一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法，包括電流檢測(cè)電路和限流電路；所述電流檢測(cè)電路連接在限流電路中的三極管放大器Q1的基極與發(fā)射極之間，限流電路的輸入端用于與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，其輸出端用于與數(shù)字量輸入回路連接，電流檢測(cè)電路利用三極管放大器的工作原理控制限流電路的啟動(dòng)與關(guān)閉。本發(fā)明有效地保護(hù)過(guò)程通道的數(shù)字量輸入回路電不受過(guò)電流的損害，并保證在過(guò)流狀態(tài)下數(shù)字量輸入回路的正常工作，保證了過(guò)程通道的可靠性，提高過(guò)程控制的控制效果；實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單可行、成本低廉。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于過(guò)程控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]過(guò)程控制也稱(chēng)實(shí)時(shí)控制，是在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)及時(shí)的采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，必須在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置信息傳遞和變換的連接通道，這個(gè)通道稱(chēng)之為過(guò)程通道，包括輸入通道和輸出通道。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程信號(hào)特點(diǎn)，以及對(duì)應(yīng)的過(guò)程通道技術(shù)的角度分析，可進(jìn)一步將過(guò)程通道信號(hào)的信號(hào)分為連續(xù)變化的模擬量(電壓、電流、溫度、壓力、速度、流量等)和用表示的數(shù)字量(開(kāi)關(guān)量、 脈沖量和S0E(Sequence of Event，事件順序)等)。
[0004]輸入通道的數(shù)字量信號(hào)分為有源和無(wú)源信號(hào)，有源信號(hào)又分為直流電壓信號(hào)和交流電壓信號(hào)，無(wú)源信號(hào)通常通過(guò)提供電壓將無(wú)源信號(hào)轉(zhuǎn)換成有源信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。隨著過(guò)程控制技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用上的發(fā)展，過(guò)程通道的性能、可靠性要求尤為重要。在數(shù)字量信號(hào)采集過(guò)程中，由于數(shù)字量輸入回路電流過(guò)大造成的通道設(shè)備損壞及采集結(jié)果錯(cuò)誤造成的影響應(yīng)極力避免，通常的措施是在輸入回路串入熱敏電阻、保險(xiǎn)絲等保護(hù)措施，但當(dāng)保險(xiǎn)絲等熔斷后，信號(hào)即失效，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并等待更換維修通道設(shè)備，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制有較大的隱患
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法，避免了因?yàn)閿?shù)字量輸入回路電流過(guò)大造成的輸入通道設(shè)備損壞、過(guò)程控制系統(tǒng)采集結(jié)果錯(cuò)誤造成的影響。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路，包括電流檢測(cè)電路和限流電路;所述電流檢測(cè)電路連接在限流電路中的三極管放大器Q1的基極與發(fā)射極之間，限流電路的輸入端用于與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，其輸出端用于與數(shù)字量輸入回路連接，電流檢測(cè)電路利用三極管放大器的工作原理控制限流電路的開(kāi)、關(guān)。
[0008]進(jìn)一步地，所述限流電路包括三極管放大器Q1和第一電阻R1，第一電阻R1為三極管放大器Q1的集電極電阻，三極管放大器Q1通過(guò)第一電阻R1與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，三極管放大器Q1的基極和集電極還分別與數(shù)字量輸入回路連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述電流檢測(cè)電路包括第二電阻R2,第二電阻R2的兩端分別與三極管放大器Q1的基極和發(fā)射極連接。
[0010]—種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法，包括以下步驟:[〇〇11]設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im;
[0012]獲得數(shù)字量輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸入電流Iin和流過(guò)數(shù)字量輸入回路的電流II;[0〇13]比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行。
[0014]進(jìn)一步地，所述設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im具體包括:根據(jù)數(shù)字量輸入回路的工作參數(shù):額定工作電流為Ia，可通過(guò)極限電流Ib，設(shè)定保護(hù)電流限值Ia<Im〈Ib。 [〇〇15]進(jìn)一步地，所述比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)IIm時(shí)，三極管放大器Q1工作在截止區(qū)，流經(jīng)限流電路的電流12 = 0,限流電路不啟動(dòng)，數(shù)字量輸入回路電流Iin不受限制，Il = Iin，數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行。[0〇16]進(jìn)一步地，所述比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)Iin>Im時(shí)，三極管放大器Q1工作在放大區(qū)，對(duì)數(shù)字量輸入回路進(jìn)行限流、分流，使流經(jīng)限流電路的電流12 = I in-11，限流電路啟動(dòng)，數(shù)字量輸入回路的電流II保持Im，正常工作。[〇〇17]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明提出一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路及方法，有效地保護(hù)過(guò)程通道的數(shù)字量輸入回路電不受過(guò)電流的損害，并改進(jìn)以往數(shù)字量輸入回路使用保險(xiǎn)絲保護(hù)等方法造成輸入回路失效的情況，保證在過(guò)流狀態(tài)下數(shù)字量輸入回路仍能正常工作，保證了過(guò)程通道的可靠性，提高過(guò)程控制的控制效果;無(wú)需龐雜的檢測(cè)電路和控制邏輯，實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單可行、成本非常低廉。【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的過(guò)流保護(hù)電路原理圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的過(guò)流保護(hù)方法流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
