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1、(10)申请公布号 CN 102315844 A (43)申请公布日 2012.01.11 CN 102315844 A *CN102315844A* (21)申请号 201010214041.2 (22)申请日 2010.06.29 H03K 17/51(2006.01) G06F 11/22(2006.01) (71)申请人 深圳市合信自动化技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区西丽镇茶 光路南侧深圳集成电路设计应用产业 园 209 (72)发明人 陈海峰 戎思吉 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 郝传鑫 潘中毅 (54) 发明名称 一种可编。
2、程逻辑控制器数字量输出装置及自 检方法 (57) 摘要 本发明提供了一种可编程逻辑控制器数字量 输出装置的自检方法， 根据所述数字量输出装置 中的 I/O 模块处理单元发出的选出信号采集所述 数字量输出装置中驱动开关管处于导通状态 / 截 止状态时的数字量输出 ； 将所述采集的数字量输 出与所述驱动开关管的电源电压作差分运算， 得 到表征驱动开关管导通压降 / 漏电判断参数的模 拟信号 ； 将所述模拟信号转换为数字信号 ； 将所 述数字信号与驱动开关管的导通压降参数值 / 与 驱动开关管电源相同的电压值进行比较， 以判断 驱动开关管是否老化， 相应的， 本发明实施例还提 供了一种可编程逻辑控制。
3、器数字量输出装置， 能 提前了解驱动开关管的衰退状况， 使用户能在灾 难性失效前做好设备维护。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 CN 102315849 A1/2 页 2 1. 一种可编程逻辑控制器数字量输出装置， 包括 ： I/O 模块处理单元和至少一个驱动 开关管， 每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述 I/O 模块处理单元相连， 所述驱动 开关管在所述 I/O 模块处理单元的控制下驱动数字量输出， 其特征在于， 所述装置还包括 ： 多路复用器、 差分运放单元和模数转换器， 其中 ： 。
4、所述 I/O 模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数转换 器相连， 所述多路复用器根据所述 I/O 模块处理单元发出的选出信号采集所述驱动开关管 处于导通状态时的数字量输出 ； 所述差分运放单元连接在所述多路复用器及所述模数转换器之间， 其中所述多路复用 器的输出作为所述差分运放单元的一个输入， 所述差分运放单元的另一个输入是与所述驱 动开关管电源相同的电压输入 ； 所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管导通压降的模拟信号转 换为数字信号后发送到所述 I/O 模块处理单元， 将所述数字信号与 I/O 模块处理单元内预 存的驱动开关管的导通压降参数值进行比较，。
5、 以判断驱动开关管是否老化。 2.如权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述I/O模块处理单元内预存的驱动开关管 的导通压降参数值包括 ： 各个驱动开关管在额定工作状态下的标准导通压降值或各个驱动 开关管的极限导通压降值。 3.如权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述I/O模块处理单元通过通信端口与可编 程逻辑控制器 PLC 的主处理器连接。 4.如权利要求3所述的装置， 其特征在于， 所述I/O模块处理单元中还存储有各个驱动 开关管的工作状态信息， 所述工作状态信息供与所述 I/O 模块处理单元相连的 PLC 主处理 器读取， 所述工作状态信息包括老化状态和正常状态， 当所述 I/O 。
6、模块处理单元根据所述 模数转换器发送来的数字信号判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工 作状态信息设置为老化状态。 5. 一种可编程逻辑控制器数字量输出装置， 包括 ： I/O 模块处理单元和至少一个驱动 开关管， 每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述 I/O 模块处理单元相连， 所述驱动 开关管在所述 I/O 模块处理单元的控制下驱动数字量输出， 其特征在于， 所述装置还包括 ： 多路复用器、 差分运放单元和模数转换器， 其中 ： 所述 I/O 模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数转换 器相连， 所述多路复用器根据所述 I/O 模块处理单元发出的选。
