一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统自检保护控制技术领域，具体来说涉及一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路的方法及使用该方法的装置。
【背景技术】
[0002]在电力系统变电站自动化和工业控制自动化装置中，通常设置开关量输入(以下也简称开入)采集回路来获取某些重要数字信号量的状态，为后续保护控制操作提供必要依据。对于开关量输入回路的实现，通常是利用开入信号的电能驱动输入回路光耦的原边，在光耦副边通过上拉电阻将开入信号的状态变化转换为电压信号，再由CPU的相关接口进行电压信号的判别，从而辨别出外部数字量信号的逻辑状态。对开入信号状态的准确辨识是实现保护系统控制功能的一个重要前提，同时，对开入状态的错误判别也是发生设备异常动作的重要原因之一，要想保证能够正确判别开入信号状态，开关量输入回路本身正常与否是个首要前提，也就有必要对其不间断进行自检判断。
[0003]常规的开关量输入回路的自检方法，一般都是在输入回路中直接以电气连接形式并联一个自检输入电路，由CPU的10 口来控制提供一个自检脉冲信号，然后再经由开入回路的CPU数据采集端口对该自检信号进行识别。
[0004]采用上述开入采集回路自检方法的装置存在两个典型问题:
[0005]1.自检输入电路与开入采集回路没有有效的电气隔离，由开关量输入回路引入的干扰信号很容易导致自检电路损坏，进而导致无法正常实现自检功能。
[0006]2.由CPU 10 口输出的自检信号是一种方波信号，容易与正常的开入信号混淆导致自检误判或者开入误动作。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是:在不影响开关量输入信号正常的采集和判断的前提下，对开关量输入回路进行实时在线自检，并且还要保证自检电路的高隔离和高可靠性。
[0008]为实现上述发明目的，本发明提供如下解决方案:
[0009]—种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，具体包括如下内容:
[0010]CPU的10管脚控制产生一个尖峰自检脉冲信号，通过脉冲注入回路将该自检脉冲信号引入开关量输入回路，经过开关量输入回路的光耦再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断；
[0011]所述脉冲注入回路包括高速光耦、光M0S管、电阻、高压安规电容，所述CPU的10管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光M0S管的输入端，光M0S管的源极连接电源的公共正极，光M0S管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路；
[0012]所述开关量输入回路中，在光耦的输入端和开关量信号输入端之间串联有两个电阻，脉冲注入回路的接入点位于这两个串联的电阻之间。这样能够有效减少脉冲注入回路和开关量信号输入回路之间的相互影响，有利于保护各自的电路使其不易被损坏。
[0013]本发明的有益效果:本发明可以实现在不影响正常的开关量信号采集的情况下，对开入回路进行在线实时自检；同时还能够保证自检回路与开入回路之间的高隔离性，使得二者之间不会产生相互干扰，尤其是还能保证当自检回路发生损坏时不影响开入回路的正常使用。
【附图说明】
[0014]图1为常规方式的开关量输入回路和自检电路；
[0015]图2(a)为本发明的脉冲发生电路；
[0016]图2(b)为本发明的开关量输入回路和自检采集电路。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明专利进一步详细说明。
[0018]—种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，如图1所示，具体包括如下内容:
[0019]CPU的10管脚控制产生一个尖峰自检脉冲信号，通过脉冲注入回路将该自检脉冲信号引入开关量输入回路，经过开关量输入回路的光耦再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断；
[0020]所述脉冲注入回路如图2 (a)所示，包括高速光耦、光M0S管、电阻、高压安规电容，所述CPU的10管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光M0S管的输入端，光M0S管的源极连接电源的公共正极，光M0S管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路，如图2(b)所示；
