本發(fā)明涉及繼電器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置及其診斷報警方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的繼電器大多為一路繼電器，并且占用空間大，如果出現(xiàn)故障后并不能判斷是何種故障，也不能及時報警通知，如果繼電器觸點(diǎn)發(fā)生粘連或合不上，則會造成重大人身安全和經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置及其診斷報警方法，用于解決現(xiàn)有的繼電器不能自診斷和報警的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，其特征是，包括繼電器輸出裝置外殼和內(nèi)部電路；所述的內(nèi)部電路包括前端電壓采集電路、后端電壓采集電路、多個繼電器電路、控制電路、通信電路、報警電路和外部繼電器電路；所述的前端電壓采集電路的輸入端和繼電器電路的輸入端與控制源相連，繼電器電路的輸出端分別與后端電壓采集電路的輸入端和被控用電裝置相連，前端電壓采集電路的輸出端和后端電壓采集電路的輸出端與控制電路的信號輸入端相連，控制電路的輸出端與通信電路和報警電路相連，控制電路的控制端與外部繼電器電路的線圈相連，外部繼電器電路的觸點(diǎn)與電源總閘相連；

所述的繼電器輸出裝置外殼包括背板和“凹”形蓋板，所述的蓋板與背板通過螺栓固定，在所述的蓋板的頂部和底部分別設(shè)置有接線端子排，所述的接線端子排與繼電器電路相連；在蓋板的正面設(shè)置有指示燈，指示燈與控制電路相連；在蓋板的兩側(cè)分別設(shè)置有魚鱗狀通風(fēng)孔。

進(jìn)一步地，所述的接線端子排上的接線柱采用磁性金屬結(jié)構(gòu)件。

進(jìn)一步地，所述的指示燈包括報警指示燈。

進(jìn)一步地，所述的前端電壓采集電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、二極管D1、二極管D2、運(yùn)算放大器A1和運(yùn)算放大器A2；電阻R1的一端與控制源相連，電阻R1的另一端分別與運(yùn)算放大器A1的同相輸入端、電阻R3的一端和電阻R4的一端相連，運(yùn)算放大器A1的反相輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端與二極管D1的正極相連，二極管D1的負(fù)極和二極管D2的正極與運(yùn)算放大器A1的輸出端相連，二極管D2的負(fù)極和電阻R4的另一端分別與運(yùn)算放大器A2的同相輸入端、電阻R6的一端和電容C1的一端相連，運(yùn)算放大器A2的反相輸入端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R6的另一端、電容C1的另一端和運(yùn)算放大器A2的輸出端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端和電容C2的一端與控制電路的輸入端相連，電容C2的另一端接地；

所述的后端電壓采集電路與前端電壓采集電路的電路結(jié)構(gòu)相同；

所述的繼電器電路包括電阻R15、電阻R16、二極管D5、二極管D6、三極管Q1、線圈K1和觸點(diǎn)開關(guān)k1；所述電阻R15的一端和三極管Q1的基極與控制源相連，三極管Q1的發(fā)射極分別與線圈K1的一端、二極管D5的負(fù)極和二極管D6的正極相連，線圈K1的另一端、二極管D5的正極和電阻R16的一端相連并接24V電壓，電阻R16的另一端與二極管D6的負(fù)極相連，三極管Q1的集電極接地；

所述的外部繼電器電路的電路結(jié)構(gòu)與繼電器電路的電路結(jié)構(gòu)相同；

所述的控制電路包括AT89S51單片機(jī)電路；

所述的通信電路包括485通信電路，或/和無線通信電路，所述的485通信電路包括MAX485芯片、電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20；MAX485芯片的RO引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的10號引腳相連，MAX485芯片的DI引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的11號引腳相連，MAX485芯片的RE引腳和DE引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的1號引腳相連；MAX485芯片的B引腳與電阻R17的一端相連，MAX485芯片的A引腳與電阻R18的一端相連，電阻R17的另一端分別與扎針J1和電阻R19的一端相連，電阻R18的另一端分別與扎針J1和電阻R20的一端相連，電阻R19的另一端接地，電阻R20的另一端接12V電壓；

所述的無線通信電路包括zigbee無線通信電路，所述的zigbee無線通信電路包括JF24C芯片雙向通信電路，JF24C芯片與單片機(jī)電路的I/O端相連；

所述的報警電路包括電阻R21、電阻R22、報警指示燈D7、三極管Q2和蜂鳴器；所述的電阻R21的一端和電阻R22的一端與單片機(jī)電路的38號引腳相連，電阻R21的另一端與報警指示燈D7的負(fù)極相連，電阻R22的另一端與三極管Q2的基極相連，三極管Q2的集電極與蜂鳴器的一端相連，蜂鳴器的另一端接12V電源，三極管Q2的發(fā)射極和報警指示燈D7的正極相連并接地。

一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置的診斷報警方法，利用一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，其特征是，具體包括以下步驟：

