一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,

《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》是深圳市合信自動化技術有限公司於2010年11月15日申請的發明專利，該專利申請號為2010105444922，公布號為CN102467106A，公布日為2012年5月23日，發明人是陳海峰、戎思吉。

《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例公開了一種PLC數字量輸入控制裝置，包括PLC數字量輸入處理模組和至少一路數字量輸入控制電路，PLC數字量輸入處理模組與數字量輸入控制電路相連線，其中數字量輸入控制電路包括第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路，第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個輸入連線埠輸入的數字量，並對數字量進行控制輸出；PLC數字量輸入處理模組包括至少一個輸入故障檢測模組，用於接收第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息。相應地，該發明實施例還公開了一種PLC控制系統和PLC數字量輸入控制方法。

2021年6月24日，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》摘要附圖）

基本介紹

中文名：一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法
申請人：深圳市合信自動化技術有限公司
發明人：陳海峰、戎思吉
申請號：2010105444922
申請日：2010年11月15日
公布號：CN102467106A
公布日：2012年5月23日
地址：廣東省深圳市南山區西麗鎮茶光路南側深圳積體電路設計套用產業園209
代理機構：廣州三環專利代理有限公司
代理人：郝傳鑫、潘中毅
Int. Cl.：G05B19/05
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,

專利背景

可程式邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller）是一種專門為在工業環境下套用而設計的數字運算操作的電子裝置，PLC廣泛套用於工業自動化領域。PLC控制的數字量（開關量）在一個中規模的系統中用量超過一千點，輸入點和輸出點的數量都相當的龐大，其輸入點和輸出點的可靠性關係到整個自動化套用系統的可靠性。

2010年11月前的有關技術中，數字量輸入點最常見的形式是採用光耦做隔離（即光電隔離），如圖1所示，一個數字量輸入連線埠依次接有限流電阻以及光耦（即光電隔離），光耦除了有隔離保護作用外，還對輸入信號有一定的濾波去擾效果。但是光耦在不同工況下壽命不同，工作溫度越高壽命越短，工作電流越大工作壽命也越短。光耦失效可能導致數字量輸入的誤動作，從而給工業生產造成無可挽回的損失。

發明內容

專利目的

為了解決專利背景中有關技術的數字量輸入點可靠性不高的技術問題，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例提出了一種PLC數字量輸入控制裝置，其包括可程式邏輯控制器PLC數字量輸入處理模組和至少一路數字量輸入控制電路。

技術方案

《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》包括可程式邏輯控制器PLC數字量輸入處理模組和至少一路數字量輸入控制電路，所述PLC數字量輸入處理模組與所述數字量輸入控制電路相連線，其中所述數字量輸入控制電路包括第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路，所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；所述PLC數字量輸入處理模組包括至少一個輸入故障檢測模組，用於接收所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息。

其中，所述輸入故障檢測模組包括：第一邊沿檢測單元，與所述第一數字量輸入電路的輸出端連線，用於接收所述第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元，與所述第二數字量輸入電路的輸出端連線，用於接收所述第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；故障判斷單元，用於分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出所述數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出所述數字量輸入控制電路出現故障；故障狀態告警單元，用於當所述故障判斷單元判斷出所述數字量輸入控制電路出現故障時，設定所述數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息；其中，所述輸入故障檢測模組還包括：第一數字濾波單元，用於對所述第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入所述故障判斷單元；第二數字濾波單元，用於對所述第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入所述故障判斷單元。

其中，所述故障狀態告警單元具體用於，當所述故障判斷單元分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，設定所述數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

其中，所述PLC數字量輸入處理模組還包括表決輸出單元，用於當所述故障判斷單元判斷出所述數字量輸入控制電路沒有出現故障時，表決輸出所述第一數字量輸入電路輸入的數字量信號，或表決輸出所述第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號。

其中，所述PLC數字量輸入處理模組還包括狀態記錄存儲器，用於記錄所述數字量輸入控制電路的故障狀態信息，和/或所述表決輸出單元的表決輸出信息。

其中，所述PLC數字量輸入控制裝置還包括通信模組，用於根據所述表決輸出單元表決輸出的數字量信號，與外部PLC主控制器進行通信連線。

相應地，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例公開了一種PLC控制系統，包括可程式邏輯控制器PLC主控制器以及PLC數字量輸入控制裝置，所述PLC數字量輸入控制裝置為上述的PLC數字量輸入控制裝置，所述PLC數字量輸入控制裝置對接收的數字量信號進行控制，並輸入所述PLC主控制器。

