開關量輸入信號狀態的檢測裝置的製作方法
2023-08-03 10:22:41 2
專利名稱：：開關量輸入信號狀態的檢測裝置的製作方法
技術領域：
：本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置是一種電子產品。具體的說是一種對外部電器開關狀態採集的數字輸入信號進行檢測的裝置。
背景技術：
：目前，數字量輸入模塊只能夠檢査數字量信號是高(+24V)還是低(0V)，而不能夠檢査輸入是否懸空。列車上機械震動比較劇烈，如果DI模塊的輸入信號線在運行中鬆動，則輸入信號線處於懸空狀態，傳統的數字量輸入模塊不能判斷出此故障，將會輸入錯誤數據，可能會造成誤操作。另外，傳統的數字量輸入模塊的輸入信號始終導通，會造成一定的能耗，並且增加電路板的熱量，造成電路運行不穩定，嚴重的影響了控制準確性。針對上述現有技術中所存在的問題，研究設計一種新型的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，從而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。
發明內容鑑於上述現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是研究設計一種新型的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，能夠檢驗數字量輸入信號的高、低以及懸空狀態，並且能夠對電路進行自檢。從而解決被採集的輸入信號線鬆動、懸空所引起的誤檢測問題。本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置是由16路數字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅動電路構成。16路被測輸入信號經過轉換隔離後，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路。CPU輸出兩個控制信號PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路。CPU採樣後的數字量數據通過CAN總線發送到CAN網絡。本實用新型所述的CPU採用MC68K系列單片機。本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置正常工作時，CPU軟體計算出採樣窗口，每1秒鐘分配一個18毫秒的採樣窗口，在每個採樣窗口中，CPU控制PULS1、PULSO的波形如附圖5所示，同時在採樣窗口中對每一個輸入I1…I16採樣3次，得到3個採樣值。參考圖4，如果輸入信號IN15為高電平，在第一個採樣點時，PULS0有效，NPS與地端導通，電流流經D7，Rll，H3，R13，D9，使光耦導通，115的採樣值為0(低電平);在第二個採樣點，PULS1有效，PULSO無效，光耦不導通，115的採樣值為1(高電平)；在第三個採樣點，PULS1和PULS0都有效，電流流經D6，Rll，H3，R13，D9，光耦導通，115的釆樣值為0，三次採樣值為OIO，證明輸入信號確實是高電位。如果輸入信號IN15為低電平，在第一個採樣點時，PULSO有效，電路不導通，115的採樣值為1;在第二個採樣點，PULS1有效，PULSO無效，電流流經D6，Rll，H3，R13，D8，使光耦導通，115的採樣值為O;在第三個採樣點，PULS1和PULSO都有效，電流流經D6，Rll，H3，R13，D9，光耦導通，115的採樣值為0，三次採樣值為IOO。證明輸入信號確實是低電位。同樣可以推導出輸入懸空狀態時的採樣值為110，以及其它幾種工作狀態。表l所列是各種採樣值與輸入端狀態和電路故障的對應表。本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，能夠檢驗數字量輸入信號的"高"，"低"或"懸空"狀態，並且能夠對電路中易損壞的光耦器件以及前端進行自檢。本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置的分時採樣方法，對數字量輸入信號進行間隔採樣，在CPU輸入信號時才開啟輸入信號與電源或地端的通路。本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，能夠檢驗數字量輸入信號的高，低以及懸空狀態，並且能夠對電路進行自檢。另外對數字量輸入信號進行間隔釆樣，能夠有效降低電路板熱量。本發明具有結構新穎、簡單實用、檢測準確、功能齊全等優點，其大批量投入市場必將產生積極的社會效益和顯著的經濟效益。本實用新型共有五張附圖，其中附圖1、數字量輸入模塊結構圖附圖2、PPS控制電路原理圖附圖3、NPS控制電路原理圖附圖4、一個通道的數字量輸入電路原理圖附圖5、採樣窗口，PULS1，PULSO波形具體實施方式本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置總體結構如圖1所示，是由16路數字量輸入模塊，PPS控制電路，NPS控制電路，CPU，以及CAN驅動電路構成，CPU採用MC68K系列單片機，採樣後的數字量數據通過CAN總線發送到CAN網絡，如車輛控制單元。16路輸入經過轉換隔離連接到CPU的10引腳，CPU輸出兩個控制信號PULS1和PULSO控制PPS控制電路和NPS控制電路。本實用新型所述的PPS控制電路如圖2所示，此電路用於控制16路數字量輸入電路與電源端(+24V)的導通於關斷，導通與關斷控制波形如圖5所示，此電路通過光耦Hl及附屬電路將信號PULS1和PPS進行電氣隔離。本實用新型所述的NPS控制電路如圖3所示，此電路用於控制16路數字量輸入電路與地端(0V)的導通於關斷，導通與關斷控制波形如圖5所示，此電路通過光耦H2及附屬電路將信號PULS0和NPS進行電氣隔離。每一個數字量輸入通道電路相同，第15路輸入電路如圖4所示，通過控制PPS和NPS的波形對外部輸入信號分時採樣，得到輸入信號波形115，在CPU內對I15進行分析，即可判斷出輸入端IN15的狀態是"高"，"低"或"懸空"。附表l:採樣值和對應結論。tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、一種開關量輸入信號狀態的檢測裝置，其特徵在於是由16路數字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅動電路構成；16路被測輸入信號經過轉換隔離後，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路；CPU輸出兩個控制信號PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路；CPU採樣後的數字量數據通過CAN總線轉送到其他智能設備中。2、根據權利要求1所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，其特徵在於CPU採用MC68K系列單片機。專利摘要本實用新型所述的開關量輸入信號狀態的檢測裝置，是一種電子產品，具體的說是一種對外部電器開關狀態採集的數字輸入信號進行檢測的裝置。是由16路數字量輸入模塊、PPS控制電路、NPS控制電路、CPU以及CAN驅動電路構成。16路被測輸入信號經過轉換隔離後，連接到CPU的IO引腳和PPS控制電路以及NPS控制電路。CPU輸出兩個控制信號PULS1和PULS0，去控制PPS控制電路和NPS控制電路。CPU採樣後的數字量數據通過CAN總線發送到CAN網絡。CPU採用MC68K系列單片機。本實用新型具有結構新穎、簡單實用、檢測準確、功能齊全等特點，故屬於一種集經濟性與實用性為一體的新型開關量輸入信號狀態的檢測裝置。文檔編號G05B19/048GK201134026SQ20072001619公開日2008年10月15日申請日期2007年11月26日優先權日2007年11月26日發明者瑞劉,劉維洋,林潔晗,鋒王申請人:謝步明