步驟1)、前端電壓采集電路采集電壓信號，發(fā)送給控制電路；

步驟2)、后端電壓采集電路采集電壓信號，發(fā)送給控制電路；

步驟3)、控制電路將兩個電壓信號進(jìn)行對比，如果繼電器電路動作后，前端的電壓信號和后端的電壓信號沒有變化，且均為0，則表示繼電器觸點(diǎn)粘連如果繼電器電路動作后，前端的電壓信號為0，后端的電壓信號變化幅度較大，則表示繼電器觸點(diǎn)合不上；如果繼電器電路進(jìn)行合閘分閘操作后，前端電壓信號和后端電壓信號無變化，則表示繼電器線圈燒壞；

步驟4)、控制電路通過通信電路將繼電器觸點(diǎn)粘連、繼電器觸點(diǎn)合不上和繼電器線圈燒壞的故障信息發(fā)送給上位機(jī)，同時蜂鳴器和報警指示燈進(jìn)行報警，控制電路通過外部繼電器電路控制總電源分閘。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，設(shè)置有多路繼電器電路，多路繼電器電路構(gòu)成的繼電器輸出裝置相比于多個繼電器極大地減小了體積，節(jié)省空間。

現(xiàn)有的接線柱為金屬件，由于接線柱較小，在接線時容易脫落；本發(fā)明的接線柱采用磁性金屬結(jié)構(gòu)件，當(dāng)接導(dǎo)線時，由于磁力的作用先吸住導(dǎo)線，當(dāng)擰緊接線柱時導(dǎo)線不容易脫落。

本發(fā)明在外殼的兩側(cè)設(shè)置有通風(fēng)孔，便于散熱，通風(fēng)孔采用魚鱗孔，便于遮擋灰塵進(jìn)入。

本發(fā)明在繼電器電路的進(jìn)線端和出線端分別設(shè)置有電壓采集電路，電壓采集電路將采集到的電壓信號發(fā)送給控制電路，控制電路進(jìn)行對比，從而得出是由于什么原因而出現(xiàn)的故障，并將故障信號和故障原因通過通信電路發(fā)送給上位機(jī)，本發(fā)明采用了多種通信方式，能夠有適應(yīng)不同的現(xiàn)實(shí)情況，給用戶提供多種選擇；同時設(shè)置有報警指示燈和蜂鳴器，如出現(xiàn)故障，會及時通知。

本發(fā)明如出現(xiàn)故障，則控制電路通過外部繼電器電路控制電源總開關(guān)分閘，避免重大事故的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2為本發(fā)明繼電器輸出裝置外殼的正視圖；

圖3為本發(fā)明繼電器輸出裝置外殼的左視圖；

圖4為本發(fā)明的前端電壓采集電路圖；

圖5為本發(fā)明的后端電壓采集電路圖；

圖6為本發(fā)明繼電器電路圖；

圖7為本發(fā)明外部繼電器電路圖；

圖8為本發(fā)明控制電路圖；

圖9為本發(fā)明485通信電路圖；

圖10為本發(fā)明zigbee無線通信電路圖；

圖11為本發(fā)明的報警電路圖；

圖中：1、背板，2、蓋板，3、接線端子排，31、接線柱，4、通風(fēng)孔，5、報警指示燈。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖11所示，一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，包括繼電器輸出裝置外殼和內(nèi)部電路。

內(nèi)部電路包括前端電壓采集電路、后端電壓采集電路、多個繼電器電路、控制電路、通信電路、報警電路和外部繼電器電路。

如圖1所示，前端電壓采集電路的輸入端和繼電器電路的輸入端與控制源相連，繼電器電路的輸出端分別與后端電壓采集電路的輸入端和被控用電裝置相連，前端電壓采集電路的輸出端和后端電壓采集電路的輸出端與控制電路的信號輸入端相連，控制電路的輸出端與通信電路和報警電路相連，控制電路的控制端與外部繼電器電路的線圈相連，外部繼電器電路的觸點(diǎn)與電源總閘相連。

如圖2和圖3所示，繼電器輸出裝置的外殼包括背板1和“凹”形蓋板2，所述的蓋板2與背板1通過螺栓固定，在所述的蓋板2的頂部和底部分別設(shè)置有接線端子排3，所述的接線端子排3與繼電器電路相連；在蓋板2的正面設(shè)置有指示燈，指示燈與控制電路相連；為了使繼電器輸出裝置散熱快，而且防止灰塵進(jìn)入，在蓋板的兩側(cè)分別設(shè)置有魚鱗狀通風(fēng)孔4。

