專利名稱：用于確定電故障的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及檢測電故障，并且具體地，涉及檢測與接觸或開關(guān)布線有關(guān)的故障狀況。
背景技術(shù)：
在工業(yè)系統(tǒng)中經(jīng)常使用遠程開關(guān)，以確定與機器有關(guān)的狀態(tài)或狀況。遠程開關(guān)能在斷開或閉合位置，并且開關(guān)位置能通常通過長的互連線纜被傳送到控制電子設(shè)備，該互連線纜典型地包含用于每一個開關(guān)的一對布線。與這樣的遠程開關(guān)和感測系統(tǒng)有關(guān)的一個問題是，與互連線纜有關(guān)的布線可能受到破壞而導(dǎo)致斷開的連接、或互相短接的布線和/或短接于大地或機殼接地的布線。如果到遠程開關(guān)的布線損壞，對控制電路來說開關(guān)可能看似處于斷開位置。如果一對布線變?yōu)槎探拥模瑢刂齐娐穪碚f開關(guān)可能看似處于閉合位·置。如果布線短接到地，漏泄電流可誤導(dǎo)感測電路。如果布線被破壞，控制系統(tǒng)可能接收錯誤的信號，并且可能基于錯誤的信號做出錯誤的決定。

發(fā)明內(nèi)容
上述需求的一些或全部可通過本發(fā)明的某些實施例予以解決。本發(fā)明的某些實施例可包括用于確定電故障的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，提供用于監(jiān)測電故障的方法。該方法包括傳遞場電壓值至電壓比較電路，其中場電壓值是至少部分基于從與開關(guān)電路并行通信的至少一個端子板電阻器而傳送的電壓；傳遞生成的參考電壓值至電壓比較電路；以及至少部分基于電壓比較電路的輸出確定多個場狀況的至少一個。根據(jù)另一個示例實施例，提供用于確定電故障的另一個方法。該方法包括提供包含與至少一個開關(guān)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器的開關(guān)電路；提供包含與開關(guān)電路并行通信并且與電源通信的至少一個端子板電阻器的端子板電路；接收電源參考；通過電壓比較電路將基于場電壓的場電壓值與生成的參考電壓值比較，該場電壓表示從開關(guān)電路和端子板電路傳送的電壓，其中生成的參考電壓值至少部分基于電源參考；至少部分基于場電壓值和生成的參考電壓的比較生成比較值輸出；以及至少部分基于比較值輸出確定多個場狀況之一。根據(jù)另一個示例實施例，提供用于確定電故障的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括開關(guān)電路，包括與至少一個開關(guān)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器；端子板電路，包括與開關(guān)電路并行通信并且與電源通信的至少一個端子板電阻器；采集板電路，包括電壓比較電路，該電壓比較電路可操作成接收生成的參考電壓值作為第一輸入以及接收場電壓值作為第二輸入，并輸出比較值，其中場電壓值表示從開關(guān)電路和端子板電路傳送的電壓；以及包含至少一個處理器和指令的控制器?？刂破鬟m于接收電源參考；至少部分基于電源參考控制到電壓比較電路的生成的參考電壓值；接收來自電壓比較電路的比較值輸出；以及至少部分基于比較值確定多個場狀況之一。
本文詳細地描述了本發(fā)明的其它實施例和方面，并且它們被認為是要求保護的發(fā)明的一部分。參考下文詳細的描述、附圖和權(quán)利要求能理解其它的實施例和方面。


現(xiàn)在將參考不一定按比例繪制的附表和附圖，并且其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的說明性電故障檢測系統(tǒng)的塊 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的說明性故障檢測電路和系統(tǒng)的示意 圖3是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的示例方法的流程 圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的另一個示例方法的流程圖。
具體實施方式
將在下文參照附圖更全面地描述本發(fā)明的實施例，附圖中示出了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式實施并且不應(yīng)該理解為限制于本文陳述的實施例；更確切地說，提供這些實施例，使得本公開將為詳盡和完整的，并且將對于本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達本發(fā)明的范圍。通篇相同的數(shù)字指的是相同的要素。本發(fā)明的某些示例實施例可使得能檢測與遠程開關(guān)有關(guān)的斷開、短接和/或接地故障布線狀況的檢測。根據(jù)某些示例實施例，在接觸輸入系統(tǒng)內(nèi)檢測斷開的布線可包括使用一電路，該電路能檢測例如在端子板和控制板之間的帶狀線纜內(nèi)的損壞的信號布線、和/或在端子板和場布線開關(guān)之間的損壞的布線。本發(fā)明的示例實施例也可用于檢測接地故障狀況。