[0021]所述开关量输入回路中，在光耦的输入端和开关量信号输入端之间串联有两个电阻，脉冲注入回路的接入点位于这两个串联的电阻之间。这样能够有效减少脉冲注入回路和开关量信号输入回路之间的相互影响，有利于保护各自的电路使其不易被损坏。
[0022]通过高压安规电容实现自检脉冲信号的注入，对于正常的开关量采集回路，只相当于一个脉冲毛刺，很容易区分开；即使自检电路出现故障，也可以最大限度的减少CPU对正常开关量信号采集和判断的影响。
[0023]对每次采集到的开关量输入回路光耦副边输出的自检波形进行存储和对比判断，从而判断开关量输入回路的完好性。
[0024]不同于常规开入自检回路的自检信号以电气连接直接接入开入回路的方式，本发明方法的实施方式是由高压安规电容组成注入回路，并由光耦和M0S管组成驱动电路，由CPU的10 口控制光M0S管的导通和关闭，进而在高压安规电容和开入回路的接入端产生一个尖峰脉冲自检信号，再经由开入回路最后由CPU的ADC模数转换管脚采集和识别。
[0025]在注入脉冲产生回路中，由CPU的10管脚控制高速光耦输出一个方波信号，控制光M0S管的输入端，然后在M0S管的输出端会产生一个确定的导通波形，再通过高压安规电容注入开入回路，最后在开入回路光耦的输入端会形成一个尖峰脉冲波。
[0026]开入回路的光耦副边输出端接到CPU的ADC模数转换管脚，CPU会对每次自检时尖峰脉冲自检波形经由光耦后的输出波形进行采集、存储、分析和对比，从而实现对开关量输入回路的完整性和正确性的自检判断功能。
[0027]通过该种方法可以定期实时对装置单板上的开关量信号输入回路进行在线自检，一方面不会影响装置本身的正常运行，另一方面还能避免自检回路因受开入回路干扰信号导致损坏而使得无法正常进行自检。
[0028]本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本
【发明内容】
所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，其特征在于具体包括如下内容: CPU的10管脚控制产生一个尖峰自检脉冲信号，通过脉冲注入回路将该自检脉冲信号引入开关量输入回路，经过开关量输入回路的光耦再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断； 所述脉冲注入回路包括高速光耦、光M0S管、电阻、高压安规电容，所述CPU的10管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光M0S管的输入端，光M0S管的源极连接电源的公共正极，光M0S管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路； 所述开关量输入回路中，在光耦的输入端和开关量信号输入端之间串联有两个电阻，脉冲注入回路的接入点位于这两个串联的电阻之间。2.根据权利要求1所述的基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，其特征在于:对每次采集到的开关量输入回路光耦副边输出的自检脉冲波形进行存储和对比判断，从而判断开关量输入回路的完好性。
【专利摘要】本发明提供一种基于脉冲注入法实现开关量输入回路的自检电路，通过CPU的IO管脚控制产生尖峰自检脉冲，经过高压电容注入到开关量输入回路，经过光耦后再由CPU的ADC模数转换管脚采集并进行判断；脉冲注入电路主要由高速光耦、光MOS管、电阻、高压安规电容构成，CPU的IO管脚连接高速光耦的输入端，高速光耦的输出端连接光MOS管的输入端，光MOS管的源极连接电源的公共正极，光MOS管的漏极连接高压安规电容的一端，高压安规电容的另一端接入开关量输入回路；由CPU的IO管脚驱动产生尖峰自检脉冲信号注入开关量输入回路以后，由CPU的ADC模数转换管脚采集光耦副边的波形，并进行处理、分析和比对，从而实现对开关量输入回路完好性的自检判断；这种自检方式可以在开入信号处于任何状态下应用，并且该自检电路具有极高的隔离能力和可靠性。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105404199
【申请号】CN201510776580
【发明人】陶文伟, 李金 , 胡荣, 周红阳, 张喜铭, 樊腾飞, 秦红霞, 刘志超, 叶艳军, 游涛
【申请人】中国南方电网有限责任公司, 北京四方继保自动化股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月12日