一種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自檢保護(hù)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路的方法及使用該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化和工業(yè)控制自動(dòng)化裝置中，通常設(shè)置開(kāi)關(guān)量輸入(以下也簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)入)采集回路來(lái)獲取某些重要數(shù)字信號(hào)量的狀態(tài)，為后續(xù)保護(hù)控制操作提供必要依據(jù)。對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸入回路的實(shí)現(xiàn)，通常是利用開(kāi)入信號(hào)的電能驅(qū)動(dòng)輸入回路光耦的原邊，在光耦副邊通過(guò)上拉電阻將開(kāi)入信號(hào)的狀態(tài)變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再由CPU的相關(guān)接口進(jìn)行電壓信號(hào)的判別，從而辨別出外部數(shù)字量信號(hào)的邏輯狀態(tài)。對(duì)開(kāi)入信號(hào)狀態(tài)的準(zhǔn)確辨識(shí)是實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)控制功能的一個(gè)重要前提，同時(shí)，對(duì)開(kāi)入狀態(tài)的錯(cuò)誤判別也是發(fā)生設(shè)備異常動(dòng)作的重要原因之一，要想保證能夠正確判別開(kāi)入信號(hào)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)量輸入回路本身正常與否是個(gè)首要前提，也就有必要對(duì)其不間斷進(jìn)行自檢判斷。
[0003]常規(guī)的開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢方法，一般都是在輸入回路中直接以電氣連接形式并聯(lián)一個(gè)自檢輸入電路，由CPU的10 口來(lái)控制提供一個(gè)自檢脈沖信號(hào)，然后再經(jīng)由開(kāi)入回路的CPU數(shù)據(jù)采集端口對(duì)該自檢信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。
[0004]采用上述開(kāi)入采集回路自檢方法的裝置存在兩個(gè)典型問(wèn)題:
[0005]1.自檢輸入電路與開(kāi)入采集回路沒(méi)有有效的電氣隔離，由開(kāi)關(guān)量輸入回路引入的干擾信號(hào)很容易導(dǎo)致自檢電路損壞，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)自檢功能。
[0006]2.由CPU 10 口輸出的自檢信號(hào)是一種方波信號(hào)，容易與正常的開(kāi)入信號(hào)混淆導(dǎo)致自檢誤判或者開(kāi)入誤動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是:在不影響開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)正常的采集和判斷的前提下，對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入回路進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)自檢，并且還要保證自檢電路的高隔離和高可靠性。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下解決方案:
[0009]—種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路，具體包括如下內(nèi)容:
[0010]CPU的10管腳控制產(chǎn)生一個(gè)尖峰自檢脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖注入回路將該自檢脈沖信號(hào)引入開(kāi)關(guān)量輸入回路，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入回路的光耦再由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集并進(jìn)行判斷；
[0011]所述脈沖注入回路包括高速光耦、光M0S管、電阻、高壓安規(guī)電容，所述CPU的10管腳連接高速光耦的輸入端，高速光耦的輸出端連接光M0S管的輸入端，光M0S管的源極連接電源的公共正極，光M0S管的漏極連接高壓安規(guī)電容的一端，高壓安規(guī)電容的另一端接入開(kāi)關(guān)量輸入回路；
[0012]所述開(kāi)關(guān)量輸入回路中，在光耦的輸入端和開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入端之間串聯(lián)有兩個(gè)電阻，脈沖注入回路的接入點(diǎn)位于這兩個(gè)串聯(lián)的電阻之間。這樣能夠有效減少脈沖注入回路和開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入回路之間的相互影響，有利于保護(hù)各自的電路使其不易被損壞。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在不影響正常的開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集的情況下，對(duì)開(kāi)入回路進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)自檢；同時(shí)還能夠保證自檢回路與開(kāi)入回路之間的高隔離性，使得二者之間不會(huì)產(chǎn)生相互干擾，尤其是還能保證當(dāng)自檢回路發(fā)生損壞時(shí)不影響開(kāi)入回路的正常使用。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為常規(guī)方式的開(kāi)關(guān)量輸入回路和自檢電路；
[0015]圖2(a)為本發(fā)明的脈沖發(fā)生電路；
[0016]圖2(b)為本發(fā)明的開(kāi)關(guān)量輸入回路和自檢采集電路。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]—種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路，如圖1所示，具體包括如下內(nèi)容:
[0019]CPU的10管腳控制產(chǎn)生一個(gè)尖峰自檢脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖注入回路將該自檢脈沖信號(hào)引入開(kāi)關(guān)量輸入回路，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入回路的光耦再由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集并進(jìn)行判斷；