可根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，可利用多種電阻器、比較電路、控制器等來檢測電故障，并且現(xiàn)在將參照附圖來對其進行描述。圖I描繪根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的電故障檢測系統(tǒng)100。在示例實施例中，系統(tǒng)100可包括具有一個或多個相關(guān)的開關(guān)和電路104的工廠102。例如，該工廠可包括可與開關(guān)和電路104互相作用的機器或其它裝置。在示例實施例中，系統(tǒng)100也可包括控制系統(tǒng)106。在示例實施例中，控制系統(tǒng)106可定位成遠離開關(guān)和電路104。根據(jù)示例實施例，線纜108可連接開關(guān)和電路104至控制系統(tǒng)106。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，控制系統(tǒng)106可包括端子板110和相關(guān)的電路，其可至少部分地用于將線纜108從遠程開關(guān)和電路104連接至控制系統(tǒng)106?？刂葡到y(tǒng)也可包括可與端子板110通信的電池或電源112，并且電池或電源112可用于提供用于感測遠程開關(guān)和電路104的狀況的參考電壓。該控制系統(tǒng)的示例實施例可包括內(nèi)部互連114，其可包括用于連接至采集電路116的連接器、布線、帶狀線纜等。根據(jù)示例實施例，采集電路116可與控制器118進行通信，該控制器118可包括一個或多個微處理器、在芯片上的可編程系統(tǒng)等。根據(jù)示例實施例，電池/電源112可與控制器和/或采集電路116進行通信。在示例實施例中，控制系統(tǒng)106可包括與端子電路110和控制器118通信的接地漏泄檢測電路120。圖2是示例性故障檢測電路200的示意圖，其中某些塊可對應(yīng)于圖I的相應(yīng)塊。根據(jù)示例實施例，故障檢測電路200包括一個或多個開關(guān)和相關(guān)的電路250。根據(jù)示例實施例，電路200可包括開關(guān)202。在示例實施例中，電阻器Rx 204可布置成與開關(guān)202并聯(lián)，使得在開關(guān)202斷開時少量的電流可流經(jīng)電阻器Rx 204。根據(jù)示例實施例，電阻器Rz 206可布置成與開關(guān)202串聯(lián)，主要用于檢測開關(guān)何時閉合以及用于提供可用于區(qū)分短接的線纜和閉合的開關(guān)202的小的電壓降。根據(jù)不例實施例，開關(guān)202、相關(guān)的并聯(lián)電阻器Rx 204以及串聯(lián)電阻器Rz 206可定位成遠離控制系統(tǒng)256，并且可通過一個或多個線纜連接至端子板電路260。在示例實施例中，端子板電路260可包括與開關(guān)202并聯(lián)的電阻器Ry 208。在示例實施例中，端子板電路260也可包括串聯(lián)支路電阻器Rl 210，其與串聯(lián)電阻器Rz 206串聯(lián)并且通向電路接地連接211。在示例實施例中，端子板電路260也可包括與串聯(lián)電阻器Rz 206串聯(lián)的串聯(lián)支路電阻器R2 212，其通向采集電路266。根據(jù)示例實施例，電源262或電池214的一條導(dǎo)線(例如，正極導(dǎo)線)可與端子板電路260、電阻器Ry 208、并聯(lián)電阻器Rx 204以及開關(guān)202連接。在示例實施例中，電源262的另一條導(dǎo)線(例如，負極導(dǎo)線)可連接至接地電路連接211。在示例實施例中，端子板電路260可經(jīng)由諸如帶狀線纜的內(nèi)部互連264與采集板電路266進行通信。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，采集板電路266可包括與端子板電路260的R2 212串·行通信的串聯(lián)電阻器R3 216。在示例實施例中，電阻器R4 218可與R3 216和參考211形成串聯(lián)電路。在示例實施例中，可使用R4 218和R3 216的組合建立分壓器網(wǎng)絡(luò)，由此在比較器電路220的輸入上可存在感測輸入電壓219。根據(jù)示例實施例，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 222可從控制器268接收信號(例如，PWM信號或其它數(shù)字信號)并且DAC 222可提供對比較器220提供模擬輸入221以用于與感測輸入電壓219比較。在示例實施例中，比較器220的信號輸出223可提供至用于評估的控制器268。在另一個示例實施例中，控制器268可包括其自己的內(nèi)部電路用于提供模擬輸入221至比較器220，從而消除對DAC 222的需要。然而在另一個示例實施例中，控制器268可包括所有必需的電路，要求該電路以用于評估感測輸入電壓219、用于確定它的相對于參考值的值以及用于評估與開關(guān)202相關(guān)的多種連接以及線纜的狀況。在該示例實施例中，可消除或繞過外部的比較器220和DAC 222(如由在比較器220和DAC 222周圍的虛線框所指示的那樣)，并且控制器268可直接處理感測輸入電壓。