7、出信号采集所述驱动开关管 处于截止状态时的数字量输出 ； 所述差分运放单元连接在所述多路复用器及所述模数转换器之间， 其中所述多路复用 器的输出作为所述差分运放单元的一个输入， 所述差分运放单元的另一个输入是与所述驱 动开关管电源相同的电压输入 ； 所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管漏电判断参数的模拟信 号转换为数字信号后发送到所述 I/O 模块处理单元， 将所述数字信号与 I/O 模块处理单元 内存储的与驱动开关管电源相同的电压值进行比较， 以判断驱动开关管是否老化。 6.如权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述I/O模块处理单元通过通信端口与可编 程逻辑控制器 PLC。
8、 的主处理器连接。 7.如权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述I/O模块处理单元中还存储有各个驱动 权 利 要 求 书 CN 102315844 A CN 102315849 A2/2 页 3 开关管的工作状态信息， 所述工作状态信息供与所述 I/O 模块处理单元相连的 PLC 主处理 器读取， 所述工作状态信息包括老化状态和正常状态， 当所述 I/O 模块处理单元根据所述 模数转换器发送来的数字信号判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工 作状态信息设置为老化状态。 8. 一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方法， 其特征在于， 包括 ： 根据所述数字量输出装置中的 。
9、I/O 模块处理单元发出的选出信号采集所述数字量输 出装置中驱动开关管处于导通状态 / 截止状态时的数字量输出 ； 将所述采集的数字量输出与所述驱动开关管的电源电压作差分运算， 得到表征驱动开 关管导通压降 / 漏电判断参数的模拟信号 ； 将所述模拟信号转换为数字信号 ； 将所述数字信号与驱动开关管的导通压降参数值 / 与驱动开关管电源相同的电压值 进行比较， 以判断驱动开关管是否老化。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 所述驱动开关管的导通压降参数值包括 ： 各 个驱动开关管在额定工作状态下的标准导通压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。 10. 如权利要求 9 所述的方法。
10、， 其特征在于， 所述方法还包括 ： 为每一个驱动开关管配备一个工作状态信息， 所述工作状态信息包括老化状态和正常 状态， 当判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工作状态信息设置为老 化状态。 权 利 要 求 书 CN 102315844 A CN 102315849 A1/7 页 4 一种可编程逻辑控制器数字量输出装置及自检方法 技术领域 0001 本发明涉及自动化控制领域， 尤其涉及一种可编程逻辑控制器数字量输出装置及 自检方法。 背景技术 0002 可编程逻辑控制器(PLC， Programmable Logic Controller)控制的数字量(开关 量 ) 在一个中。
11、规模的系统中用量超过一千点， 其中输出点占一半左右， 因此数字量输出的 可靠性关系到整个自动化应用系统的可靠性， 而这些数字量输出中的一些输出点控制着系 统的要害设备部位， 系统对这些重要部位的输出点的可靠性要求甚为苛刻。 0003 现有技术中， 数字量输出点一般都是由功率开关控制的， 这些输出点的可靠性基 本由功率开关的耐用性决定， 当功率开关由于老化等原因发生故障而失效的时候， 往往不 容易觉察到。现有技术中一种改进的方案是给这些输出点增加反馈回路， 以便在探测到输 出异常后及时报警， 便于系统的维修。 0004 然而以上的做法是在输出点已经故障的情况下才做出的反应， 这个时候往往已经 给。
12、工业生产造成了无可挽回的损失。 发明内容 0005 为了解决现有技术中数字量输出点的故障监控滞后的技术问题， 本发明实施例提 供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置， 包括 ： I/O 模块处理单元和至少一个驱动开 关管， 每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述 I/O 模块处理单元相连， 所述驱动开 关管在所述 I/O 模块处理单元的控制下驱动数字量输出， 所述装置还包括 ： 多路复用器、 差 分运放单元和模数转换器， 其中 ： 0006 所述 I/O 模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数 转换器相连， 所述多路复用器根据所述 I/O 模块处理单元发出的选出信号采集。
