斷開檢測裝置和方法
2024-01-20 21:07:15 2
斷開檢測裝置和方法
【專利摘要】本發明提供了一種斷開檢測裝置和方法，該斷開檢測裝置用於檢測在電流信號輸出設備與接收PLC模擬電流輸出模塊的電流信號的外部設備之間是否存在斷開。根據實施例的斷開檢測裝置包括：監控單元，其根據從所述電流信號輸出設備輸入的電流信號是否被施加至所述外部設備而生成不同的電壓；基準電壓生成單元，其生成基準電壓；比較單元，其根據通過比較從所述監控單元生成的電壓與所述基準電壓而得到的結果來輸出電壓；以及切換單元，其基於從所述比較單元輸出的電壓來輸出斷開檢測信號。
【專利說明】斷開檢測裝置和方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種斷開檢測裝置和方法，並且更特別地涉及一種用於檢測諸如PLC模擬電流輸出模塊的電流信號輸出設備與接收電流信號的外部設備之間是否存在斷開的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]各種電流信號輸出設備正用於傳送電流信號至其他設備。用在可編程邏輯控制器(PLC)中的模擬電流輸出模塊是電流信號輸出設備的示例，其將範圍從大約OmA至大約20mA或從大約4mA至大約20mA的直流電流傳送至外部設備。
[0003]然而，如果電流信號輸出設備與外部設備之間的接線狀態差，則電流不在兩者之間流動。
[0004]如果操作者用肉眼檢查接線狀態，則通常很難準確地檢測到斷開。斷開可能由於各種因素而發生，例如，當其護套不合要求地脫落的電線被連接至模擬電流輸出模塊的接線板或外部設備的接線板時，或者當導電狀態由於電線與接線板的引腳之間引入的異物而變差時。
[0005]此處，如果操作者不能夠準確地檢查接線狀態並且不能夠確定模擬電流輸出模塊自身具有問題，則這會造成操作者花費大量的時間和成本用於故障查找。
【發明內容】
[0006]實施例提供一種能夠檢測諸如PLC模擬電流輸出模塊的所有種類的電流信號輸出設備與外部設備之間的連接狀態的斷開檢測裝置。
[0007]實施例還提供一種根據實施例的斷開檢測裝置，包括:監控單元，其根據從電流信號輸出設備輸入的電流信號是否被施加至外部設備而生成不同的電壓；基準電壓生成單元，其生成基準電壓；比較單元，其根據通過比較從所述監控單元生成的電壓與所述基準電壓而得到的結果來輸出電壓；以及切換單元，其基於從所述比較單元輸出的電壓來輸出斷開檢測信號。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是圖示出根據實施例電流信號輸出設備與外部設備之間的連接的框圖。
[0009]圖2是圖示出根據實施例的斷開檢測裝置的示例的框圖。
[0010]圖3是根據實施例的斷開檢測裝置的等效電路圖。
[0011]圖4是示出根據實施例的斷開檢測裝置的操作狀態的示例性表格。
【具體實施方式】
[0012]在本說明書和權利要求書中使用的術語和詞語不應當被解釋為限於公認的或詞典的意思，而是應當由發明人基於他/她能夠定義術語以便以被其他人明白的最好方式來描述他/她的發明而被理解為適當的概念。
[0013]因此，在此描述的實施例和附圖只是示例性的並且是非無遺漏的，並且將理解的是，可以作出各種改進和等同方案來取代這些實施例。
[0014]在下文中，下面將參照附圖更詳細地描述優選實施例。
[0015]圖1是圖示出根據實施例電流信號輸出設備與外部設備之間的連接的框圖。
[0016]參照圖1，電流信號輸出設備13 (諸如在可編程邏輯控制器(PLC)中使用的模擬電流輸出模塊)，輸出電流信號至與其連接的外部設備11。
[0017]外部設備11可以是各種類型的設備。從電流信號輸出設備13輸出的電流信號被傳送至外部設備11，並且根據電流信號來操作外部設備11。外部設備11可以具有各種負載值。例如，根據國際電子技術委員會的標準(IEC6113)，最大的負載電阻值是大約600Ω或小於600 Ω。
[0018]斷開檢測裝置20可以檢測電流信號輸出設備13與外部設備11之間的電線是否被切斷。
[0019]圖2是圖示出根據實施例的斷開檢測裝置的示例的框圖。
[0020]參照圖2，斷開檢測裝置20包括監控單元21、基準電壓生成單元22、比較單元23以及切換單元24。
[0021]監控單元21根據從電流信號輸出設備13輸入的電流信號是否流經外部設備11而生成不同的電壓。基準電壓生成單元22生成具有特定電平的基準電壓。