根據(jù)示例實施例，電源262電路也可與控制器268進行通信，用于建立基線參考值232，控制器268可針對基線參考值232評估感測輸入電壓219或比較器信號輸出223。例如，因為與開關(guān)202、相關(guān)的電路250、線纜以及多種電阻器208、210、212、216、218有關(guān)的多種電壓最終源自電池214或電源262的電壓，所以通過控制器268產(chǎn)生或讀取的比較電壓電平可基于電池214或電源262的電壓，從而當(dāng)電池214或電源262電壓波動時，比較電壓電平能相應(yīng)地成比例變化。在示例實施例中，可在電源262和控制器268之間利用可選的電源電壓接口電路230。在示例實施例中，可選的電源電壓接口電路230可包括可操作用于感測電源262的模擬電壓并且提供數(shù)字信號232給控制器268的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。然而，如上所示，如果控制器268包括用于模擬輸入的必備板上電路，可選的電源電壓接口電路230可以是不需要的(如由電源電壓接口電路230周圍的虛線框所指示的那樣)。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，故障檢測電路200可包括接地漏泄檢測電路270，其可用于檢測與開關(guān)有關(guān)的一個或多個導(dǎo)體(例如，如圖I的108或圖2的264)何時接觸到大地或機殼接地。在示例實施例中，接地漏泄檢測電路270可與第一場導(dǎo)體209進行通信，該第一場導(dǎo)體209可接到電源262的正極導(dǎo)線，并且可與開關(guān)202通信。在示例實施例中，第一場導(dǎo)體209可連接至電阻器Rp 224的一端。在示例實施例中，電阻器Rp 224的另一端可連接至大地和/或機殼接地225。在示例實施例中，第一場導(dǎo)體209也可連接至漏泄比較器電路228的正極輸入，根據(jù)示例實施例，其可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在示例實施例中，漏泄比較器電路228可包括操作放大器,可提供與輸入上的差分電壓成比例的輸出。根據(jù)示例實施例，接地漏泄檢測電路270可包括電阻器Rn 226，該電阻器Rn 226在一端接到大地和/或機殼接地，并且在另一端接到第二場導(dǎo)體211。根據(jù)示例實施例，第二場導(dǎo)體可接到電源214的負極導(dǎo)線。根據(jù)示例實施例，第二場導(dǎo)體211也可接到比較器電路228的負極輸入。根據(jù)示例實施例，接地漏泄檢測電路270可提供代表相對于接地225的差分電壓的輸出信號234,該差分電壓存在于漏泄比較器228的輸入(209、211)上。例如，在電路的正常操作中，其中沒有開關(guān)布線短接于大地或機殼接地，相對于接地225的、存在 于漏泄比較器的輸入(209、211)上的差分電壓可大約等于電源電壓262的一半。然而，如果與第一場導(dǎo)體209通信的一部分電路接觸到地，在第一場導(dǎo)體209上的電壓可下降到接近地電位。根據(jù)示例實施例，如果第二場導(dǎo)體211不與大地或機殼接地接觸，結(jié)果可能是，電源262將在正極導(dǎo)線或第一場導(dǎo)體209上的大地或機殼接地被參考，并且負極導(dǎo)線或第二場導(dǎo)體211現(xiàn)在將被推至接地電壓以下，并且存在于漏泄比較器的輸入上的差分電壓將等于電源電壓262的幅度的負極電壓，并且因此，接地漏泄信號234可指示接地的第一場導(dǎo)體 209。根據(jù)另一個示例實施例，第二場導(dǎo)體211可接觸到大地或機殼接地225，并且在這種情況下，存在于漏泄比較器的輸入上的差分電壓可等于電源電壓262的幅度的電壓，并且因此接地漏泄信號234可指示接地第二場導(dǎo)體211。根據(jù)不例實施例,如果第一場導(dǎo)體209和第二場導(dǎo)體211兩者接觸到大地或機殼接地225、或相互接觸(獨立于接地)，則存在于漏泄比較器228的輸入的差分電壓可不同于零并且各別的值將會不同于電源電壓262的幅度的一半。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，接地漏泄檢測器電路270可以區(qū)分至少三個接地故障狀況(I)第一場導(dǎo)體209短接至接地225 ；(2)第二場導(dǎo)體211短接至接地225 ;和/或第一場導(dǎo)體209和第二場導(dǎo)體211兩者短接至接地225或互相短接。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，漏泄比較器電路228可包括用于轉(zhuǎn)換接地漏泄信號234到用于通過控制器268讀取的數(shù)字格式的可選的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在另一個示例實施例中，漏泄比較器電路228可包括模擬組件，并且如果控制器268包括必需組件，該必需組件用于接口連接和轉(zhuǎn)換用于由控制器268或控制器的微處理器處理或讀取的模擬信號，則接地漏泄信號234可以是模擬的。現(xiàn)在回到整個故障檢測系統(tǒng)200，在示例實施例中，存在于場電壓值輸入219處的不同的相對電壓電平可指示與開關(guān)202有關(guān)的多種布線有關(guān)的對應(yīng)狀況。