13、所述驱动开 关管处于导通状态时的数字量输出 ； 0007 所述差分运放单元连接在所述多路复用器及所述模数转换器之间， 其中所述多路 复用器的输出作为所述差分运放单元的一个输入， 所述差分运放单元的另一个输入是与所 述驱动开关管电源相同的电压输入 ； 0008 所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管导通压降的模拟信 号转换为数字信号后发送到所述 I/O 模块处理单元， 将所述数字信号与 I/O 模块处理单元 内预存的驱动开关管的导通压降参数值进行比较， 以判断驱动开关管是否老化。 0009 其中， 所述 I/O 模块处理单元内预存的驱动开关管的导通压降参数值包括 ： 各个 驱动开关。
14、管在额定工作状态下的标准导通压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。 0010 其中， 所述 I/O 模块处理单元通过通信端口与可编程逻辑控制器 PLC 的主处理器 连接。 0011 其中， 所述 I/O 模块处理单元中还存储有各个驱动开关管的工作状态信息， 所述 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A2/7 页 5 工作状态信息供与所述 I/O 模块处理单元相连的 PLC 主处理器读取， 所述工作状态信息包 括老化状态和正常状态， 当所述 I/O 模块处理单元根据所述模数转换器发送来的数字信号 判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工作状态信息设。
15、置为老化状态。 0012 相应的， 本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置， 包括 ： I/ O 模块处理单元和至少一个驱动开关管， 每一个驱动开关管通过一个光电隔离器与所述 I/ O 模块处理单元相连， 所述驱动开关管在所述 I/O 模块处理单元的控制下驱动数字量输出， 所述装置还包括 ： 多路复用器、 差分运放单元和模数转换器， 其中 ： 0013 所述 I/O 模块处理单元通过一信号隔离单元分别与所述多路复用器及所述模数 转换器相连， 所述多路复用器根据所述 I/O 模块处理单元发出的选出信号采集所述驱动开 关管处于截止状态时的数字量输出 ； 0014 所述差分运放单元连。
16、接在所述多路复用器及所述模数转换器之间， 其中所述多路 复用器的输出作为所述差分运放单元的一个输入， 所述差分运放单元的另一个输入是与所 述驱动开关管电源相同的电压输入 ； 0015 所述模数转换器将所述差分运放单元输出的表征驱动开关管漏电判断参数的模 拟信号转换为数字信号后发送到所述 I/O 模块处理单元， 将所述数字信号与 I/O 模块处理 单元内存储的与驱动开关管电源相同的电压值进行比较， 以判断驱动开关管是否老化。 0016 其中， 所述 I/O 模块处理单元通过通信端口与可编程逻辑控制器 PLC 的主处理器 连接。 0017 其中， 所述 I/O 模块处理单元中还存储有各个驱动开关管。
17、的工作状态信息， 所述 工作状态信息供与所述 I/O 模块处理单元相连的 PLC 主处理器读取， 所述工作状态信息包 括老化状态和正常状态， 当所述 I/O 模块处理单元根据所述模数转换器发送来的数字信号 判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工作状态信息设置为老化状态。 0018 相应的， 本发明实施例还提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方 法， 包括 ： 0019 根据所述数字量输出装置中的 I/O 模块处理单元发出的选出信号采集所述数字 量输出装置中驱动开关管处于导通状态 / 截止状态时的数字量输出 ； 0020 将所述采集的数字量输出与所述驱动开关管的电源电压。