相應地，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例公開了一種PLC數字量輸入控制方法，包括：第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個可程式邏輯控制器PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；至少一個輸入故障檢測模組接收所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息，具體包括：第一邊沿檢測單元接收所述第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元接收所述第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出數字量輸入控制電路出現故障；當判斷出數字量輸入控制電路出現故障時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

其中，所述分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息的步驟包括：對所述第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；對所述第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；分析濾波處理後的所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息。

其中，所述當判斷出數字量輸入控制電路出現故障時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息的步驟具體為：當分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

其中，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》的PLC數字量輸入控制方法還包括：當判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障時，表決輸出所述第一數字量輸入電路輸入的數字量信號，或表決輸出所述第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號。

其中，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》的PLC數字量輸入控制方法還包括：實時記錄數字量輸入控制電路的故障狀態信息，和/或表決輸出信息。

有益效果

《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》通過第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，當其中一路輸入電路發生故障失效時，還有另外一路輸入電路保證數字量的正常輸入，可有效解決2010年11月前有關技術中數字量輸入的可靠性問題，有效降低了有關技術中由於光耦失效直接給用戶造成的損失；PLC數字量輸入控制裝置可以檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息，並向PLC主控制器表決輸出有效的數字量信號，用戶可以便捷地了解數字量輸入的情況，保證了在數字量輸入電路發生徹底故障前用戶可以進行主動的修復從而避免損失，使用戶能夠更加高效地進行系統的維護，避免了不可控的自動化套用系統的異常，大大提高了PLC數字量輸入的可靠性。

附圖說明

圖1是有關技術中數字量輸入電路的結構示意圖；

圖2是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第一實施例的結構示意圖；

圖3是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》輸入故障檢測模組的第一實施例的結構示意圖；

圖4是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》輸入故障檢測模組的第二實施例的結構示意圖；

圖5是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第二實施例的結構示意圖；

圖6是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的光電隔離的原理結構圖；

圖7是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第三實施例的結構示意圖；

圖8是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC數字量輸入控制方法的第一實施例流程圖；

圖9是《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC數字量輸入控制方法的第二實施例流程圖。

技術領域

《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》涉及電子通信領域，尤其涉及一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法。

權利要求

1.一種PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，包括可程式邏輯控制器PLC數字量輸入處理模組和至少一路數字量輸入控制電路，所述PLC數字量輸入處理模組與所述數字量輸入控制電路相連線，其中所述數字量輸入控制電路包括第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路，所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；所述PLC數字量輸入處理模組包括至少一個輸入故障檢測模組，用於接收所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息；其中，所述輸入故障檢測模組包括：第一邊沿檢測單元，與所述第一數字量輸入電路的輸出端連線，用於接收所述第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元，與所述第二數字量輸入電路的輸出端連線，用於接收所述第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；故障判斷單元，用於分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出所述數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出所述數字量輸入控制電路出現故障；故障狀態告警單元，用於當所述故障判斷單元判斷出所述數字量輸入控制電路出現故障時，設定所述數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

2.如權利要求1所述的PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，所述輸入故障檢測模組還包括：第一數字濾波單元，用於對所述第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入所述故障判斷單元；第二數字濾波單元，用於對所述第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入所述故障判斷單元。

3.如權利要求2所述的PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，所述故障狀態告警單元具體用於，當所述故障判斷單元分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，設定所述數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

4.如權利要求3所述的PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，所述PLC數字量輸入處理模組還包括表決輸出單元，用於當所述故障判斷單元判斷出所述數字量輸入控制電路沒有出現故障時，表決輸出所述第一數字量輸入電路輸入的數字量信號，或表決輸出所述第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當所述故障判斷單元分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號。

5.如權利要求3所述的PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，所述PLC數字量輸入處理模組還包括狀態記錄存儲器，用於記錄所述數字量輸入控制電路的故障狀態信息，和/或所述表決輸出單元的表決輸出信息。