例如，并且取決于為多種電阻器(204、206、208、210、212、216、218)所選的值的選擇，全電源262電壓的大約60%的值可指示感測接觸(contact)是閉合的。在另一個示例實施例中，全電源電壓262的大約0%的值可指示內(nèi)部連接264或線纜布線已經(jīng)在端子板電路260和采集板電路266之間斷開。在另一個示例實施例中，全電源262的大約10%的電壓值可指示到開關(guān)的布線已經(jīng)斷開(其中Rx 204安裝于開關(guān)處)。在另一個示例實施例中，全電源262的大約20%的電壓值可指示接觸202是斷開的。根據(jù)示例實施例，多種電阻器(204、206、208、210、212、216、218 )可用作改變輸入電路，使得觸控式電壓具有多個值(因為閾值可與電池或電源262電壓成比例，所以典型的值以％示出)。例如，電源參考232可提供用于與場電壓輸入值219比較的參考。例如，在場電壓輸入219大約為全電源262電壓(大約100%)時,這樣的狀況可表不閉合的開關(guān)202。在不例實施例中，在場電壓輸入219大約為電源262電壓的20%至28%時，它可指示安裝了并聯(lián)電阻器Rx 204的斷開的開關(guān)202。在示例實施例中，在場電壓輸入219為全電源262電壓的大約10%至大約17%時，這樣的狀況可表示接觸的斷開的布線或表示不包括并聯(lián)電阻器Rx的斷開的開關(guān)202。在示例實施例中，在場電壓輸入219為大約全電源262電壓的0%時，這樣的狀況可表示在端子板電路260和采集板電路266之間的互連線纜264布線斷開。在示例實施例中，可通過電流消耗管理電阻器值的選擇。例如，根據(jù)實施例，并聯(lián)電阻器Rx 204和Ry 208的值可設(shè)置成足夠高，以不至于使斷開感測電壓太高以及限制通 過Rx和Ry的電流消耗。例如，如果電阻太高，適當(dāng)連接的斷開電壓可能不是非常不同于斷開的布線情況，使得檢測閾值很難維持。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，電阻器Rx 204和Ry208可設(shè)置為大約750K歐姆。其它示例實施例包括在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下設(shè)置任何電阻值為從大約IK到大約IM歐姆的任何地方。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，控制器268可提供一系列的比較電壓至參考電壓值輸入221，用于經(jīng)由采集比較器222與場電壓值輸入219比較。在示例實施例中，到參考電壓值輸入221的比較電壓可用數(shù)模轉(zhuǎn)換器222轉(zhuǎn)化。在另一個示例實施例中，控制器268可能能夠提供這個作為模擬信號。在示例實施例中，并且基于參考電壓值輸入221，比較器可用于確定與不同的參考電壓比較的場電壓值輸入219的關(guān)系。例如，控制器268可通過生成經(jīng)由參考電壓值輸入221供給到比較器220的第一參考來開始。比較值輸出223可被評估為高或低，并且值可被記錄。然后，控制器268可生成經(jīng)由參考電壓值輸入221供給到比較器220的第二參考(等等)，并且再次，比較值輸出223可被評估為高或低，并且值可被記錄。根據(jù)示例實施例，該過程可使用不同的參考來重復(fù)(例如，四次)并且場狀況可被評估。例如，如果比較值輸出223的序列是“低-低-低-低”，那么它可指示在端子板電路260和采集板電路266之間的布線故障(斷開)。根據(jù)示例實施例，如果比較值輸出223的序列是“高-高-高-高”那么它可指示在正常操作之下的閉合的接觸202?？僧a(chǎn)生這樣的四個參考電壓值輸入221的序列以評估五種故障。在示例實施例中，三種故障類型的評估可要求2個參考電壓值輸入221的序列。根據(jù)示例實施例，可使用與上面以及在圖I和圖2中提出的那些電路類似的電路來評估多個開關(guān)202以及與多個開關(guān)202相關(guān)的多個相關(guān)的場布線(209，211 )，但是添加有可選的多路復(fù)用器。例如，這樣的多路復(fù)用器可在采集比較器電路220之前插入。在示例實施例中，多個輸入(例如，多個場電壓值輸入219)可用作對多路器的輸入。在例實施例中，多路器的輸出可提供到比較器220的定時。在示例實施例中，可通過控制器268控制多路器的開關(guān)序列和時刻?，F(xiàn)在將參照圖3的流程圖描述用于確定電故障的示例方法300。方法300開始于塊302，并根據(jù)示例實施例，包括提供開關(guān)電路，該開關(guān)電路包括與至少一個開關(guān)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器。