[0020]所述脈沖注入回路如圖2 (a)所示，包括高速光耦、光M0S管、電阻、高壓安規(guī)電容，所述CPU的10管腳連接高速光耦的輸入端，高速光耦的輸出端連接光M0S管的輸入端，光M0S管的源極連接電源的公共正極，光M0S管的漏極連接高壓安規(guī)電容的一端，高壓安規(guī)電容的另一端接入開(kāi)關(guān)量輸入回路，如圖2(b)所示；
[0021]所述開(kāi)關(guān)量輸入回路中，在光耦的輸入端和開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入端之間串聯(lián)有兩個(gè)電阻，脈沖注入回路的接入點(diǎn)位于這兩個(gè)串聯(lián)的電阻之間。這樣能夠有效減少脈沖注入回路和開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入回路之間的相互影響，有利于保護(hù)各自的電路使其不易被損壞。
[0022]通過(guò)高壓安規(guī)電容實(shí)現(xiàn)自檢脈沖信號(hào)的注入，對(duì)于正常的開(kāi)關(guān)量采集回路，只相當(dāng)于一個(gè)脈沖毛刺，很容易區(qū)分開(kāi)；即使自檢電路出現(xiàn)故障，也可以最大限度的減少CPU對(duì)正常開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集和判斷的影響。
[0023]對(duì)每次采集到的開(kāi)關(guān)量輸入回路光耦副邊輸出的自檢波形進(jìn)行存儲(chǔ)和對(duì)比判斷，從而判斷開(kāi)關(guān)量輸入回路的完好性。
[0024]不同于常規(guī)開(kāi)入自檢回路的自檢信號(hào)以電氣連接直接接入開(kāi)入回路的方式，本發(fā)明方法的實(shí)施方式是由高壓安規(guī)電容組成注入回路，并由光耦和M0S管組成驅(qū)動(dòng)電路，由CPU的10 口控制光M0S管的導(dǎo)通和關(guān)閉，進(jìn)而在高壓安規(guī)電容和開(kāi)入回路的接入端產(chǎn)生一個(gè)尖峰脈沖自檢信號(hào)，再經(jīng)由開(kāi)入回路最后由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集和識(shí)別。
[0025]在注入脈沖產(chǎn)生回路中，由CPU的10管腳控制高速光耦輸出一個(gè)方波信號(hào)，控制光M0S管的輸入端，然后在M0S管的輸出端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)確定的導(dǎo)通波形，再通過(guò)高壓安規(guī)電容注入開(kāi)入回路，最后在開(kāi)入回路光耦的輸入端會(huì)形成一個(gè)尖峰脈沖波。
[0026]開(kāi)入回路的光耦副邊輸出端接到CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳，CPU會(huì)對(duì)每次自檢時(shí)尖峰脈沖自檢波形經(jīng)由光耦后的輸出波形進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、分析和對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入回路的完整性和正確性的自檢判斷功能。
[0027]通過(guò)該種方法可以定期實(shí)時(shí)對(duì)裝置單板上的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入回路進(jìn)行在線(xiàn)自檢，一方面不會(huì)影響裝置本身的正常運(yùn)行，另一方面還能避免自檢回路因受開(kāi)入回路干擾信號(hào)導(dǎo)致?lián)p壞而使得無(wú)法正常進(jìn)行自檢。
[0028]本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，在本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路，其特征在于具體包括如下內(nèi)容: CPU的10管腳控制產(chǎn)生一個(gè)尖峰自檢脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖注入回路將該自檢脈沖信號(hào)引入開(kāi)關(guān)量輸入回路，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入回路的光耦再由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集并進(jìn)行判斷； 所述脈沖注入回路包括高速光耦、光M0S管、電阻、高壓安規(guī)電容，所述CPU的10管腳連接高速光耦的輸入端，高速光耦的輸出端連接光M0S管的輸入端，光M0S管的源極連接電源的公共正極，光M0S管的漏極連接高壓安規(guī)電容的一端，高壓安規(guī)電容的另一端接入開(kāi)關(guān)量輸入回路； 所述開(kāi)關(guān)量輸入回路中，在光耦的輸入端和開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入端之間串聯(lián)有兩個(gè)電阻，脈沖注入回路的接入點(diǎn)位于這兩個(gè)串聯(lián)的電阻之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路，其特征在于:對(duì)每次采集到的開(kāi)關(guān)量輸入回路光耦副邊輸出的自檢脈沖波形進(jìn)行存儲(chǔ)和對(duì)比判斷，從而判斷開(kāi)關(guān)量輸入回路的完好性。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于脈沖注入法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸入回路的自檢電路，通過(guò)CPU的IO管腳控制產(chǎn)生尖峰自檢脈沖，經(jīng)過(guò)高壓電容注入到開(kāi)關(guān)量輸入回路，經(jīng)過(guò)光耦后再由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集并進(jìn)行判斷；脈沖注入電路主要由高速光耦、光MOS管、電阻、高壓安規(guī)電容構(gòu)成，CPU的IO管腳連接高速光耦的輸入端，高速光耦的輸出端連接光MOS管的輸入端，光MOS管的源極連接電源的公共正極，光MOS管的漏極連接高壓安規(guī)電容的一端，高壓安規(guī)電容的另一端接入開(kāi)關(guān)量輸入回路；由CPU的IO管腳驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生尖峰自檢脈沖信號(hào)注入開(kāi)關(guān)量輸入回路以后，由CPU的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳采集光耦副邊的波形，并進(jìn)行處理、分析和比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入回路完好性的自檢判斷；這種自檢方式可以在開(kāi)入信號(hào)處于任何狀態(tài)下應(yīng)用，并且該自檢電路具有極高的隔離能力和可靠性。
【IPC分類(lèi)】G05B19/042
【公開(kāi)號(hào)】CN105404199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510776580
【發(fā)明人】陶文偉, 李金 , 胡榮, 周紅陽(yáng), 張喜銘, 樊騰飛, 秦紅霞, 劉志超, 葉艷軍, 游濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日