18、作差分运算， 得到表征驱 动开关管导通压降 / 漏电判断参数的模拟信号 ； 0021 将所述模拟信号转换为数字信号 ； 0022 将所述数字信号与驱动开关管的导通压降参数值 / 与驱动开关管电源相同的电 压值进行比较， 以判断驱动开关管是否老化。 0023 其中， 所述驱动开关管的导通压降参数值包括 ： 各个驱动开关管在额定工作状态 下的标准导通压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。 0024 其中， 所述方法还包括 ： 0025 为每一个驱动开关管配备一个工作状态信息， 所述工作状态信息包括老化状态和 正常状态， 当判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工作状态信息设置 为老。
19、化状态。 0026 实施本发明实施例， 根据所述数字量输出装置中的 I/O 模块处理单元发出的选出 信号采集所述数字量输出装置中驱动开关管处于导通状态 / 截止状态时的数字量输出 ； 将 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A3/7 页 6 所述采集的数字量输出与所述驱动开关管的电源电压作差分运算， 得到表征驱动开关管导 通压降 / 漏电判断参数的模拟信号 ； 将所述模拟信号转换为数字信号 ； 将所述数字信号与 驱动开关管的导通压降参数值 / 与驱动开关管电源相同的电压值进行比较， 以判断驱动开 关管是否老化， 能提前了解驱动开关管的衰退状况， 使用户能在灾难性。
20、失效前做好设备维 护。 附图说明 0027 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0028 图 1 是本发明实施例中可编程逻辑控制器数字量输出装置的一种结构示意图 ； 0029 图 2 是本发明实施例中利用图 1 中的装置对各驱动开关管进行巡检的流程图 ； 0030 图 3 是本发明实施例中一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方法的流 程示意图。 具体实施。
21、方式 0031 本发明实施例提供了一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方法， 可以提 前了解器件衰退状况， 从而使得用户在驱动开关管灾难性失效前做好设备维护。 0032 下面结合附图详细说明本发明的实施例。 0033 参见图 1， 为本发明实施例中可编程逻辑控制器数字量输出装置的一种结构示意 图。所述数字量输出装置包括 ： I/O 模块处理单元 10 和至少一个驱动开关管， 其中 I/O 模 块处理单元为输入输出模块处理单元， 图 1 中只示出了三路数字量输出， 因此只示出了三 个驱动开关管， 如图中驱动开关管20、 驱动开关管21、 驱动开关管22。 每一个驱动开关管通 过一个光电隔离器。
22、与所述 I/O 模块处理单元 10 相连， 如图 1 中， 驱动开关管 20 通过光电隔 离器 30 与所述 I/O 模块处理单元 10 相连 ； 驱动开关管 21 通过光电隔离器 31 与所述 I/O 模块处理单元 10 相连 ； 驱动开关管 22 通过光电隔离器 32 与所述 I/O 模块处理单元 10 相 连。所述各驱动开关管在所述 I/O 模块处理单元 10 的控制下驱动数字量输出， 各驱动开关 管的电源电压为图 1 中的 DC POWER。图 1 中， a1、 a2、 am 为 I/O 模块处理单元 10 输出的数 字量输出控制信号， A1、 A2、 Am 为驱动开关管驱动的数字量输。
23、出， 所述装置还包括 ： 多路复 用器 40、 差分运放单元 50 和模数转换器 60， 其中 ： 0034 所述 I/O 模块处理单元 10 通过一信号隔离单元 70 分别与所述多路复用器 40 及 所述模数转换器 60 相连， 所述多路复用器 40 根据所述 I/O 模块处理单元 70 发出的选出信 号 C1 采集所述驱动开关管的数字量输出， 其中图 1 中的 A1 、 A2 、 Am 为数字量输出控制采 集信号， 当所述 I/O 模块处理单元 70 发出的选出信号 C1 为采集驱动开关管 20 输出的数字 量输出时， 多路复用器 40 通过 A1 数字量输出控制采集信号采集所述驱动开关管。
24、 20 的数 字量输出， 多路复用器40每次采集一个数字量输出， 对各个驱动开关管20所输出的数字量 输出可以采用巡检采集的方式进行。 0035 所述差分运放单元 50 连接在所述多路复用器 40 及所述模数转换器 60 之间， 其中 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A4/7 页 7 所述多路复用器 40 的输出作为所述差分运放单元的一个输入， 所述差分运放单元 50 的另 一个输入是与所述驱动开关管电源相同的电压输入 DC POWRE， 所述差分运放单元 50 内进 行的是驱动开关管的电源电压 DC POWRE 与选定通道驱动开关管所输出的数字量输出的差 。