[0023]如圖1所示，一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路，包括電流檢測(cè)電路和限流電路； 所述電流檢測(cè)電路連接在限流電路中的三極管放大器Q1的基極與發(fā)射極之間，限流電路的輸入端用于與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，其輸出端用于與數(shù)字量輸入回路連接，電流檢測(cè)電路利用三極管放大器的工作原理控制限流電路的開(kāi)、關(guān)。[〇〇24] 進(jìn)一步地，所述限流電路包括三極管放大器Q1和第一電阻R1，第一電阻R1為三極管放大器Q1的集電極電阻，三極管放大器Q1通過(guò)第一電阻R1與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，三極管放大器Q1的基極和集電極還分別與數(shù)字量輸入回路連接。[〇〇25] 進(jìn)一步地，所述電流檢測(cè)電路包括第二電阻R2,第二電阻R2的兩端分別與三極管放大器Q1的基極和發(fā)射極連接。
[0026]如圖2所示，一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0027]設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im;進(jìn)一步地，所述設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im具體包括:根據(jù)數(shù)字量輸入回路的工作參數(shù):額定工作電流為Ia，可通過(guò)極限電流Ib，設(shè)定保護(hù)電流限值Ia<Im〈Ib。
[0028]獲得數(shù)字量輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸入電流I in和流過(guò)數(shù)字量輸入回路的電流II;通過(guò)數(shù)字量輸入回路的電流11，經(jīng)過(guò)第二電阻R2，從而產(chǎn)生電壓Ur = 11 *R2，Ur隨著11的增大而增大。[〇〇29]比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行。
[0030]進(jìn)一步地，所述比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)I in<Im時(shí)，Ur較小，不足以使限流電路動(dòng)作， 三極管放大器Q1工作在截止區(qū)，流經(jīng)限流電路的電流12 = 0,限流電路不啟動(dòng)，全部電流都由數(shù)字量輸入回路流過(guò)，數(shù)字量輸入回路電流II不受限制，Il = Iin，數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行。[0〇31 ]進(jìn)一步地，所述比較輸入電流I i n和保護(hù)電流限值I m，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)Iin>Im時(shí)，Ur大于限流電路動(dòng)作閾值，限流電路啟動(dòng)，三極管放大器Q1工作在放大區(qū)，集電極電流=電流放大系數(shù)*基極電流，對(duì)數(shù)字量輸入回路進(jìn)行限流、分流，使流經(jīng)限流電路的電流I2 = Iin-1l，數(shù)字量輸入回路的電流II保持Im，正常工作。[〇〇32]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素， 而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過(guò)程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。
[0033]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路，其特征在于:包括電流檢測(cè)電路和限流電路;所 述電流檢測(cè)電路連接在限流電路中的三極管放大器Q1的基極與發(fā)射極之間，限流電路的輸 入端用于與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，其輸出端用于與數(shù)字量輸入回路連接，電流檢測(cè)電路利 用三極管放大器的工作原理控制限流電路的開(kāi)、關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路:所述限流電路包括三極 管放大器Q1和第一電阻R1，第一電阻R1為三極管放大器Q1的集電極電阻，三極管放大器Q1 通過(guò)第一電阻R1與數(shù)字量輸入信號(hào)連接，三極管放大器Q1的基極和集電極還分別與數(shù)字量 輸入回路連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路:所述電流檢測(cè)電路包括 第二電阻R2,第二電阻R2的兩端分別與三極管放大器Q1的基極和發(fā)射極連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法， 其特征在于，包括以下步驟:設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im;獲得數(shù)字量輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸入電流I in和流過(guò)數(shù)字量輸入回路的電流II;比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回 路正常運(yùn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法，其特征在于: 所述設(shè)定數(shù)字量輸入回路的保護(hù)電流限值Im具體包括:根據(jù)數(shù)字量輸入回路的工作參數(shù): 額定工作電流為Ia，可通過(guò)極限電流Ib，設(shè)定保護(hù)電流限值Ia<Im〈Ib。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法，其特征在于: 所述比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回 路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)IinSlm時(shí)，三極管放大器Q1工作在截止區(qū)，流經(jīng)限流電路的電流 12 = 0,限流電路不啟動(dòng)，數(shù)字量輸入回路電流Iin不受限制，Il = Iin，數(shù)字量輸入回路正常 運(yùn)行。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)字量輸入回路過(guò)流保護(hù)電路的保護(hù)方法，其特征在于: 所述比較輸入電流Iin和保護(hù)電流限值Im，控制限流電路的開(kāi)、關(guān)，從而保證數(shù)字量輸入回 路正常運(yùn)行，具體包括:當(dāng)Iin>Im時(shí)，三極管放大器Q1工作在放大區(qū)，對(duì)數(shù)字量輸入回路進(jìn) 行限流、分流，使流經(jīng)限流電路的電流12 = I in-11，限流電路啟動(dòng)，數(shù)字量輸入回路的電流 II保持Im，正常工作。
【文檔編號(hào)】G05F1/573GK105974993SQ201610510611
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】王丹麟, 吳勝華, 馬偉東, 田海波, 王鵬, 劉斌, 楊春瑜, 廖環(huán)宇
【申請(qǐng)人】南京國(guó)電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司