求助，树莓派与PLC电平转换故障

thepresent

在树莓派上写了一个Python程序，涉及到跟PLC的同步，PLC通过其输出口将使能信号发给树莓派的IO口上。由于树莓派的IO口电压与PLC的电压不一样，用PC817实现一个电平转换，树莓派的IO口设定为输入模式，并使能下拉电阻（10k）。电平转换功能正常，树莓派和PLC24小时运行，现在出现连续运行几天之后树莓派无法正常监测到PLC输出的电平改变，重启树莓派之后就没有问题了。出现问题的时候树莓派上的程序还在正常运行，就是不能识别电平。麻烦问一下可能是哪方面的原因。谢谢大家。
电平转换板的电路图如下：

电子喵星人

单纯从电路上看好像没问题。
感觉是系统程序死了，挂了，没响应了，就跟你上网时浏览器卡死一样。

thepresent

电子喵星人 发表于 2020-9-19 19:29
单纯从电路上看好像没问题。
感觉是系统程序死了，挂了，没响应了，就跟你上网时浏览器卡死一样。 ...

程序没问题，因为有两路这样的从PLC发送到树莓派的io口，其中一路出问题的时候另外一路是工作正常的。

TonyCai

2分法， 确定是PC问题，还是PC817问题？

thepresent

现在出了问题之后，退出树莓派的程序重新进入的话故障还是存在。重启树莓派的话故障就可以消除。

dukelec

出問題的時候，命令行讀一下 GPIO 的輸入數據寄存器，排查一下數據。
如果數據一直是高電平，用鑷子短路 IO 到地試試。
看一下 raspberry cpu datasheet io 輸入低電平閾值是多少，懷疑 3 極管拉的不夠低，在臨界值，而且上拉電阻比較強。重啟可能讓 VCCIO 有所波動，所以正常一段時間。

电子喵星人

树莓派不是单片机，实时性和稳定性都欠缺，GPIO如果是用于实际用途，不合适。
用串口会更好，但要适配通讯协议了。

wangrwnyan123

你的PLC输出是24V吗,1.8K的限流电阻合适吗?

thepresent

wangrwnyan123 发表于 2020-9-19 20:40
你的PLC输出是24V吗,1.8K的限流电阻合适吗?

PLC输出是24V，1.8K的限流电阻是根据手册来的，我也用万用表测过，高低电平的区分比较明显，符合树莓派的高低电平的判断标准。

dukelec

thepresent 发表于 2020-9-19 21:09
PLC输出是24V，1.8K的限流电阻是根据手册来的，我也用万用表测过，高低电平的区分比较明显，符合树莓派的 ...

樹莓派低電平判斷標準是多少 V？

thepresent

电子喵星人 发表于 2020-9-19 20:37
树莓派不是单片机，实时性和稳定性都欠缺，GPIO如果是用于实际用途，不合适。
用串口会更好，但要适配通讯 ...

对实时性没有太高要求，树莓派的GPIO的稳定性是受什么影响？Linux系统的稳定性还是CPU的稳定性？之前想过用串口来操作，不过后来觉的GPIO简单，所以用了GPIO。

thepresent

dukelec 发表于 2020-9-19 21:11
樹莓派低電平判斷標準是多少 V？

https://www.raspberrypi.org/docu ... rypi/gpio/README.md
3.3V时 低电平为低于0.9V，高电平为高于1.6V

shhludb

工业应用光耦出来加一级施密特整形

Error.Dan

树莓派用在现场还是推荐走通信,外面挂正经的远程IO做现场控制或者交互,哪怕假货宝上最便宜的远程IO板卡也比自己折腾的电平转换要来的靠谱.

tdatd

r20 接10k的上拉，然后光耦的c级接树莓派的io就行了，树莓派内部的10k没必要了。

初音之恋

接下拉什么鬼

thepresent

初音之恋 发表于 2020-9-22 08:28
接下拉什么鬼

跟这个有关系吗？

初音之恋

thepresent 发表于 2020-9-22 09:20
跟这个有关系吗？

一般R20接个4.7K左右就不用下拉了，如果PLC光耦有变化，电平读不到有可能是软件问题

初音之恋

初音之恋 发表于 2020-9-25 08:32
一般R20接个4.7K左右就不用下拉了，如果PLC光耦有变化，电平读不到有可能是软件问题 ...