25、值运算， 当所述多路复用器 40 采集的是选定通道驱动开关管处于导通状态时的数字量输 出时， 得到表征对应选定通道的驱动开关管导通压降 VDS(on) 的模拟信号 ； 0036 所述模数转换器60将所述差分运放单元50输出的模拟信号转换为数字信号后发 送到所述 I/O 模块处理单元 10， 所述数字信号分别表征各个驱动开关管的当前工作特性， 将所述数字信号与 I/O 模块处理单元 10 内预存的相关驱动开关管的导通压降参数值进行 比较， 以判断驱动开关管是否老化。 0037 所述 I/O 模块处理单元 10 内预存的驱动开关管的导通压降参数值包括 ： 各个驱 动开关管在额定工作状态下的标准导通。
26、压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。 当所 述 I/O 模块处理单元 10 内预存的参数为驱动开关管在额定工作状态下的标准导通压降值 时， 将模数转换器 60 输出的数字信号与所述标准导通压降值比较， 如果两者存在差值但差 值较小， 则表示驱动开关管有一定程度的老化衰退， 但并不影响输出信号的稳定性， 因此不 需要维护， 而当两者差值超出了一定的范围， 才判断该驱动开关管已经老化衰退濒临崩溃， 需要立即维修 ； 当所述I/O模块处理单元10内预存的参数为各个驱动开关管的极限导通压 降值， 则模数转换器 60 输出的表征各个驱动开关管的当前工作特性的数字信号超过了所 述极限导通压降值时， 则。
27、表示驱动开关管已经老化衰退需要维修。 0038 所述 I/O 模块处理单元通过通信端口与可编程逻辑控制器 PLC 的主处理器连接。 如果该 PLC 数字量输出装置为 PLC 扩展模块的数字量输出， I/O 模块处理器单元则通过外 部通信端口和一外部 PLC 的主处理器连接。如果该 PLC 数字量输出装置的输出点为 PLC 自 带的输出点， 则 I/O 模块处理器单元通过内部通信端口和内部 PLC 的主处理器连接。 0039 所述 I/O 模块处理单元中还存储有各个驱动开关管的工作状态信息， 所述工作状 态信息供与所述 I/O 模块处理单元相连的 PLC 主处理器读取， 所述工作状态信息包括老化。
28、 状态和正常状态， 当所述 I/O 模块处理单元根据所述模数转换器发送来的数字信号判断出 某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管的工作状态信息设置为老化状态。 实施时， 所述工作状态信息可以为在所述 I/O 模块处理单元中为每一个输出通道配备的一个工况 状态字， 初始值可以设置为 0， 当判断结果为某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关 管对应的工况状态字赋值为 1， PLC 主处理器可读取该工况状态字， 当读取到的工况状态字 为 1 时， 发出报警信号， 通知用户该驱动开关管老化衰退濒临崩溃， 需立即进行维修。 0040 实施本发明实施例， 对驱动开关管是否老化的检测可以是对指定的。
29、某一个驱动开 关管进行检测， 也可以采用对各驱动开关管所在的通道进行巡检采样， 巡检采样的频率可 以为用户根据需求设定， 比如 50 赫兹， 也就是每秒钟巡检 50 次， 当采用本发明实施例中的 装置进行巡检采样时， 本发明中的具有自检功能的 PLC 数字量输出装置的自检过程可参见 图 2。 0041 此外， 还可以根据模数转换器 60 输出的数字信号与所述标准导通压降值比较的 差值大小， 对老化状态划分多个等级， 比如未老化， 轻微老化， 中度老化， 严重老化 ( 随时会 崩溃 )， 相应的在工况状态字中设置多种报警信号， 这样可以根据数字量输出装置的应用场 合， 对开关管的老化状态做更加细。
30、致的监控。 比如在可靠性要求极高的工业控制场合， 开关 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A5/7 页 8 管在中度老化后就应该及时更换。 0042 当然， 除了根据以上所述的开关管在导通时的导通压降来判断和监控开关管的老 化或失效状态， 还可以根据检测其他指标来判断开关管的老化程度或是否失效， 比如开关 管截止时的漏电电压或漏电流， 如果漏电电压或漏电流超过了一定的额度， 就可以告警开 关管失效， 这也需要在I/O模块处理单元10内预存相应的额定漏电电压对比参数或漏电流 对比参数。当通过漏电电压来判断是否老化时， 在 I/O 模块处理单元 10 内预存的漏电。
