一种自动装置继电器驱动及自检回路的制作方法

一种自动装置继电器驱动及自检回路
1.技术领域
2.本发明涉及工业自动化领，尤其涉及一种自动装置继电器驱动及自检回路。
3.

背景技术：

4.在工业自动化装置中，自动装置主要通过对继电器的驱动实现开关量的输出，并以此控制受控系统的运行。对于自动装置而言，继电器驱动回路属于非常重要的系统部件，其工作状态直接关系到控制系统及被控系统的安全性、可靠性。
5.目前，自动装置的继电器驱动回路一般利用智能mcu通过门电路驱动光耦，继而驱动继电器动作。图1为现有的24v继电器驱动回路及开出自检回路电路图。
6.继电器驱动回路及开出自检回路的开出自检过程为：首先，mcu通过拉低qd_en信号打开启动继电器k1，此时启动继电器 k1接点吸合，将24v电源引到vcc_relay；随后，mcu抬高do_en及do1信号驱动d2光耦，沟通vcc_relay信号与do1_drv信号，将24v信号引到v1、v2二极管，其中，v1二极管将24v信号用于驱动被测继电器k2，v2二极管将24v信号输出到反馈电阻r_fb用以驱动自检反馈光耦d3；自检反馈光耦被驱动后将拉低do_fb信号。mcu在此过程中通过判断do_fb信号的电平确定开关量驱动回路是否正常。并且，通常情况下还需判别do_en、do1分别有效或同时有效时do_fb信号电平的变化。
7.图1中虚线框为可重复部分，通常自动装置系统中有若干个如图1所示的虚线框部分，即自动装置系统可能存在一个启动继电器、一个开出反馈光耦及若干个继电器驱动回路。
8.开出自检过程中，光耦d2、启动继电器k1打开后，24v信号在驱动自检反馈光耦d3的同时也驱动了继电器 k2。由于光耦的动作速度一般远快于继电器。所以，为防止检测过程中被测继电器k2被误触发，mcu在驱动光耦d2后必须快速读取do_fb信号随后快速关断光耦d2，以防光耦d2驱动时间过长导致出口继电器 k2接点吸合。
9.但实际使用中，光耦的动作、返回时间极易受温度变化影响。并且，自动装置的mcu一般都需处理复杂的逻辑、算法及通讯，mcu一般还运行操作系统，若mcu对上述引脚控制、读取的时间节拍处理不好，极易影响到对do_fb信号的正确读取，并有可能造成被测继电器k2的误出口。并且传统继电器驱动回路的自检范围只局限于mcu引脚到被测继电器的驱动光耦，而不能对被测继电器线圈进行有效检验，若被测继电器线圈出现断路，则无法检测到。
10.综上，传统的自动装置继电器驱动回路自检方法存在一定风险及弊端。
11.