為了更方便接線，在接線時使導(dǎo)線不易脫落，接線端子排3上的接線柱31采用磁性金屬結(jié)構(gòu)件，指示燈包括報警指示燈5。

如圖4所示，前端電壓采集電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C1、電容C2、二極管D1、二極管D2、運(yùn)算放大器A1和運(yùn)算放大器A2；電阻R1的一端與控制源相連，電阻R1的另一端分別與運(yùn)算放大器A1的同相輸入端、電阻R3的一端和電阻R4的一端相連，運(yùn)算放大器A1的反相輸入端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端與二極管D1的正極相連，二極管D1的負(fù)極和二極管D2的正極與運(yùn)算放大器A1的輸出端相連，二極管D2的負(fù)極和電阻R4的另一端分別與運(yùn)算放大器A2的同相輸入端、電阻R6的一端和電容C1的一端相連，運(yùn)算放大器A2的反相輸入端與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端接地，電阻R6的另一端、電容C1的另一端和運(yùn)算放大器A2的輸出端與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端和電容C2的一端與控制電路的輸入端相連，電容C2的另一端接地。

如圖5所示，后端電壓采集電路與前端電壓采集電路的電路結(jié)構(gòu)相同。后端電壓采集電路包括電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電容C3、電容C4、二極管D3、二極管D4、運(yùn)算放大器A3和運(yùn)算放大器A4；電阻R8的一端與控制源相連，電阻R8的另一端分別與運(yùn)算放大器A3的同相輸入端、電阻R10的一端和電阻R11的一端相連，運(yùn)算放大器A3的反相輸入端與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端接地，電阻R10的另一端與二極管D3的正極相連，二極管D3的負(fù)極和二極管D4的正極與運(yùn)算放大器A3的輸出端相連，二極管D4的負(fù)極和電阻R11的另一端分別與運(yùn)算放大器A4的同相輸入端、電阻R13的一端和電容C3的一端相連，運(yùn)算放大器A4的反相輸入端與電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地，電阻R13的另一端、電容C3的另一端和運(yùn)算放大器A4的輸出端與電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端和電容C4的一端與控制電路的輸入端相連，電容C4的另一端接地。

如圖6所示，繼電器電路包括電阻R15、電阻R16、二極管D5、二極管D6、三極管Q1、線圈K1和觸點(diǎn)開關(guān)k1；所述電阻R15的一端和三極管Q1的基極與控制源相連，三極管Q1的發(fā)射極分別與線圈K1的一端、二極管D5的負(fù)極和二極管D6的正極相連，線圈K1的另一端、二極管D5的正極和電阻R16的一端相連并接24V電壓，電阻R16的另一端與二極管D6的負(fù)極相連，三極管Q1的集電極接地。

如圖7所示，外部繼電器電路的電路結(jié)構(gòu)與繼電器電路的電路結(jié)構(gòu)相同。

如圖8所示，控制電路包括AT89S51單片機(jī)電路。

通信電路包括485通信電路，或/和無線通信電路。

如圖9所示，485通信電路包括MAX485芯片、電阻R17、電阻R18、電阻R19和電阻R20；MAX485芯片的RO引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的10號引腳相連，MAX485芯片的DI引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的11號引腳相連，MAX485芯片的RE引腳和DE引腳與單片機(jī)單片機(jī)電路的1號引腳相連；MAX485芯片的B引腳與電阻R17的一端相連，MAX485芯片的A引腳與電阻R18的一端相連，電阻R17的另一端分別與扎針J1和電阻R19的一端相連，電阻R18的另一端分別與扎針J1和電阻R20的一端相連，電阻R19的另一端接地，電阻R20的另一端接12V電壓。

無線通信電路包括zigbee無線通信電路；

如圖10所示，zigbee無線通信電路包括JF24C芯片雙向通信電路，JF24C芯片與單片機(jī)電路的I/O端相連。

如圖11所示，報警電路包括電阻R21、電阻R22、報警指示燈D7、三極管Q2和蜂鳴器；電阻R21的一端和電阻R22的一端與單片機(jī)電路的38號引腳相連，電阻R21的另一端與報警指示燈D7的負(fù)極相連，電阻R22的另一端與三極管Q2的基極相連，三極管Q2的集電極與蜂鳴器的一端相連，蜂鳴器的另一端接12V電源，三極管Q2的發(fā)射極和報警指示燈D7的正極相連并接地。

一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置的診斷報警方法，利用一種帶自診斷報警功能的繼電器輸出裝置，具體包括以下步驟：

步驟1)、前端電壓采集電路采集電壓信號，發(fā)送給控制電路；

步驟2)、后端電壓采集電路采集電壓信號，發(fā)送給控制電路；

步驟3)、控制電路將兩個電壓信號進(jìn)行對比，如果繼電器電路動作后，前端的電壓信號和后端的電壓信號沒有變化，且均為0，則表示繼電器觸點(diǎn)粘連如果繼電器電路動作后，前端的電壓信號為0，后端的電壓信號變化幅度較大，則表示繼電器觸點(diǎn)合不上；如果繼電器電路進(jìn)行合閘分閘操作后，前端電壓信號和后端電壓信號無變化，則表示繼電器線圈燒壞；

步驟4)、控制電路通過通信電路將繼電器觸點(diǎn)粘連、繼電器觸點(diǎn)合不上和繼電器線圈燒壞的故障信息發(fā)送給上位機(jī)，同時蜂鳴器和報警指示燈進(jìn)行報警，控制電路通過外部繼電器電路控制總電源分閘。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。