[发明专利]开关信号的采集方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，特别涉及一种开关信号的采集方法及系统。

背景技术

在工业自动化控制领域中，需根据所采集的控制现场的开关信号的状态对控制现场的设备进行相应的控制。由此可见，所采集的控制现场的开关信号的状态的准确与否至关重要。

现有技术中的采集方法，只能根据所采集的开关信号将开关的状态判断为闭合或打开状态。而在实际应用中，当开关到采集装置之间的接线出现故障时，将对采集装置所采集的开关信号造成影响。因此，采用现有技术中的方法，当开关到采集装置之间接线出现故障（短路故障或断路故障等）时，将会造成对开关状态的误判，进而使得对控制现场的设备的控制不精准。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供开关信号的采集方法及系统，用以区分开关状态和接线故障状态，从而使得对控制现场的控制更加精准。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种开关信号的采集方法，包括：

将所输入的开关信号的电压值依次与N个阈值电压值的大小进行比较；

其中，所述N个阈值电压值是由N个预设阈值经数模转换得到；所述N个预设阈值由小到大依次为第一阈值、第二阈值至第N阈值，向两侧延伸的第一阈值和第N阈值分别组成为接线故障状态的阈值区间，其余两两相邻的阈值间共组成N-1个为开关状态的阈值区间，所述N为大于3的自然数；

当所述开关信号的电压值大于等于所述阈值电压值时，将第一电平作为比较值输出；

当所述开关信号的电压值小于所述阈值电压值时，将第二电平作为比较值输出；其中，所述比较值的总数为N个；

根据所述第一电平和/或第二电平，确定所述开关信号所属的阈值区间的状态。

优选的，所述根据所述第一电平和/或第二电平，确定所述开关信号所属的阈值区间的状态的过程，包括：

检测N个比较值中所述第一电平和第二电平的分布状况；

当所述N个比较值均为所述第一电平时，确定所输入的开关信号所属的阈值区间为由所述第N阈值向外延伸所组成的，为接线故障状态；

当所述N个比较值均为所述第二电平时，确认所输入的开关信号所属的阈值区间为所述第一阈值向外延伸所组成的，为接线故障状态；

当所述N个比较值中所述第一电平和第二电平均存在时，确认所输入的开关信号所属的阈值区间为N-1个阈值区间中的任一阈值区间，为开关状态。

优选的，所述将所输入的开关信号的电压值依次与N个阈值电压值的大小进行比较之前，还包括：

对所输入的开关信号进行高频或低频滤波。

优选的，将N个预设阈值经数模转换得到N个阈值电压值之后，还包括：

对所述N个阈值电压值进行阻抗变换。

优选的，当预设4个阈值时，按由小到大依次为第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值；

所述第一阈值与所述第二阈值所组成的阈值区间的状态为开关打开状态；

所述第二阈值与所述第三阈值所组成的阈值区间的状态为开关无效状态；

所述第三阈值与所述第四阈值所组成的阈值区间的状态为开关闭合状态；

所述第一阈值向外延伸所组成的阈值区间的状态为接线断路状态；

所述第四阈值向外延伸所组成的阈值区间的状态为接线短路状态；

其中，所述开关打开状态、开关无效状态和开关闭合状态为所述开关状态，所述接线断路状态和接线短路状态为所述接线故障状态。

一种开关信号的采集系统，包括：

数模转换器DAC用于，将N个预设的阈值转换为N个阈值电压值；

其中，N个阈值由小到大依次为第一阈值、第二阈值直至第N阈值，向两侧延伸的第一阈值和第N阈值分别组成为接线故障状态的阈值区间，其余两两相邻的阈值共组成N-1个为开关状态的阈值区间，所述N为大于3的自然数；

电压比较器用于，将输入的开关信号的电压值依次与N个阈值电压值的大小进行比较，且当所述开关信号的电压值大于所述阈值电压时，将第一电平作为比较值输出，当所述开关信号的电压值小于所述阈值电压时，将第二电平作为比较值输出；其中，所述比较值的总数为N个；

中央处理器CPU用于，根据所述第一电平和/或第二电平，确定所输入的开关信号所属的阈值区间的状态。

优选的，所述系统还包括：滤波电路用于，对输入的开关信号进行高频或低频滤波。

优选的，所述系统还包括：电压跟随器用于，对经所述DAC转换后的N个阈值电压值进行阻抗变换。