在塊304中，并根據(jù)示例實施例，方法300包括提供包括與開關(guān)電路并行通信并且與電源通信的至少一個端子板電阻器的端子板電路。在塊306中，并根據(jù)示例實施例，方法300包括接收電源參考。在塊308中，并根據(jù)示例實施例，方法300包括通過電壓比較電路將場電壓值與生成的參考電壓值比較，該場電壓值基于表示從開關(guān)電路和端子板電路傳送的電壓的場電壓，其中生成的參考電壓值至少部分基于電源參考。在塊310中，并根據(jù)示例實施例，方法300包括生成至少部分基于場電壓值和生成的參考電壓的比較的比較值輸出。在塊312中，并根據(jù)示例實施例，方法300包括至少部分基于比較值輸出確定多個場狀況之一。方法300在塊312之后結(jié)束。本發(fā)明的示例實施例包括確定多個場狀況之一，這里至少部分通過包括指令并與電壓比較電路(220)通信的控制器(118)執(zhí)行確定。本發(fā)明的示例實施例包括開關(guān)電路(250)，這里開關(guān)電路(250)還包括與至少一個開關(guān)(202)串行通信的至少一個第二開關(guān)檢測器電阻器(206)。本發(fā)明的示例實施例包括提供包含與端子板電路(110)和控制器(118)通信的·漏泄檢測電路(228)的接地漏泄檢測器電路(120)，其中接地漏泄檢測電路(120)與電源
(112)和第一場導(dǎo)體(209)通信，以及其中接地漏泄檢測電路(120)包括電阻器網(wǎng)絡(luò)，該電阻器網(wǎng)絡(luò)至少包括第一分壓器電阻器(224)以及第二分壓器電阻器(226)，其與第二場導(dǎo)體(211)串行通信，以及在第一分壓器電阻器(224)和第二分壓器電阻器(226)之間具有接地連接；用接地漏泄檢測器電路(120)生成一個或多個電壓，其中一個或多個電壓分別對應(yīng)于正常操作、接地的第一場導(dǎo)體(209)、或接地的第二場導(dǎo)體(211)的一個或多個狀況；以及至少基于通過接地漏泄檢測器電路(120)生成的一個或多個電壓確定一個或多個狀況。示例實施例包括確定多個場狀況，其中多個場狀況包括以下的一個或多個(a)布線斷開狀況；(b)開關(guān)斷開狀況；(c)開關(guān)閉合狀況；(d)布線到布線短接狀況；(e)接地布線狀況；(f)在端子板電路和采集板電路之間的布線故障；或(8)正常狀況。示例實施例包括開關(guān)電路(202)，其中開關(guān)電路(202)可操作成響應(yīng)多個場狀況的每一個而生成場電壓值(219 )，當(dāng)該場電壓值通過采集板電路(116 )的電壓比較電路(220 )與生成的參考電壓值(221)比較時，將生成能被控制器利用來確定場狀況的輸出(223)。現(xiàn)在將參照圖4的流程圖描述用于確定電故障的另一個示例方法400。并且根據(jù)示例實施例，方法400開始于塊402，包括傳遞場電壓值到電壓比較電路，其中場電壓值至少部分基于從與開關(guān)電路并行通信的至少一個端子板電阻器的傳送的電壓。以及根據(jù)示例實施例，在塊404中，方法400包括傳遞生成的參考電壓值到電壓比較電路。在塊406中，以及根據(jù)示例實施例，方法400包括至少部分基于電壓比較電路的輸出來確定多個場狀況的至少一個。方法400在塊406之后結(jié)束。本發(fā)明的示例實施例包括開關(guān)電路(250)，其中開關(guān)電路(250)還包含與至少一個開關(guān)(202)串行通信的至少一個第二開關(guān)檢測器電阻器(206)，其中至少一個第二開關(guān)檢測器電阻器(206)有助于確定在至少一個開關(guān)(202)和至少一個端子板電阻器(208)之間發(fā)生的場布線故障。示例實施例包括在電壓比較電路(220)處接收多個場電壓值(219)，其中多個場電壓值(219)的每一個至少部分基于從與對應(yīng)的多個開關(guān)(202)并行通信的多個端子板電阻器(208)的至少一個傳送的電壓；并且至少部分基于多個場電壓值(219)和生成的參考電壓值(221)來確定與多個開關(guān)(202)有關(guān)的多個場狀況的至少一個，其中生成的參考電壓值(221)至少部分基于電源參考(232)。本發(fā)明的示例實施例包括用于確定電故障的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括開關(guān)電路(104)，其包含與至少一個開關(guān)(202)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器(204);端子板電路(110)，包括與開關(guān)電路(104)并行通信并且與電源(112)通信的至少一個端子板電阻器
(208);采集板電路(116)，包括電壓比較電路(220)，該電壓比較電路(220)可操作成接收生成的參考電壓值(221)作為第一輸入和接收場電壓值(219)作為第二輸入，并且輸出比較值(223)，其中場電壓值(219)表示從開關(guān)電路(104)和端子板電路(110)傳送的電壓；以及控制器(118)，包括至少一個處理器和指令，其中控制器適應(yīng)于接收電源參考(232);至少部分基于電源參考(232)控制到電壓比較電路(220)的生成的參考電壓值(221);接收來自電壓比較電路(220)的比較值輸出(223);并且至少部分基于比較值(223)確定多個場狀況之一。 開關(guān)電路(250)的示例實施例還包括與至少一個開關(guān)(202)串行通信的至少一個第二開關(guān)檢測器電阻器(206)。示例實施例還包括接地漏泄檢測器電路(120)，其包含可操作成生成電壓并且與電源(112)和第一場導(dǎo)體(209)串行通信的電阻分壓器電路，其中電阻分壓器電路至少包括第一分壓器電阻器(224)和第二分壓器電阻器(226)，其與第二場導(dǎo)體(211)串行通信并且在第一分壓器電阻器(224)和第二分壓器電阻器(226)之間具有接地連接。在示例實施例中，接地漏泄檢測器電路(120)還包括與端子板電路(I 10)和控制器(118)通信的漏泄檢測電路(228)，其中漏泄檢測電路(228)可操作成比較與開關(guān)電路
