本實(shí)用新型涉及工業(yè)控制，特別涉及一種監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)的裝置，利用在DCS控制器的模擬量輸入端子和輸出端子安裝信號(hào)發(fā)生器和接收器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工業(yè)控制技術(shù)得到飛躍式發(fā)展，其中分散控制系統(tǒng)（DCS）在工業(yè)過程控制中得到了迅速普及，是集控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)路通訊技術(shù)等一體的控制系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于電力、石化、造紙以及建材等行業(yè)，成為過程控制系統(tǒng)的核心。DCS的應(yīng)用大幅提高了生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可靠性。

DCS系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理運(yùn)算的核心就是控制器，一般采用專門的工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、可讀寫永久儲(chǔ)存器內(nèi)裝設(shè)操作系統(tǒng)和組態(tài)應(yīng)用軟件，以實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制?？刂破魍ㄟ^IO模件（模擬量輸入/輸出、開關(guān)量輸入/輸出等）獲取采集的過程數(shù)據(jù)，通過控制器內(nèi)的組態(tài)邏輯進(jìn)行運(yùn)算后，再通過IO模件將控制指令輸送至現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成控制指令的實(shí)施。為了保證控制系統(tǒng)的可靠性，所有DCS系統(tǒng)的控制器都進(jìn)行了冗余配置，確保冗余運(yùn)行，這種方式下，當(dāng)一臺(tái)控制器出現(xiàn)故障時(shí)，備用控制器能夠立即自動(dòng)投入運(yùn)行。

按照工業(yè)控制中的控制要求，冗余控制器在發(fā)生切換時(shí)，現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)是不允許出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)甚至緩動(dòng)。由于各品牌的DCS系統(tǒng)受制造工藝水平的制約或者設(shè)備長周期運(yùn)行狀態(tài)下故障偶發(fā)性等因素，容易導(dǎo)致控制器切換過程中出現(xiàn)模擬量和開關(guān)量輸出緩動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象，對(duì)工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)以及相關(guān)設(shè)備存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提出一種監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)的裝置，利用在DCS控制器的模擬量輸入端子和輸出端子安裝信號(hào)發(fā)生器和接收器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)的裝置，包括兩套互為冗余的火電廠運(yùn)行DCS控制器，兩套冗余火電廠運(yùn)行DCS控制器始終保持其中一套在線運(yùn)行，所述兩套DCS控制器公用一套模擬量輸出端子和模擬量輸入端子，其中，所述模擬量輸入端子連接有一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述模擬量輸出端子連接有一個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀，信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)監(jiān)測信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)兩套DCS控制器冗余切換時(shí)，信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測切換過程模擬量輸出狀態(tài)。

方案進(jìn)一步是：所述連接有信號(hào)發(fā)生器的模擬量輸入端子是備用模擬量輸入端子，所述連接有信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀的模擬量輸出端子是模擬量輸出備用端子。

方案進(jìn)一步是：所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀通過在所述模擬量輸出端子接入的標(biāo)準(zhǔn)電阻采集信號(hào)。

方案進(jìn)一步是：所述的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值是依據(jù)對(duì)應(yīng)DCS設(shè)備對(duì)模擬量輸出通道的開路電阻要求選定。

方案進(jìn)一步是：所述信號(hào)發(fā)生器提供的電流信號(hào)范圍是4-20mA。

方案進(jìn)一步是：所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀的采樣速率不小于100MS/s。

本實(shí)用新型的有益效果是：

通過本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)的監(jiān)測，利用該裝置采集DCS控制系統(tǒng)的輸出模擬量信號(hào)在控制器切換過程中的狀態(tài)，通過對(duì)高速數(shù)據(jù)采集儀記錄的圖形化數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠檢測控制器在切換過程中的停止工作時(shí)間和模擬量輸出指令的狀態(tài)變化，進(jìn)一步確定DCS控制器應(yīng)用在工業(yè)系統(tǒng)中的安全性和可靠性，防止因控制器切換過程造成的工業(yè)生產(chǎn)故障和設(shè)備損壞。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種監(jiān)測冗余控制器切換過程模擬量輸出狀態(tài)的裝置，如圖1所示，包括兩套互為冗余的火電廠運(yùn)行DCS控制器，即：第一火電廠運(yùn)行DCS控制器1和第二火電廠運(yùn)行DCS控制器2；兩套冗余火電廠運(yùn)行DCS控制器始終保持其中一套在線運(yùn)行，所述兩套DCS控制器連接至一個(gè)模擬量接線端子3，模擬量接線端子有模擬量輸出端子302和模擬量輸入端子301，其中，所述模擬量輸入端子連接有一個(gè)信號(hào)發(fā)生器4，所述模擬量輸出端子連接有一個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀5，信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)監(jiān)測信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)兩套DCS控制器冗余切換時(shí)，信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測切換過程模擬量輸出狀態(tài)；是利用模擬量信號(hào)發(fā)生器提供控制器可識(shí)別范圍電流值（4-20mA），經(jīng)過DCS控制器控制邏輯組態(tài)內(nèi)設(shè)定速率限制后經(jīng)已并聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻的模擬量輸出通道送至高速數(shù)據(jù)采集儀記錄數(shù)據(jù)；其中：所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀接收信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)是通過冗余控制器設(shè)定的通路實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)施例中：為了減少對(duì)現(xiàn)有線路的影響，所述連接有信號(hào)發(fā)生器的模擬量輸入端子是備用模擬量輸入端子，所述連接有信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀的模擬量輸出端子是模擬量輸出備用端子。

實(shí)施例中：所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀通過在所述模擬量輸出端子接入的標(biāo)準(zhǔn)電阻6采集信號(hào)。其所述的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值是依據(jù)對(duì)應(yīng)DCS設(shè)備對(duì)模擬量輸出通道的開路電阻要求選定；測試選擇100—300歐姆。

實(shí)施例中：所述信號(hào)發(fā)生器提供的電流信號(hào)范圍是4-20mA，也就是利用模擬量信號(hào)發(fā)生器提供控制器可識(shí)別、滿足限制要求的電流信號(hào)，范圍在4-20mA。并且，利用DCS控制器內(nèi)速率功能塊，確保信號(hào)發(fā)生器輸入至DCS系統(tǒng)的模擬量信號(hào)以設(shè)定速率變化，設(shè)定的變化速率要求輸入模擬量信號(hào)按照控制系統(tǒng)每掃描周期變化1%；并且，所述信號(hào)數(shù)據(jù)采集儀的采樣速率不小于100MS/s。