31、电压 对比参数可以为与驱动开关管电源相同的电压值， 即图1中的DC POWER值， 此时， 所述多路 复用器 40 采集的是选定通道驱动开关管处于截止状态时的数字量输出 ( 即漏电电压 )， 差 分运放单元 50 内进行差分运放得到的是表征对应选定通道的驱动开关管漏电判断参数的 模拟信号。 0043 需要解释的是， 一般开关管在截止状态下存在一个微小的漏电流， 所谓漏电电压 是与漏电流对应的电压。所定义之漏电电压对比参数， 实质是开关管截止时候的漏极和源 极电压差 VDS(off)， 因为存在漏电电压， 其值比电源电压 DC power 略小。I/O 模块处理单 元10在比较的时候， 如果发现。
32、漏电电压对比参数与电源电压DC power差值较大， 说明漏电 较为严重， 指示了开关管的老化程度， 当差值达到一定的设定值时， 并可定义为崩溃告警状 态。 0044 此外还需要说明的是， 对于所谓数字量其本质为具有一定大小电压值的模拟电 压， 通常用 0 或 1 来表示其逻辑状态。本发明实施例中， 我们采集的虽然是数字量输出， 其 实是采集的一定大小电压值的模拟电压， 因此可对其进行差分运算， 然后再次转变为数字 量后在 I/O 模块处理单元 10 中进行比较。 0045 参见图 2， 为本发明实施例中利用图 1 中的装置对各驱动开关管进行巡检的流程 图， 包括如下步骤 ： 0046 其中，。
33、 每一个驱动开关管对应一个数字量输出通道， 以 CH 表示当前通道， 以 chlbufCH 表示驱动开关管导通压降 VDS(on)， 以 MAX_VDS 表示驱动开关管的极限导通压 降值， STACH 表示工况状态， 即工作状态信息。 0047 步骤S101 ： 初始化当前通道号， CH ： 通道1， 初始化chlbufCH为全0， 假设MAX_ VDS ： 2.6V ； 0048 步骤 S102 ： 设置多路复用器的多路开关导通到 CH 号通道 ； 0049 步骤 S103 ： 多路复用器采集到的 CH 号通道的数字量输出经差分运放器运算后得 到表征选定通道驱动开关管导通压降VDS(on)的。
34、模拟信号， 启动模数转换(即AD转换)， 将 所述模拟信号转换为数字信号 ； 0050 步骤 S104 ： I/O 模块处理单元读取模数转换器转换的结果， 并将其转换为电压后 存放于 chlbufCH ； 0051 步骤 S105 ： 将 chlbufCH 与 MAX_VDS 进行比较 ； 0052 若 chlbufCH MAX_VDS 成立， 工况状态 STACH ： “告警” ； 0053 其他情况 ： STACH ： “正常” 。 0054 步骤 S106 ： 步骤 S101 到步骤 S105 检测完一个驱动开关管对应的通道， 步骤 S106 对 CH 进行赋值， 首先判断当前通道号是否。
35、为最后一个通道号， 如果是， 则 CH ： 1， 如果否， 则 CH ： CH+1 ； 通道号赋值完后， 返回步骤 102， 将多路复用器的多路开关导通到赋值后的 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A6/7 页 9 CH 号通道， 依次巡检各驱动开关管所在的通道， 以确定每个驱动开关管所处的状态， 在驱动 开关管老化崩溃前及时了解其老化衰退状态， 在驱动开关管灾难性失效前做好设备维护。 0055 上面介绍了本发明实施例中带自检功能的 PLC 数字量输出装置的结构， 下面结合 图 3 介绍本发明实施例中 PLC 数字量输出装置的自检方法。 0056 参见图 3，。
36、 为本发明实施例中一种可编程逻辑控制器数字量输出装置的自检方法 的流程示意图， 所述方法包括如下步骤 ： 0057 步骤 S201 ： 根据所述数字量输出装置中的 I/O 模块处理单元发出的选出信号采 集所述数字量输出装置中驱动开关管处于导通状态时的数字量输出， 数字量输出的采集是 多路复用器进行的， 在选出信号的控制下， 多路复用器每次采集一个数字量输出， 多路复用 器对数字量输出的采集可以采用巡检采集的方式 ； 采集输出的时间是在开关管的输出稳定 后， 而不是在开关管动作的瞬间， 采集时刻可以由 PLC 来控制， 这样可以避免波动可能带来 的误判断。 此外， 如果开关管的输出连接的是感性负。
37、载， 为了防止感性负载对采集信号的干 扰， 可以对被输出信号与感性负载进行隔离， 或者对采集的信号进行滤波， 又或者对输出信 号进行延时采样， 总之要避免负载所带来的影响， 从而避免可能的误判断。 0058 步骤 S202 ： 将所述采集的数字量输出与所述驱动开关管的电源电压作差分运算， 得到表征驱动开关管导通压降 VDS(on) 的模拟信号 ； 0059 步骤 S203 ： 将所述表征驱动开关管导通压降 VDS(on) 的模拟信号转换为数字信 号， 所述数字信号分别表征各个驱动开关管的当前工作特性 ； 0060 步骤 S204 ： 将所述数字信号与驱动开关管的导通压降参数值进行比较， 以判断。