(104)有關(guān)的電壓(209)以及與接地(225)有關(guān)的一個或多個電壓。本發(fā)明的示例實施例包括這樣的系統(tǒng)，其中在接地漏泄檢測器電路(120)中生成的電壓對應(yīng)于以下的一個或多個正常操作；接地的第一場導(dǎo)體(209);或接地的第二場導(dǎo)體(211)。該系統(tǒng)的示例實施例包括這樣的系統(tǒng)，其中在接地漏泄檢測器電路(120)中生成的電壓對應(yīng)于以下的一個或多個的連接性第一開關(guān)檢測器電阻器(204)，第二開關(guān)檢測器電阻器(206)，第一分壓器電阻器(224)，第二分壓器電阻器(226)，第一場導(dǎo)體(209)或第二場導(dǎo)體(211)。系統(tǒng)的示例實施例包括采集板電路(116)，其包含用于提供可變的參考到電壓比較器的一個或多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器裝置或數(shù)模轉(zhuǎn)換器裝置。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，多個場狀況可包括以下的一個或多個Ca)布線斷開狀況；(b)開關(guān)斷開狀況；(c)開關(guān)閉合狀況；(d)布線到布線短接狀況；(e)接地的布線狀況；(f )在端子板電路和采集板電路之間的布線故障；或(8)正常操作。在示例實施例中，開關(guān)電路(202)可操作成響應(yīng)多個相應(yīng)場狀況的每一個來生成場電壓值(219)，當(dāng)場電壓值(219)通過采集板電路(116)的電壓比較電路(220)與生成的參考電壓值(221)比較時，將生成能被控制器利用來確定場狀況的輸出(223)。在示例實施例中，與多個場狀況的各個有關(guān)的輸出(223)表示場電壓值(219)與生成的參考電壓值(221)的相對比較，其中生成的參考電壓值(221)至少部分基于電源參考(232)。在示例實施例中，與多個場狀況的各個有關(guān)的輸出(223)表不由各個場電壓值(219)指不的、生成的參考電壓值(221)的百分比。因此，本發(fā)明的示例實施例能提供建立提供場布線故障檢測的某些系統(tǒng)和方法的技術(shù)效果。本發(fā)明的示例實施例能供給提供用于確定接地故障檢測的系統(tǒng)和方法的進一步的技術(shù)效果。在本發(fā)明的示例實施例中，故障檢測系統(tǒng)100和/或故障檢測電路200可包括任何數(shù)量的硬件和/或軟件應(yīng)用，其被執(zhí)行以有助于任意操作。示例實施例中，一個或多個I/O接口可有助于在故障檢測系統(tǒng)100和/或故障檢測電路200以及一個或多個輸入/輸出裝置之間通信。例如，通用串行總線端口、串行端口、光驅(qū)、⑶-ROM驅(qū)動和/或諸如顯示器、鍵盤、小鍵盤、鼠標(biāo)、控制面板、觸摸屏顯示器、麥克風(fēng)等的一個或多個用戶接口裝置可有助于用戶與故障檢測系統(tǒng)100和/或故障檢測電路200相互作用。一個或多個I/O接口可被用于從多種多樣的輸入裝置接收或收集數(shù)據(jù)和/或用戶指令。接收的數(shù)據(jù)可通過如在本發(fā)明的多種實施例中所期望的一個或多個計算機處理器來處理，和/或存儲在一個或多個存儲器裝置中。一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口可有助于故障檢測系統(tǒng)100和/或故障檢測電路200的輸入和輸出連接到一個或多個適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)和/或連接；例如，有助于與本系統(tǒng)有關(guān)的任何數(shù)量的傳感器通信的連接。一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口還可進一步有助于到一個或多個合適的網(wǎng)絡(luò)的連接；例如，用于與外部裝置和/或系統(tǒng)通信的局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、因特網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、射頻網(wǎng)絡(luò)、啟用 Bluetooth (Telefonaktiebolaget LM Ericsson 所有)的網(wǎng)絡(luò)、啟用 Wi-Fi (Wi-Fi Alliance所有)的網(wǎng)絡(luò)、星載網(wǎng)絡(luò)、任何有線網(wǎng)絡(luò)、任何無線網(wǎng)絡(luò)等。如所希望的，本發(fā)明的實施例可包括具有或多或少在圖I和圖2中示出的組件的故障檢測系統(tǒng)100和/或故障檢測電路200。以上參照根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的系統(tǒng)和方法和/或計算機程序產(chǎn)品的塊圖和流程圖來描述了本發(fā)明。