[0022]例如，當電流信號不流經外部設備11時，監控單元21可以生成大於基準電壓的電壓。而且，當電流信號流經外部設備11時，監控單元21可以生成小於基準電壓的電壓。
[0023]可替代地，當電流信號不流經外部設備11時，監控單元21可以生成小於基準電壓的電壓。而且，當電流信號流經外部設備11時，監控單元21可以生成大於基準電壓的電壓。
[0024]因此，當電流信號不流經外部設備11時，監控單元21可以生成大於或小於基準電壓的電壓。而且，當電流信號流經外部設備11時，監控單元21可以生成小於或大於基準電壓的電壓。
[0025]比較單元23可以根據從監控單元21生成的電壓與基準電壓之間的差來輸出正(+ )電壓或負(_)電壓。
[0026]例如，當從監控單元21生成的電壓大於從基準電壓生成單元22生成的基準電壓時，比較單元23可以輸出負電壓。而且，當從監控單元21生成的電壓小於從基準電壓生成單元22生成的基準電壓時，比較單元23可以輸出正電壓。
[0027]可替代地，當從監控單元21生成的電壓大於從基準電壓生成單元22生成的基準電壓時，比較單元23可以輸出正電壓。而且，當從監控單元21生成的電壓小於從基準電壓生成單元22生成的基準電壓時，比較單元23可以輸出負電壓。
[0028]切換單元24可以通過使用從比較單元23輸出的電壓來輸出斷開檢測信號。此處，斷開檢測信號被稱為表示電線是否斷開的信號。
[0029]也就是說，斷開檢測裝置20可以根據電線斷開和連接時的狀態而輸出不同的電壓，從而通過使用不同的電壓來通知操作者電線是否斷開。
[0030]圖3是根據實施例的斷開檢測裝置的等效電路圖。
[0031]參照圖3，比較單元23使用運算放大器(OP Amp) 23-1進行配置。OP Amp23_l自身接收大約-12V和大約+18v的電壓。反相輸入端(IN-)接收從監控單元21生成的電壓，而非反相輸入端(IN+)接收從基準電壓生成單元22生成的基準電壓。
[0032]監控單元21可以使用連接在電源(例如，18V電壓)與OP Amp23_l的反相輸入端(IN-)之間的電阻器元件Rll而進行配置。而且，連接至OP Amp23-1的反相輸入端(IN-)的電阻器元件的接點可以連接至電流信號被輸出到外部設備11所通過的接點。也就是說，從電流信號輸出設備13輸入的電流信號經過電阻器元件Rll的接點被傳送到外部設備11。
[0033]基準電壓生成單元22可以通過使用連接在電源(例如，大約18V的電壓)與地之間的分壓電阻器元件R21和R22而進行配置。
[0034]分壓電阻器元件的公共接點被連接至OP Amp23_l的非反相輸入端(IN+)。大約+18V的電壓被分壓電阻器元件劃分以被施加至分壓電阻器元件R21和R22的公共接點，因此劃分後的電壓被定義為基準電壓。
[0035]切換單元24可以使用電晶體FETl和電阻器元件R41進行配置，電晶體FETl的柵極端連接至OP Amp23-1的輸出端0UT，電阻器元件R41連接在電源(例如，大約5V的電壓)與電晶體FETl的源極端之間。可使用各種類型的電晶體，例如，可以使用場效應電晶體(FET)。
[0036]電晶體FETl的漏極端連接至地AGND，並且電晶體FETl根據OP Amp23_l的輸出電壓而被導通/關斷。
[0037]此處，被施加至電晶體FETl的源極端的電壓可以起到表示電線是否斷開的斷開檢測信號的作用。
[0038]圖4是示出根據實施例的斷開檢測裝置的操作狀態的示例性表格。
[0039]現在將參照圖4描述根據圖3中實施例的斷開檢測裝置的操作。
[0040]此處，假定分壓電阻器元件R21和R22的電阻值分別為49.9K Ω和147K Ω，外部設備11的負載電阻值為大約600 Ω或小於600 Ω，並且電晶體FETl為P型溝道電晶體。
[0041]如果電流信號輸出設備與外部設備之間的電線被斷開，則+18V的電壓被施加至OP Amp23-1的反相輸入端(IN-)。而且，+13.44V的電壓被施加至非反相輸入端(IN+)。因此，OP Amp23-1輸出供應至其的+18V電壓與-12V電壓之間的-12V電壓。
[0042]因此，因為OP Amp23_l的輸出電壓為負，所以電晶體FETl被導通以輸出接地電壓(ground voltage)作為斷開檢測信號。