带仿真跑，监视一下寄存器变化，看看输入口寄存器有没有发生变化，再量量电压

thepresent

初音之恋 发表于 2020-9-25 08:34
带仿真跑，监视一下寄存器变化，看看输入口寄存器有没有发生变化，再量量电压 ...

树莓派怎么带仿真跑啊？要自己改写驱动程序吗？我在python程序里面用print把相关信息都打印出来了。

cheng-8yang

thepresent 发表于 2020-9-22 09:20
跟这个有关系吗？

树莓派和PLC是通过接插件连接的？

thepresent

cheng-8yang 发表于 2020-9-25 08:54
树莓派和PLC是通过接插件连接的？

对，左边通过排线连到树莓派，右边通过接插件连到PLC

cheng-8yang

thepresent 发表于 2020-9-25 09:01
对，左边通过排线连到树莓派，右边通过接插件连到PLC

在树莓派的输入接3.3V的ESD管试下？ESD静电管,SOD-523,ESD3V3D5-TP

thepresent

cheng-8yang 发表于 2020-9-25 09:04
在树莓派的输入接3.3V的ESD管试下？ESD静电管,SOD-523,ESD3V3D5-TP

麻烦问一下，加ESD管的作用是什么啊？我之前从淘宝上买了一个电平转换板，上面的电路基本上跟当前的一样，也没有加ESD管，这个ESD是必要的吗？

矩阵时间

PC817 是线性光耦。
一路可以，一路不可以，现象很诡异。
可以交换一下接线来测试，另外，还可以换个板子的来测试。
一个板子，说明不了啥。

cheng-8yang

thepresent 发表于 2020-9-25 09:11
麻烦问一下，加ESD管的作用是什么啊？我之前从淘宝上买了一个电平转换板，上面的电路基本上跟当前的一样 ...

在实际的产品上，IO连接插件的都会加ESD或TVS的，你这个是和PLC连接的，我觉得需要。但也不确定是不是这个问题，我只是提个建议，如果你找不到其他问题可以试下。

thepresent

cheng-8yang 发表于 2020-9-25 09:30
在实际的产品上，IO连接插件的都会加ESD或TVS的，你这个是和PLC连接的，我觉得需要。但也不确定是不是这 ...

好的，谢谢了

thepresent

矩阵时间 发表于 2020-9-25 09:27
PC817 是线性光耦。
一路可以，一路不可以，现象很诡异。
可以交换一下接线来测试，另外，还可以换个板子的 ...

现在这个故障出现的频率也不高，连续24小时运行，一个月出了两次。下次出问题了再仔细分析一下。
目前是在PLC的程序里里面增加一个检验，树莓派检测到电平变化后会往PLC输出一个标志位的变化，PLC检查标志位，如果与当前的PLC的输出不符的话就报警，这样使用的话问题也不大，主要是不明白这是什么原因造成的。

矩阵时间

thepresent 发表于 2020-9-25 10:30
现在这个故障出现的频率也不高，连续24小时运行，一个月出了两次。下次出问题了再仔细分析一下。
目前是 ...

你没有注意到 线性 这两个字吗？
电压落在临界区，就会检测不到。但是，三用表放上去，临界条件就会改变，因此，借助仪器，看不到。
检测到变化，发标识去确认，如果检测不到呢？
你们现在的问题就是检测不到啊。

thepresent

矩阵时间 发表于 2020-9-25 10:36
你没有注意到 线性 这两个字吗？
电压落在临界区，就会检测不到。但是，三用表放上去，临界条件就会改变 ...

你说的临界区是什么原因造成的？PLC的电压不正常造成的吗？我理解的是如果PLC的输入电压不变，树莓派的电压也不变，经过光耦的电压应该是一致的吧？
另外说检测不到的问题，我说的是现在在找不到原因的情况下采取的方案。如果树莓派检测不到电压，树莓派发往PLC的信号就不会有变化，PLC知道自己的输出和输入是什么，PLC检测不到变化就报警，就停止后续的程序执行，提醒维护人员重启设备。

bigharpoon

去掉下拉R21，增大R20到1K、4.7K、10K试一试

thepresent

bigharpoon 发表于 2020-9-25 15:37
去掉下拉R21，增大R20到1K、4.7K、10K试一试

好的，现在PLC程序还没有修改，等修改完成之后试一下