將理解到的是，塊圖和流程圖的一個或多個塊，以及塊圖和流程圖中的塊的組合分別能通過計算機可執(zhí)行程序指令分別實現(xiàn)。同樣的，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，塊圖和流程圖的一些塊可能不一定需要按出現(xiàn)的順序執(zhí)行，或可能根本不一定需要全部執(zhí)行。這些計算機可執(zhí)行程序指令可加載至通用計算機、專用計算機、處理器或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以產(chǎn)生具體的機器，從而在計算機、處理器或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行的指令建立用于實現(xiàn)在流程圖的塊或多個塊中指定的一個或多個功能的手段。這些計算機程序指令也可儲存在能引導(dǎo)計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以具體的方式起作用的計算機可讀存儲器中，從而儲存在計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生制成品(articIeof manufacture),該制成品包括實現(xiàn)在流程圖的塊或多個塊中指定的一個或多個功能的指令手段的。作為示例，本發(fā)明的實施例可提供計算機程序產(chǎn)品，其包括具有包含于其中的計算機可讀程序碼或程序指令的計算機可用介質(zhì)，所述計算機可讀程序代碼適于被執(zhí)行，以實現(xiàn)在流程圖的塊或多個塊中指定的一個或多個功能。計算機程序指令也可加載至計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備，以使得一系列操作要素或步驟在計算機或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行，以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程，從而在計算機或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖的塊或多個塊中指定的功能的要素或步驟。因此，塊圖和流程圖的塊支持用于執(zhí)行特定的功能的手段的組合，用于執(zhí)行特定的功能的要素或步驟的組合，以及用于執(zhí)行特定的功能的程序指令手段。還將理解到的是，塊圖和流程圖的每一個塊以及在塊圖和流程圖中的塊的組合，能通過執(zhí)行特定的功能的、要素或步驟的、專用的基于硬件的計算機系統(tǒng)，或?qū)Ｓ糜布陀嬎銠C指令的組合來實現(xiàn)。當(dāng)本發(fā)明已結(jié)合目前認為最實際的和多種實施例而被描述時，要理解的是本發(fā)明不限制于本公開的實施例，而是相反，意于覆蓋包括在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的多種修改和等價的布置。雖然本文采用特定的術(shù)語，但它們僅僅用于一般的和描述性的意義，而不為限制的目的。本書面說明書使用實例來公開本發(fā)明的各種實施例，包括最佳模式，并且還能使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明的各種實施例的可取得專利范圍在權(quán)利要求書中限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其它示例。如果這樣的其他示例不具有不同于權(quán)利要求書的字面語言的結(jié)構(gòu)性要素、或者如果它們包括非實質(zhì)區(qū)別于權(quán)利要求書字面語言的等效結(jié)構(gòu)性要素，則它們將被認定為處于權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。部件列表
100電故障檢測系統(tǒng)
102 工廠
104 開關(guān)和電路
106 控制系統(tǒng)
108 去往/來自開關(guān)的線纜
110 端子板電路
112 電池/電源
114 內(nèi)部連接
116 采集板電路
118 控制器
120 接地漏泄檢測器電路
200 故障檢測系統(tǒng)的不例實施例
202 開關(guān)
204 Rx
206 Rz
208Ry
209第一場導(dǎo)體(正電池和開關(guān)導(dǎo)體)
210Rl
211第二場導(dǎo)體(負電池)
212R2 214 電池 216 R3
218R4
219場電壓值輸入
220采集比較器
221參考電壓值輸入
222數(shù)模轉(zhuǎn)換器
223比較值
224Rp
225大地或機殼接地226Rn
228漏泄比較器/模數(shù)轉(zhuǎn)換器
230可選的電源電壓接口電路
232電源參考
234接地漏泄檢測電路輸出。·
權(quán)利要求