[0043]然而，如果電流信號輸出設備與外部設備之間的接線狀態為正常，則施加至OPAmp23-1的反相輸入端(IN-)的電壓為IOmV或小於IOmV (當電流未被輸出時)或者12V或小於12V (當最大輸出電流值為20mA時)。而且，+13.44V的電壓被施加至非反相輸入端(IN+)。因此，OP Amp23-1輸出供應至其的+18V電壓與-12V電壓之間的+18V電壓。
[0044]因此，因為OP Amp23-1的輸出電壓為正，所以電晶體FETl被關斷以輸出5V電壓作為斷開檢測信號。
[0045]從切換單元24輸出的斷開檢測信號可以被傳送至例如電流信號輸出設備13的微處理器單元(MPU)以通知操作者電線是否斷開。在實施例中，當斷開檢測信號具有接地電壓時，MPU識別出外部電線被斷開。
[0046]如必要，可以對OP Amp23_l的輸入方法和切換單元24的電晶體的類型進行不同地配置。[0047]例如，當正電壓被輸入至電晶體FETl的柵極端時，電晶體FETl被導通。在這種情況下，監控單元21可以被連接至OP Amp23-1的非反相端，並且基準電壓可以被連接至反相輸入端。
[0048]儘管已經參照其多個示例性實施例描述了多個實施例，但是應當理解的是，本領域的技術人員可以設想將落在本公開原理的精神和範圍內的許多其他修改和實施例。更特別地，在本公開、附圖和所附的權利要求書的範圍內，可以對主題組合布置的部件部分和/或布置方式進行各種變化和修改。除了部件部分和/或布置方式的變化和修改之外，替代使用也將對本領域的技術人員是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種斷開檢測裝置，其用於檢測將電流信號輸出設備連接至外部設備的電線的狀態，所述裝置包括: 監控單元，其根據從所述電流信號輸出設備輸入的電流信號是否被施加至所述外部設備而生成不同的電壓； 基準電壓生成單元，其生成基準電壓； 比較單元，其根據通過比較從所述監控單元生成的電壓與所述基準電壓而得到的結果來輸出電壓；以及 切換單元，其基於從所述比較單元輸出的電壓來輸出斷開檢測信號。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述比較單元包括運算放大器(OPAmp)，所述運算放大器通過其反相輸入端(IN-)接收從所述監控單元生成的電壓並且通過其非反相輸入端(IN+)接收從所述基準電壓生成單元生成的基準電壓。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述比較單元將分別通過所述反相輸入端和所述非反相輸入端輸入的電壓進行比較，其中當通過所述非反相輸入端輸入的電壓大於通過所述反相輸入端輸入的電壓時，所述比較單元輸出負電壓。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述切換單元通過從所述比較單元輸出的所述負電壓而被導通以輸出切斷信號。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中所述監控單元包括連接在電源與所述反相輸入端之間的電阻器元件，所述電阻器元件的連接至所述反相輸入端的接點被連接至電流信號被輸出至所述外部設備所通過的接點。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中當從所述電流輸出設備施加的電流信號不流入所述外部設備時，所述監控單元生成大於所述基準電壓的電壓，並且當電流信號流經所述外部設備時，所述監控單元生成小於所述基準電壓的電壓。
7.根據權利要求2所述的裝置，其中所述基準電壓生成單元包括連接在電源與地之間的多個分壓電阻器元件，所述分壓電阻器元件的公共接點連接至所述非反相輸入端。
8.根據權利要求2所述的裝置，其中所述切換單元包括: 電晶體，其根據所述運算放大器的輸出電壓而被導通或關斷；以及 電阻器元件，其連接在電源與所述電晶體的源極端之間。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述電晶體具有連接至地的漏極端，並且通過其所述源極端輸出所述斷開檢測信號。
10.根據權利要求8所述的裝置，其中當正電壓被輸入到所述電晶體的柵極端時，所述切換單元被導通，並且所述監控單元被連接至所述運算放大器的所述非反相輸入端，並且所述基準電壓被連接至所述反相輸入端。
【文檔編號】G01R31/02GK103792458SQ201310516497
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】金楨煜 申請人:Ls產電株式會社