)數(shù)據(jù)沒有存儲完電源提供的電能就消耗殆盡。造成用戶數(shù)據(jù)丟失。系統(tǒng)示意簡圖見圖3，在PLC的電源模塊的設(shè)計增加本發(fā)明的掉電檢測電路，對交流供電的情況進(jìn)行檢測。當(dāng)外部人為的關(guān)斷開關(guān)或是電網(wǎng)停電或總閘跳閘導(dǎo)致系統(tǒng)掉電。當(dāng)?shù)綦姍z測電路檢測到交流缺電，則產(chǎn)生CPU的掉電中斷信號(如圖4)。CPU立即中斷當(dāng)前的任務(wù)，去執(zhí)行保存PLC程 序的用戶技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)的任務(wù)。保存完畢后等待電源系統(tǒng)撤底掉電。當(dāng)再次上電，CPU在開機(jī)后隨即調(diào)出PLC程序的用戶技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)即可按用戶設(shè)備的技術(shù)參數(shù)自動運行。由于系統(tǒng)采用了交流輸入光耦+正反相信號變換疊加電路和CPU中斷響應(yīng)的方式，PLC用戶技術(shù)參數(shù)保存響應(yīng)迅速，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。

以上所述的實施例只是本實用新型的較佳的方案，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。