6.如權利要求3所述的PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，還包括通信模組，用於根據所述表決輸出單元表決輸出的數字量信號，與外部PLC主控制器進行通信連線。

7.一種PLC控制系統，包括可程式邏輯控制器PLC主控制器以及PLC數字量輸入控制裝置，其特徵在於，所述PLC數字量輸入控制裝置為權利要求1-6任一項所述的PLC數字量輸入控制裝置，所述PLC數字量輸入控制裝置對接收的數字量信號進行控制，並輸入所述PLC主控制器。

8.一種PLC數字量輸入控制方法，其特徵在於，包括：第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個可程式邏輯控制器PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；至少一個輸入故障檢測模組接收所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息，其中，具體包括：第一邊沿檢測單元接收所述第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元接收所述第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出數字量輸入控制電路出現故障；當判斷出數字量輸入控制電路出現故障時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

9.如權利要求8所述的PLC數字量輸入控制方法，其特徵在於，所述分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息的步驟包括：對所述第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；對所述第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；分析濾波處理後的所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息。

10.如權利要求9所述的PLC數字量輸入控制方法，其特徵在於，所述當判斷出數字量輸入控制電路出現故障時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息的步驟具體為：當分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

11.如權利要求8-10任一項所述的PLC數字量輸入控制方法，其特徵在於，還包括：當判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障時，表決輸出所述第一數字量輸入電路輸入的數字量信號，或表決輸出所述第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號。

12.如權利要求11所述的PLC數字量輸入控制方法，其特徵在於，還包括：實時記錄數字量輸入控制電路的故障狀態信息，和/或表決輸出信息。

實施方式

如圖2示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第一實施例的結構示意圖，PLC控制系統包括PLC數字量輸入控制裝置1以及PLC主控制器2，PLC數字量輸入控制裝置1對接收的數字量信號進行控制，並輸入PLC主控制器2，PLC主控制器2根據輸入的數字量信號進行系統的自動化控制，具體地，PLC數字量輸入控制裝置1包括PLC數字量輸入處理模組11和至少一路數字量輸入控制電路12，本實施例圖2中以包括一路數字量輸入控制電路12為例進行說明，PLC數字量輸入處理模組11與數字量輸入控制電路12相連線，其中，數字量輸入控制電路12包括第一數字量輸入電路121和第二數字量輸入電路122，第一數字量輸入電路121和第二數字量輸入電路122接收同一個輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；需要說明的是，一路數字量輸入控制電路對應一個數字量輸入連線埠；PLC數字量輸入控制裝置1可以對應接入多個數字量輸入連線埠。

PLC數字量輸入處理模組11包括至少一個輸入故障檢測模組111，本實施例圖2中以包括一個輸入故障檢測模組111為例進行說明，輸入故障檢測模組111用於接收第一數字量輸入電路121和第二數字量輸入電路122控制輸出的數字量信號，並檢測數字量輸入控制電路12是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息。

進一步地，如圖3示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》輸入故障檢測模組的第一實施例的結構示意圖，輸入故障檢測模組111包括第一邊沿檢測單元1111、第二邊沿檢測單元1112、故障判斷單元1113和故障狀態告警單元1114，其中第一邊沿檢測單元1111與第一數字量輸入電路121的輸出端連線，用於接收第一數字量輸入電路121控制輸出的數字量信號，並檢測第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元1112與第二數字量輸入電路122的輸出端連線，用於接收第二數字量輸入電路122控制輸出的數字量信號，並檢測第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息；故障判斷單元1113用於分析第一邊沿檢測單元1111和第二邊沿檢測單元1112分別檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出數字量輸入控制電路12沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出數字量輸入控制電路12出現故障；故障狀態告警單元1114用於當故障判斷單元1113判斷出數字量輸入控制電路12出現故障時，設定數字量輸入控制電路12的故障狀態告警信息。

再進一步地，如圖4示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》輸入故障檢測模組的第二實施例的結構示意圖，輸入故障檢測模組111包括第一邊沿檢測單元1111、第二邊沿檢測單元1112、故障判斷單元1113和故障狀態告警單元1114外，還包括第一數字濾波單元1115和第二數字濾波單元1116，其中第一數字濾波單元1115用於對第一邊沿檢測單元1111檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入故障判斷單元1113；第二數字濾波單元1116用於對第二邊沿檢測單元1112檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入故障判斷單元1113。