38、驱 动开关管是否老化。所述驱动开关管的导通压降参数值包括 ： 各个驱动开关管在额定工作 状态下的标准导通压降值或各个驱动开关管的极限导通压降值。 当驱动开关管的导通压降 参数值为驱动开关管在额定工作状态下的标准导通压降值时， 将所述数字信号与所述标准 导通压降值比较， 如果两者差值较小， 则表示驱动开关管有一定程度的老化衰退， 但并不影 响输出信号的稳定性， 因此不需要维护， 而当两者差值超出了一定的范围， 才判断该驱动开 关管已经老化衰退濒临崩溃， 需要立即维修 ； 当驱动开关管的导通压降参数值为各个驱动 开关管的极限导通压降值时， 若所述数字信号超过了所述极限导通压降值， 则表示驱动开 关。
39、管已经老化衰退需要维修。 0061 当然， 除了根据以上所述的开关管在导通时的导通压降来判断和监控开关管的老 化或失效状态， 还可以根据检测其他指标来判断开关管的老化程度或是否失效， 比如开关 管截止时的漏电电压或漏电流， 如果漏电电压或漏电流超过了一定的额度， 就可以告警开 关管失效， 这需要在 I/O 模块处理单元 10 内预存相应的额定漏电电压或漏电流对比参数。 当通过漏电电压来判断是否老化时， 在 I/O 模块处理单元内预存的漏电电压对比参数可以 为与驱动开关管电源相同的电压值， 即图1中的DC POWER值， 此时， 所述多路复用器采集的 是选定通道驱动开关管处于截止状态时的数字量输。
40、出 ( 即漏电电压 )， 差分运放得到的是 表征对应选定通道的驱动开关管漏电判断参数的模拟信号， 通过对比驱动开关管漏电判断 参数与 POWER 值的差值， 可判断开关管老化情况。 0062 在电源电压值绝对稳定的情况下， 本发明实施例中的差分运放步骤可取消， 此时 多路复用器采集选定通道驱动开关管处于截止状态时的数字量输出 ( 即漏电电压 )， 而在 I/O 模块处理单元内预存漏电电压参数， 所述漏电电压参数包括各个驱动开关管在额定工 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A7/7 页 10 作状态下的标准漏电电压值或各个驱动开关管的极限漏电电压值， 通过对比两。
41、者的差值可 判断驱动开关管是否老化， 如 ： 在驱动开关管正常情况下， 其漏电电压应该接近 0V， 当漏电 电压达到一定的阈值 ( 如 2V)， 就表示驱动开关管处于老化状态， 需要维修更换。但是现实 情况中， 电源电压不可能绝对稳定， 为了防止电源波动带来的误差， 因此需要设计差分运放 步骤。 0063 为了方便 PLC 主处理器读取驱动开关管当前状态， 所述方法还包括 ： 0064 在 I/O 模块处理单元内为每一个驱动开关管配备一个工作状态信息， 所述工作状 态信息包括老化状态和正常状态， 当判断出某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关 管的工作状态信息设置为老化状态。实施时， 所述。
42、工作状态信息可以为在所述 I/O 模块处 理单元中为每一个驱动开关管所在的输出通道配备的一个工况状态字， 初始值可以设置为 0， 当判断结果为某驱动开关管处于老化状态时， 将该驱动开关管对应的工况状态字赋值为 1， PLC 主处理器可读取该工况状态字， 当读取到的工况状态字为 1 时， 发出报警信号， 通知 用户需该驱动开关管老化衰退濒临崩溃， 需立即进行维修。 0065 实施本发明实施例， 根据所述数字量输出装置中的 I/O 模块处理单元发出的选出 信号采集所述数字量输出装置中驱动开关管处于导通状态 / 截止状态时的数字量输出 ； 将 所述采集的数字量输出与所述驱动开关管的电源电压作差分运算。
43、， 得到表征驱动开关管导 通压降 / 漏电判断参数的模拟信号 ； 将所述模拟信号转换为数字信号 ； 将所述数字信号与 驱动开关管的导通压降参数值 / 与驱动开关管电源相同的电压值进行比较， 以判断驱动开 关管是否老化， 能提前了解驱动开关管的衰退状况， 使用户能在驱动开关管灾难性失效前 做好设备维护。 0066 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已， 当然不能以此来限定本发明之权 利范围， 因此依本发明权利要求所作的等同变化， 仍属本发明所涵盖的范围。 说 明 书 CN 102315844 A CN 102315849 A1/3 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 102315844 A CN 102315849 A2/3 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 102315844 A CN 102315849 A3/3 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 102315844 A 。