技术实现要素：

12.本发明所要解决的技术问题是提供一种自动装置继电器驱动及自检回路，使得继
电器驱动回路的自检范围从mcu引脚直到被测继电器线圈，因此完全可检测出被测继电器线圈的断线情况。
13.为解决以上技术问题，本发明提供的方案如下：一种自动装置继电器驱动及自检回路，包括自动装置的mcu，与mcu相连的若干个继电器驱动回路及驱动回路的自检电路，所述自检电路包括与mcu的qd_en信号端相连的启动继电器k1，通过启动继电器k1控制每个继电器驱动回路中的被测继电器k2线圈负端与继电器电源地端之间的连接。
14.优选的，通过被测继电器k2的驱动光耦控制继电器驱动电源与被测继电器k2线圈正端之间的连接。
15.优选的，被测继电器k2线圈串联入自检电路。
16.优选的，所述自检电路包括与mcu的do_fb信号端相连的自检反馈光耦d3，启动继电器k1的一个接点连接被测继电器线圈的负端，启动继电器k1的另一端连接继电器驱动电源的地；被测继电器线圈的负端还与一个电阻网络相连，电阻网络连接三极管的基极和发射极，三极管的集电极连接反馈光耦的阴极。
17.本发明的自动装置继电器驱动及自检回路的工作原理为：使得被测继电器线圈的内阻r远小于电阻网络的电阻r。如此一来，当启动继电器处于打开状态时，启动继电器断开了被测继电器线圈负端与继电器驱动电源地之间的连接。当被测继电器的驱动光耦被激励后，继电器驱动电源必须经由被测继电器线圈、电阻网络与继电器驱动电源地相连。此时，只要被测继电器线圈上的分压远低其最小驱动电压，即可保证被测继电器无法动作。此电路还将被测继电器的线圈涵盖进了自检电路，使得继电器驱动回路的自检范围从mcu引脚直到被测继电器线圈，因此完全可检测出被测继电器线圈的断线情况。
18.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明采用电阻、三极管等造价小，稳定性高的分立元器件搭建的回路改善了过往继电器驱动回路的自检电路。提高了自检电路的稳定性、可靠性，扩大了自检电路的自检范围。
19.附图说明
20.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为现有的24v继电器驱动回路及开出自检回路电路图。
22.图2为本发明实施例提供的一种自动装置继电器驱动及自检回路的示意图。
23.图3为图2的自检回路等效电路图。
24.具体实施方式
25.本发明实施例提供了一种自动装置继电器驱动及自检回路，用于解决现有技术不
能对被测继电器线圈进行有效检验的技术问题。
26.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图2，图2为本发明实施例提供的种自动装置继电器驱动及自检回路的结构示意图。
28.自动装置继电器驱动及自检回路，包括自动装置的mcu，与mcu相连的若干个继电器驱动回路及驱动回路的自检电路，所述自检电路包括与mcu的qd_en信号端相连的启动继电器k1，通过启动继电器k1控制每个继电器驱动回路中的被测继电器k2线圈负端与继电器电源地端之间的连接。
29.作为一个优选的实施例，通过被测继电器k2的驱动光耦控制继电器驱动电源与被测继电器k2线圈正端之间的连接。
30.作为一个优选的实施例，被测继电器k2线圈串联入自检电路。
31.作为一个优选的实施例，所述自检电路包括与mcu的do_fb信号端相连的自检反馈光耦d3，启动继电器k1的一个接点连接被测继电器线圈的负端，启动继电器k1的另一端连接继电器驱动电源的地；被测继电器线圈的负端还与一个电阻网络相连，电阻网络连接三极管的基极和发射极，三极管的集电极连接反馈光耦的阴极。
32.以继电器驱动电源为24v情况为例，对本发明作进一步的介绍。
33.正常继电器动作过程为：mcu拉低qd_en，短路fb_in信号与
‑
24信号，随后mcu抬高do_en、do1信号驱动d2光耦，将 24引入k2继电器，k2继电器即可动作。
34.继电器驱动回路自检时，mcu首先抬高qd_en信号，断开fb_in信号与
‑
24信号；随后mcu抬高do_en、do1信号，驱动d2光耦将 24引入被测继电器k2的线圈，设k2被测继电器线圈的电阻为r，只要r阻值远小于r1 （r2//r3），即可使得k2被测继电器线圈上的分压足够小，只要k2被测继电器线圈上的分压远低其最小驱动电压。无论d2光耦驱动时间多长，都不足以使得k2被测继电器被驱动。由于k1继电器断开了fb_in与
‑
24信号，所以三极管v1被激励继而反馈光耦d3也被激励，而do_fb信号也随即被拉低。图2的自检回路等效电路图如图3所示。
35.本发明利用k1启动继电器接点的闭合旁路掉r1、r2、r3电阻构成的反馈电路，使得被测继电器k2在正常工作状态下可被正确驱动；利用启动继电器k1接点的开路使得继电器回路自检时被测继电器k2上的线圈分压足够小，以至被测继电器k2线圈上获得的压降因远未达到其最小额定动作电压而不能动作，而r1、r2、r3电阻网络上得到的压降却使得三极管v1被驱动，继而驱动了自检反馈光耦d3，使得do_fb信号被拉低。由于，自检过程中被测继电器k2不会误出口，因此，mcu可从容读取do_fb信号，减小误判的可能性。并且，该自检回路使得被测继电器k2的线圈状况亦被检测到。
36.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些
修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。