具體地，如圖5示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第二實施例的結構示意圖，以PLC數字量輸入控制裝置1包括一路數字量輸入控制電路12、PLC數字量輸入處理模組11包括一個輸入故障檢測模組111為例繼續進行詳細說明，第一數字量輸入電路121具體可以包括限流電阻、光電隔離以及下拉電阻，數字量（開關量）輸入端輸入的信號分別經過由串聯的限流電阻和光電隔離輸入到PLC數字量輸入處理模組11中，光電隔離通過下拉電阻接地；第二數字量輸入電路122與第一數字量輸入電路121一致，這裡不再贅述；需要說明的是，如圖6示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的光電隔離的原理結構圖，即光耦的原理示意圖，在光耦輸入端加電信號使發光源發光，光的強度取決於激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上後，因光電效應而產生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現了電一光一電的轉換，光耦的輸出端連線下拉電阻後，其失效表現為即使輸入為高電平（即輸入數字量信號為1），光耦持續地輸出低電平（即光耦輸出的數字量信號為0），即光耦斷開。

第一邊沿檢測單元1111接收到第一數字量輸入電路121控制輸出的數字量信號，並檢測第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息；同時，第二邊沿檢測單元1112接收第二數字量輸入電路122控制輸出的數字量信號，並檢測第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息；然後，第一數字濾波單元1115對第一邊沿檢測單元1111檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入故障判斷單元1113；同時，第二數字濾波單元1116對第二邊沿檢測單元1112檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波後輸入故障判斷單元1113。故障判斷單元1113接收到第一數字濾波單元1115以及第二數字濾波單元1116輸出的濾波後的電壓狀態信息後進行分析，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出數字量輸入控制電路12沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出數字量輸入控制電路12出現故障；具體地，當故障判斷單元1113分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，根據光耦原理，可以判斷出數字量輸入控制電路12出現故障，即，比如分析出只有第一邊沿檢測單元1111檢測的第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態或下降沿狀態時，第二邊沿檢測單元1111檢測的第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態或持續低電平狀態，那么可以判斷出數字量輸入控制電路12出現故障；又如分析出只有第二邊沿檢測單元1111檢測的第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態或下降沿狀態時，第一邊沿檢測單元1111檢測的第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態或持續低電平狀態，那么可以判斷出數字量輸入控制電路12出現故障，觸發故障狀態告警單元1114設定數字量輸入控制電路12的故障狀態告警信息。

進一步地，PLC數字量輸入處理模組11還包括與輸入故障檢測模組111相連線的表決輸出單元112，表決輸出單元112與輸入故障檢測模組111一一對應，圖4中以包括一個表決輸出單元112為例進行說明，具體地，當輸入故障檢測模組111的故障判斷單元1113判斷出數字量輸入控制電路12沒有出現故障時，表決輸出單元112表決輸出第一數字量輸入電路121輸入的數字量信號，或表決輸出第二數字量輸入電路122輸入的數字量信號；當故障判斷單元1113分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如故障判斷單元1113分析出第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出第一數字量輸入電路121輸入的數字量信號；當故障判斷單元1113分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如故障判斷單元1113分析出第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出第二數字量輸入電路122輸入的數字量信號；當故障判斷單元1113分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如故障判斷單元1113分析出第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出第二數字量輸入電路122輸入的數字量信號；又如故障判斷單元1113分析出第二數字量輸入電路122的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，第一數字量輸入電路121的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態時，表決輸出單元112表決輸出第一數字量輸入電路121輸入的數字量信號。

進一步地，如圖7示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC控制系統的第三實施例的結構示意圖，同樣以PLC數字量輸入控制裝置1包括一路數字量輸入控制電路12、PLC數字量輸入處理模組11包括一個輸入故障檢測模組111為例繼續進行詳細說明，PLC數字量輸入處理模組11包括輸入故障檢測模組111和表決輸出單元112外，還可以包括狀態記錄存儲器113，用於記錄數字量輸入控制電路12的故障狀態信息，和/或表決輸出單元112的表決輸出信息。具體地，如下表所示：

