[发明专利]检测数字输入信号线连通性的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域中检测数字输入信号线的连通性的装置及方法。具体地涉及针对将各类传感器的干触点输出信号连接到可编程控制器（PLC）的数字输入端的信号连接线的连通性进行检测的装置及方法。

背景技术

在工业控制领域中，通常使用各类传感器来获得受控点的变化量，并将所检测的变化量通过信号线传送到PLC进行处理。一般地，传感器通过其干触点来输出代表上述变化量的信号。

但是在PLC输入端是数字输入端且传感器经由其干触点输出感测信号的情况下，如果连接传感器输出端和PLC输入端的数字输入通道的信号线出现断路，则PLC控制器很难分辨是PLC的数字输入通道的信号线出现断路的情况还是信号线无断路但传感器的干触点处于正常断开状态的情况，因为PLC的数字输入通道的信号线出现断路的情况与信号线无断路但传感器的干触点处于正常断开状态的情况的两种情况下，PLC数字输入端的信号的状态是完全一样的。

为了区分是PLC的数字输入通道的信号线出现断路的情况还是信号线无断路但传感器的干触点处于正常断开状态的情况，传统的做法是在传感器的干触点上并联或串联一个电阻器，如图1所示。图1是现有技术中检测PLC的数字输入信号线的连通性的原理图。在图1中，传感器串联连接在PLC的数字输入通道中，并由直流电压24V供电，其中在传感器的干触点上并联一个电阻器并且串联一个电阻器。

在图1中，如果连接传感器输出端和PLC输入端的信号线没有出现断路，则：当传感器的干触点正常断开时，从供电电源侧看过去，PLC的数字输入端DI+和DI-COM所连接的数字输入通道的总的输入电阻是R1+R2+Rin，其中R1是与传感器的干触点串联的电阻器的电阻值，R2是与传感器的干触点并联的电阻器的电阻值，Rin是数字输入通道的等效电阻值；当传感器干触点正常闭合时，数字输入通道的总的输入电阻是R1+Rin。

如果连接传感器输出端和PLC输入端的信号线出现断路时，则：无论传感器的干触点处于正常断开还是正常闭合时，数字输入通道的总的输入电阻是无穷大∞。

进一步地，数字输入通道的总的输入电阻的不同确定了不同的输入电流，不同的输入电流经由参考电阻器产生了不同的电压，对这些不同的电压进行测试或比较，PLC控制器就可以判断出其数字输入通道是否处于断路的状态。

但是，图1的上述传统做法存在以下缺点：

1）对于PLC控制器的每一个数字输入通道，均需要设计一个测试或比较电路，非常复杂且使得成本增加；

2）在每个数字输入通道中并联或串联的电阻器的阻值选择并不容易，因为对于PLC控制器不同类型的数字输入通道、不同的现场模块、不同的生产厂商，所选择的电阻器的阻值各不相同。

3）测试电路中一直存在着测试电流，这也增加了产品的功耗。

4）对于一些老的旧的PLC产品或系统，难于进行信号线连通性的检测。

因此，需要一种针对将各类传感器的干触点输出信号连接到可编程控制器（PLC）的数字输入端的信号连接线的连通性进行检测的简单有效的装置及方法。

发明内容

本发明通过提供一种检测PLC的数字输入信号线路的连通性的装置和方法来克服现有技术中的上述缺点，从而达到简单有效地检测各类传感器的干触点输出信号连接到可编程控制器（PLC）的数字输入端的信号连接线的连通性的目的。

根据本发明的一方面，提供一种检测PLC的数字输入信号线路的连通性的装置，其中所述数字输入信号线路中串联有由直流电压供电的传感器，所述装置包括：电容器，并联在传感器的干触点上；三端开关，所述三端开关的公共端与第一接触端串联在输入输入信号线路中，所述三端开关的第一接触端连接到数字输入信号线路的输入公共端，所述三端开关的第二接触端连接到直流电压上。其中，当通过PLC控制器内部控制三端开关的公共端到第一、二接触端的通断时，根据PLC控制器在数字输入通道中是否检测到电流脉冲，所述装置判断PLC的数字输入信号线路中是否存在断路。

其中，当通过PLC控制器内部控制三端开关的公共端到第一、二接触端的通断，PLC控制器在数字输入通道中检测到电流脉冲时，所述装置判断PLC的数字输入信号线路中不存在断路。

其中，当通过PLC控制器内部控制三端开关的公共端到第一、二接触端的通断，PLC控制器在数字输入通道中检测不到电流脉冲时，所述装置判断PLC的数字输入信号线路中存在断路。

其中所述直流电压为24V。

所述三端开关为单刀双置类型，所述三端开关由晶体管或推挽式晶体管之一来实现。