一种监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态的装置的制作方法

文档序号:12563690阅读:525来源:国知局

本实用新型涉及工业控制,特别涉及一种监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态的装置,利用在DCS控制器的模拟量输入端子和输出端子安装信号发生器和接收器,实现监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态。



背景技术:

随着经济发展,工业控制技术得到飞跃式发展,其中分散控制系统(DCS)在工业过程控制中得到了迅速普及,是集控制技术、计算机技术、网路通讯技术等一体的控制系统。广泛应用于电力、石化、造纸以及建材等行业,成为过程控制系统的核心。DCS的应用大幅提高了生产过程的安全性、经济性、稳定性和可靠性。

DCS系统中负责数据处理运算的核心就是控制器,一般采用专门的工业级计算机系统、可读写永久储存器内装设操作系统和组态应用软件,以实现各种逻辑控制。控制器通过IO模件(模拟量输入/输出、开关量输入/输出等)获取采集的过程数据,通过控制器内的组态逻辑进行运算后,再通过IO模件将控制指令输送至现场执行机构完成控制指令的实施。为了保证控制系统的可靠性,所有DCS系统的控制器都进行了冗余配置,确保冗余运行,这种方式下,当一台控制器出现故障时,备用控制器能够立即自动投入运行。

按照工业控制中的控制要求,冗余控制器在发生切换时,现场执行机构环节是不允许出现误动、拒动甚至缓动。由于各品牌的DCS系统受制造工艺水平的制约或者设备长周期运行状态下故障偶发性等因素,容易导致控制器切换过程中出现模拟量和开关量输出缓动,甚至会出现误动或者拒动。如果出现以上现象,对工业系统的生产以及相关设备存在较大的安全风险。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提出一种监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态的装置,利用在DCS控制器的模拟量输入端子和输出端子安装信号发生器和接收器,实现监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态。

为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:

一种监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态的装置,包括两套互为冗余的火电厂运行DCS控制器,两套冗余火电厂运行DCS控制器始终保持其中一套在线运行,所述两套DCS控制器公用一套模拟量输出端子和模拟量输入端子,其中,所述模拟量输入端子连接有一个信号发生器,所述模拟量输出端子连接有一个信号数据采集仪,信号数据采集仪实时监测信号发生器发出的信号,当两套DCS控制器冗余切换时,信号数据采集仪监测切换过程模拟量输出状态。

方案进一步是:所述连接有信号发生器的模拟量输入端子是备用模拟量输入端子,所述连接有信号数据采集仪的模拟量输出端子是模拟量输出备用端子。

方案进一步是:所述信号数据采集仪通过在所述模拟量输出端子接入的标准电阻采集信号。

方案进一步是:所述的标准电阻阻值是依据对应DCS设备对模拟量输出通道的开路电阻要求选定。

方案进一步是:所述信号发生器提供的电流信号范围是4-20mA。

方案进一步是:所述信号数据采集仪的采样速率不小于100MS/s。

本实用新型的有益效果是:

通过本实用新型实现了对冗余控制器切换过程模拟量输出状态的监测,利用该装置采集DCS控制系统的输出模拟量信号在控制器切换过程中的状态,通过对高速数据采集仪记录的图形化数据,对数据进行分析,能够检测控制器在切换过程中的停止工作时间和模拟量输出指令的状态变化,进一步确定DCS控制器应用在工业系统中的安全性和可靠性,防止因控制器切换过程造成的工业生产故障和设备损坏。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种监测冗余控制器切换过程模拟量输出状态的装置,如图1所示,包括两套互为冗余的火电厂运行DCS控制器,即:第一火电厂运行DCS控制器1和第二火电厂运行DCS控制器2;两套冗余火电厂运行DCS控制器始终保持其中一套在线运行,所述两套DCS控制器连接至一个模拟量接线端子3,模拟量接线端子有模拟量输出端子302和模拟量输入端子301,其中,所述模拟量输入端子连接有一个信号发生器4,所述模拟量输出端子连接有一个信号数据采集仪5,信号数据采集仪实时监测信号发生器发出的信号,当两套DCS控制器冗余切换时,信号数据采集仪监测切换过程模拟量输出状态;是利用模拟量信号发生器提供控制器可识别范围电流值(4-20mA),经过DCS控制器控制逻辑组态内设定速率限制后经已并联标准电阻的模拟量输出通道送至高速数据采集仪记录数据;其中:所述信号数据采集仪接收信号发生器发出的信号是通过冗余控制器设定的通路实现的。

实施例中:为了减少对现有线路的影响,所述连接有信号发生器的模拟量输入端子是备用模拟量输入端子,所述连接有信号数据采集仪的模拟量输出端子是模拟量输出备用端子。

实施例中:所述信号数据采集仪通过在所述模拟量输出端子接入的标准电阻6采集信号。其所述的标准电阻阻值是依据对应DCS设备对模拟量输出通道的开路电阻要求选定;测试选择100—300欧姆。

实施例中:所述信号发生器提供的电流信号范围是4-20mA,也就是利用模拟量信号发生器提供控制器可识别、满足限制要求的电流信号,范围在4-20mA。并且,利用DCS控制器内速率功能块,确保信号发生器输入至DCS系统的模拟量信号以设定速率变化,设定的变化速率要求输入模拟量信号按照控制系统每扫描周期变化1%;并且,所述信号数据采集仪的采样速率不小于100MS/s。

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