狀態記錄存儲器113記錄的表決輸出信息還可以包括各個數字量輸入電路的有效位信息，以表明當前數字量輸入電路的有效情況；“＿／￣”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，“￣＼＿”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，“￣￣￣”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態，“＿＿＿”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態，“->1”表示設定該數字量輸入電路有效，“--”表示設定該數字量輸入電路保持原先的設定。狀態記錄存儲器113記錄的數字量輸入控制電路12的故障狀態信息和表決輸出單元112的表決輸出信息為上述表中任意一種情況，比如狀態記錄存儲器113當前記錄了標號為2的情況，則表明故障判斷單元1113分析判斷出輸出電壓狀態信息一致（都為下降沿狀態），當前屬於正常工況，沒有故障告警信息，當前第一數字量輸入電路（簡稱第一）和第二數字量輸入電路（簡稱第二）都設定有效，表決輸出第一或第二的輸入的數字量信號；又如狀態記錄存儲器113當前記錄了標號為C的情況，則表明故障判斷單元1113分析判斷出輸出電壓狀態信息不一致（第一為下降沿狀態，第二為持續低電平狀態），當前不屬於正常工況，設定了故障告警信息，當前第一數字量輸入電路設定有效，第二數字量輸入電路保留了原來的設定，表決輸出第一輸入的數字量信號。

需要說明的是，狀態記錄存儲器113可以為串列鐵電存儲器等，便於掉電恢復後還可以保持各個數字量輸入電路的狀態信息，便於用戶維護。

進一步地，故障狀態告警單元1114可以為燈光告警單元、聲音告警單元或聲光告警單元等；如圖7中，故障狀態告警單元1114以燈光告警單元為例，具體可以為雙色狀態指示燈，包含告警指示LED以及數據指示LED，以及時通知用戶發生故障。

需要說明的是，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的PLC數字量輸入控制裝置1還包括通信模組，分別與PLC數字量輸入處理模組以及外部PLC主控制器相連線，用於根據所述表決輸出單元表決輸出的數字量信號，與外部PLC主控制器進行通信連線。

實施《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例，通過第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，當其中一路輸入電路發生故障失效時，還有另外一路輸入電路保證數字量的正常輸入，可有效解決2010年11月前有關技術中數字量輸入的可靠性問題，有效降低了有關技術中由於光耦失效直接給用戶造成的損失；PLC數字量輸入控制裝置可以檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息，並向PLC主控制器表決輸出有效的數字量信號，用戶可以便捷地了解數字量輸入的情況，保證了在數字量輸入電路發生徹底故障前用戶可以進行主動的修復從而避免損失，使用戶能夠更加高效地進行系統的維護，避免了不可控的自動化套用系統的異常，大大提高了PLC數字量輸入的可靠性。

上面詳細說明了《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的PLC控制系統以及PLC數字量輸入控制裝置1的結構，下面相應地，結合附圖說明《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的PLC數字量輸入控制方法。

如圖8示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC數字量輸入控制方法的第一實施例流程圖，包括：步驟S801：第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個可程式邏輯控制器PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；具體地，PLC數字量輸入控制裝置包括至少一路數字量輸入控制電路，該數字量輸入控制電路包括第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路，第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出。需要說明的是，一路數字量輸入控制電路對應一個數字量輸入連線埠；PLC數字量輸入控制裝置1可以對應接入多個數字量輸入連線埠。

步驟S802：至少一個輸入故障檢測模組接收所述第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測數字量輸入控制電路是否出現故障，當檢測結果為是時，設定故障狀態告警信息。

進一步地，如圖9示出的《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》PLC數字量輸入控制方法的第二實施例流程圖，包括：步驟S901：第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路接收同一個可程式邏輯控制器PLC數字量輸入連線埠輸入的數字量，並對所述數字量進行控制輸出；步驟S902：第一邊沿檢測單元接收所述第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；第二邊沿檢測單元接收所述第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測所述第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；具體地，PLC數字量輸入控制裝置的輸入故障檢測模組可以包括第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元，以對應檢測第一數字量輸入電路和第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息。

步驟S903：分析所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出數字量輸入控制電路出現故障；具體地，PLC數字量輸入控制裝置還可以對所述第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；對所述第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波處理；然後分析濾波處理後的所述第一邊沿檢測單元和第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息。

