本發明涉及一種控制裝置,尤其涉及一種基于三冗余輸出控制裝置。
背景技術:
在功能安全控制系統中,數字量輸出控制的穩定可靠是重中之重,數據的通訊、運算、控制最終結果匯于一點,輸出連接到安全領域的諸如核反應堆的控制棒、緊急停車系統等涉及到安全的大部分領域。
一般的輸出控制系統采用雙冗余輸出控制,一個工作,一個備用,并不能夠滿足安全控制系統的安全可靠指標,四冗余控制系統成本又非常之高,三冗余控制系統既滿足了安全可靠的要求,又經濟實惠,帶診斷的三冗余輸出控制是性價比極高的控制策略。
技術實現要素:
本發明公開了一種基于三冗余輸出控制裝置,提供一種經濟實惠的三冗余輸出控制裝置。
本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的:
一種基于三冗余輸出控制裝置,其中,一輸出控制電路通過三第一光電隔離電路連接三序列控制信號端;所述輸出控制電路具有三輸出端連接一輸出表決電路,所述輸出表決電路輸入端連接一電源;還包括:一數字量輸出負載正端、一數字量輸出負載負端;所述數字量輸出負載正端與所述輸出表決電路的輸出端之間連接有一電流霍爾芯片;所述數字量輸出負載負端與所述輸出表決電路的輸出端之間串接有兩電感;一電感上并接有一輸出回采檢測回路。
如上所述的基于三冗余輸出控制裝置,其中,所述電源為24v電源,所述電源與所述輸出表決電路之間連接有保險絲。
如上所述的基于三冗余輸出控制裝置,其中,所述數字量輸出負載正端與所述數字量輸出負載負端之間連接有一第一二極管。
如上所述的基于三冗余輸出控制裝置,其中,所述電流霍爾芯片上連接有一驅動電流檢測電路。
如上所述的基于三冗余輸出控制裝置,其中,所述輸出表決電路為三取二輸出電路。
如上所述的基于三冗余輸出控制裝置,其中,所述輸出表決電路包括:兩第一pmosfet、兩第二pmosfet、兩第三pmosfet,所述輸出控制電路包括:第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端,所述第一輸出端與兩所述第一pmosfet連接,所述第二輸出端與兩所述第二pmosfet連接,所述第三輸出端與兩所述第三pmosfet連接,一所述第一pmosfet與一所述第二pmosfet串接在所述表決電路的輸入端與輸出端之間,另一所述第一pmosfet與一所述第三pmosfet串接在所述表決電路的輸入端與輸出端之間;另一所述第二pmosfet與另一所述第三pmosfet串接在所述表決電路的輸入端與輸出端之間。
綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發明采用三序列輸出通道并行輸出,邏輯輸出表決由純硬件電路搭建,穩定可靠性高,且通道本身覺有回采診斷電路,以及輸出負載的驅動的檢測電路,整個輸出診斷電路,診斷覆蓋率可達99%,不僅能夠診斷通道電路本身好壞,而且可以診斷外部驅動設備好壞,此項技術是整個系統穩定可靠的核心。
附圖說明
圖1是本發明基于三冗余輸出控制裝置的電路示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明做進一步描述:
圖1是本發明基于三冗余輸出控制裝置的電路示意圖,請參見圖1,一種基于三冗余輸出控制裝置,其中,一輸出控制電路2通過三第一光電隔離電路1連接三序列控制信號端;輸出控制電路2具有三輸出端連接一輸出表決電路3,輸出表決電路3輸入端連接一電源4;還包括:一數字量輸出負載正端8、一數字量輸出負載負端9;數字量輸出負載正端8與輸出表決電路3的輸出端之間連接有一電流霍爾芯片7;數字量輸出負載負端9與輸出表決電路3的輸出端之間串接有兩電感;一電感上并接有一輸出回采檢測回路6。
進一步的,輸出診斷也就是輸出信號的回采,當三序列導通信號為1時,表決輸出為1,且24v電源4導通輸出,并且驅動回采電路,導通隔離光耦,控制器通過反相器回采是1,同理反之,輸出為0,回采為0,當回采和輸出不一致時,認為通道電路出現問題,并進入錯誤處理程序。
進一步的,輸出24v來驅動外部設備負載時,串聯在輸出通路中的電流霍爾芯片7會檢測對外驅動電流的大小,通過配置電阻閥值,可以確定電流餓限值,當電流超限,或者外部設備問題短路時,會產生報警信號給控制器,同時關斷輸出信號,進入失電安全狀態。
進一步的,電源4為24v電源4,電源4與輸出表決電路3之間連接有保險絲。
進一步的,數字量輸出負載正端8與數字量輸出負載負端9之間連接有一第一二極管。
進一步的,電流霍爾芯片7上連接有一驅動電流檢測電路5。
進一步的,輸出表決電路3為三取二輸出電路。
進一步的,輸出表決電路3包括:兩第一pmosfet、兩第二pmosfet、兩第三pmosfet,輸出控制電路2包括:第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端,第一輸出端與兩第一pmosfet連接,第二輸出端與兩第二pmosfet連接,第三輸出端與兩第三pmosfet連接,一第一pmosfet與一第二pmosfet串接在表決電路的輸入端與輸出端之間,另一第一pmosfet與一第三pmosfet串接在表決電路的輸入端與輸出端之間;另一第二pmosfet與另一第三pmosfet串接在表決電路的輸入端與輸出端之間。
本發明的三個序列控制器同步輸出同一控制信號,經過光電隔離電路,來驅動mosfet場效應管,每一路信號同時控制兩個場效應管,一個為本序列的場效應管,另外一個為其他序列的場效應管,這樣三個序列總共3對場效應管,組成三取二硬件邏輯,如圖1所示,當任何兩個序列控制信號出現問題不能正常輸出時,總的控制電路為斷開狀態,24v驅動電壓就不能導通。