1.用于確定電故障的系統(tǒng)，包括 開關(guān)電路(104)，包括與至少一個開關(guān)(202)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器(204)； 端子板電路(110)，包括與所述開關(guān)電路(104)并行通信并且與電源(112)通信的至少一個端子板電阻器(208); 采集板電路(116)，包括電壓比較電路(220)，所述電壓比較電路(220)可操作成接收生成的參考電壓值(221)作為第一輸入和接收場電壓值(219)作為第二輸入，并且輸出比較值(223)，其中所述場電壓值(219)表示從所述開關(guān)電路(104)和所述端子板電路(110)傳送的電壓；以及 控制器(118)，包括至少一個處理器和指令，其中所述控制器適于 接收電源參考(232)； 至少部分基于所述電源參考(232 )控制到所述電壓比較電路(220 )的所述生成的參考電壓值(221)； 接收來自所述電壓比較電路(220)的所述比較值輸出(223);以及 至少部分基于所述比較值(223)確定多個場狀況之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)電路(104)進一步包括與所述至少一個開關(guān)(202)串行通信的至少一個第二開關(guān)檢測器電阻器(206)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進一步包括接地漏泄檢測器電路(120)，所述接地漏泄檢測器電路(120)包括可操作成生成電壓并且與所述電源(112)以及第一場導(dǎo)體(209)串行通信的電阻分壓器電路，其中所述電阻分壓器電路至少包括第一分壓器電阻器(224)和第二分壓器電阻器(226)，其與第二場導(dǎo)體(211)串行通信并且在所述第一分壓器電阻器(224)和所述第二分壓器電阻器(226)之間具有接地連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述接地漏泄檢測器電路(120)進一步包括與所述端子板電路(110)以及所述控制器(118)通信的漏泄檢測電路(228)，其中所述漏泄檢測電路(228)可操作成比較與所述開關(guān)電路(104)有關(guān)的電壓(209)以及與接地(225)有關(guān)的一個或多個電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，在所述接地漏泄檢測器電路(120)中生成的電壓對應(yīng)于以下的一個或多個正常操作、接地的第一場導(dǎo)體(209)或接地的第二場導(dǎo)體(211)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，在所述接地漏泄檢測器電路(120)中生成的電壓對應(yīng)于以下的一個或多個的連接性所述第一開關(guān)檢測器電阻器(204)、所述第二開關(guān)檢測器電阻器(206)、所述第一分壓器電阻器(224)、所述第二分壓器電阻器(226)、所述第一場導(dǎo)體(209)或所述第二場導(dǎo)體(211)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述采集板電路(116)包括一個或多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器裝置或數(shù)模轉(zhuǎn)換器裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個場狀況包括以下的一個或多個(a)布線斷開狀況；(b)開關(guān)斷開狀況；(C)開關(guān)閉合狀況；(d)布線到布線短接狀況；(e)接地的布線狀況；(f)所述端子板電路和所述采集板電路之間的布線故障；或(8)正常操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)電路(202)可操作成響應(yīng)所述多個相應(yīng)場狀況的每一個而生成場電壓值(219)，當(dāng)所述場電壓值(219)通過所述采集板電路(116)的所述電壓比較電路(220)與所述生成的參考電壓值(221)比較時，將生成能被所述控制器利用來確定所述場狀況的輸出(223)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，與所述多個場狀況的各個有關(guān)的所述輸出(223)表示所述場電壓值(219)與所述生成的參考電壓值(221)的相對比較，其中所述生成的參考電壓值(221)至少部分基于所述電源參考(232)。
全文摘要
本發(fā)明的標(biāo)題為“用于確定電故障的系統(tǒng)和方法”。本發(fā)明的某些實施例可包括用于提供電故障確定的系統(tǒng)、方法。根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，提供用于確定電故障的方法。一種方法能包括提供開關(guān)電路(104)，其包括與至少一個開關(guān)(202)并行通信的至少一個第一開關(guān)檢測器電阻器(204)；提供端子板電路(110)，其包括與開關(guān)電路(104)并行通信并且與電源(112)通信的至少一個端子板電阻器(208)；接收電源參考(232)；比較場電壓值(219)與生成的參考電壓值(221)，至少部分基于場電壓值(219)和生成的參考電壓(221)的比較生成比較值輸出(223)；以及至少部分基于比較值輸出(223)來確定多個場狀況之一。
文檔編號G01R31/02GK102798791SQ20121016578
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者D.M.阿利, P.V.阿查亞 申請人:通用電氣公司