步驟S904：當判斷出數字量輸入控制電路出現故障時，設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

具體地，第一邊沿檢測單元接收到第一數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；同時，第二邊沿檢測單元接收第二數字量輸入電路控制輸出的數字量信號，並檢測第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息；然後，PLC數字量輸入控制裝置對第一邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波，同時對第二邊沿檢測單元檢測的輸出電壓狀態信息進行濾波，PLC數字量輸入控制裝置對濾波後的電壓狀態信息後進行分析，當輸出電壓狀態信息一致時，則判斷出PLC數字量輸入控制裝置的數字量輸入控制電路沒有出現故障；當輸出電壓狀態信息不一致時，則判斷出PLC數字量輸入控制裝置的數字量輸入控制電路出現故障；具體地，當分析出只有一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態時，根據光耦原理，可以判斷出數字量輸入控制電路出現故障，即，比如分析出只有第一邊沿檢測單元檢測的第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態或下降沿狀態時，第二邊沿檢測單元檢測的第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態或持續低電平狀態，那么可以判斷出數字量輸入控制電路出現故障；又如分析出只有第二邊沿檢測單元檢測的第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態或下降沿狀態時，第一邊沿檢測單元檢測的第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態或持續低電平狀態，那么可以判斷出數字量輸入控制電路出現故障，PLC數字量輸入控制裝置將設定數字量輸入控制電路的故障狀態告警信息。

再進一步地，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的PLC數字量輸入控制方法還可以包括：當判斷出數字量輸入控制電路沒有出現故障時，表決輸出所述第一數字量輸入電路輸入的數字量信號，或表決輸出所述第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述上升沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如分析出第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態時，PLC數字量輸入控制裝置表決輸出第一數字量輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續低電平狀態時，表決輸出所述下降沿狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如分析出第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態時，PLC數字量輸入控制裝置表決輸出第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；當分析出一個輸出電壓狀態為上升沿狀態或下降沿狀態，另一個輸出電壓狀態為持續高電平狀態時，表決輸出所述持續高電平狀態對應的輸入電路輸入的數字量信號；比如分析出第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態時，PLC數字量輸入控制裝置表決輸出第二數字量輸入電路輸入的數字量信號；又如分析出第二數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，第一數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態時，PLC數字量輸入控制裝置表決輸出第一數字量輸入電路輸入的數字量信號。

再進一步地，《一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法》實施例的PLC數字量輸入控制方法還可以包括：PLC數字量輸入控制裝置實時記錄故障狀態信息，和/或表決輸出信息。

具體地，PLC數字量輸入控制裝置還可以包括一狀態記錄存儲器，以實時記錄各個數字量輸入電路的故障狀態信息，和/或表決輸出信息，如下表所示：

狀態記錄存儲器記錄的表決輸出信息還可以包括各個數字量輸入電路的有效位信息，以表明當前數字量輸入電路的有效情況；“＿／￣”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為上升沿狀態，“￣＼＿”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為下降沿狀態，“￣￣￣”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續高電平狀態，“＿＿＿”表示數字量輸入電路的輸出電壓狀態信息為持續低電平狀態，“->1”表示設定該數字量輸入電路有效，“--”表示設定該數字量輸入電路保持原先的設定。狀態記錄存儲器記錄的故障狀態信息和表決輸出信息為上述表中任意一種情況，比如狀態記錄存儲器當前記錄了標號為2的情況，則表明PLC數字量輸入控制裝置分析判斷出輸出電壓狀態信息一致（都為下降沿狀態），當前屬於正常工況，沒有故障告警信息，當前第一數字量輸入電路（簡稱第一）和第二數字量輸入電路（簡稱第二）都設定有效，表決輸出第一或第二的輸入的數字量信號；又如狀態記錄存儲器當前記錄了標號為C的情況，則表明PLC數字量輸入控制裝置分析判斷出輸出電壓狀態信息不一致（第一為下降沿狀態，第二為持續低電平狀態），當前不屬於正常工況，設定了故障告警信息，當前第一數字量輸入電路設定有效，第二數字量輸入電路保留了原來的設定，表決輸出第一輸入的數字量信號。

一種PLC數字量輸入控制裝置及其控制方法