一種開關(guān)量輸出通道檢測方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及安全儀表系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)量輸出通道檢測方法和結(jié) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，SIS (Safety Instrumented System)安全儀表系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于石油、化工 等大型過程控制領(lǐng)域，但作為一種高度可靠的安全保護設(shè)施，其它行業(yè)也有較多應(yīng)用，包括 核電、航空、艦船、高速鐵路等系統(tǒng)。它是一種可對石油化工等生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險或 不采取措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進行及時響應(yīng)和保護的可編程控制系統(tǒng)，它可使生產(chǎn)裝置進 入一個預(yù)定義的安全停車工況（即輸出通道處于斷開狀態(tài)），從而使危險降低到可以接受 的最低程度，保證人員、設(shè)備處于安全的狀態(tài)。
[0003] 開關(guān)量輸出通道作為SIS系統(tǒng)中最重要的一個輸出組件，通常開關(guān)量輸出通道主 要有多個開關(guān)管構(gòu)成的硬件表決電路實現(xiàn)，硬件表決電路結(jié)構(gòu)通常采用三重化表決結(jié)構(gòu)， 即2〇〇3結(jié)構(gòu)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中對開關(guān)量輸出通道的檢測方法中，在檢測到輸出通道發(fā)生故障后，不 能對故障采取隔離措施，比如，現(xiàn)有技術(shù)的檢測方法能夠檢測到輸出通道控制的輸出開關(guān) 發(fā)生粘連失效，但是卻無法斷開輸出通道，從而導(dǎo)致現(xiàn)場發(fā)生危險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)和方法，以在檢測到輸出 通道發(fā)生故障后，能夠?qū)收喜扇「綦x措施，進而提高開關(guān)量輸出通道的安全性。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0007] -種開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)，包括：開關(guān)量輸出通道、輸出開關(guān)、安全開關(guān)和電 源，其中，所述安全開關(guān)設(shè)置在所述電源和所述輸出開關(guān)之間，所述開關(guān)量輸出通道的輸出 端連接所述輸出開關(guān)。
[0008] 可選地，所述結(jié)構(gòu)還包括：數(shù)據(jù)選擇器，所述數(shù)據(jù)選擇器的輸出端連接所述安全開 關(guān)。
[0009] 可選地，所述數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端連接所述開關(guān)量輸出通道的輸出端；
[0010] 所述數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端的邏輯電平與所述開關(guān)量輸出通道的真值表的控 制結(jié)果對應(yīng)；
[0011] 所述數(shù)據(jù)選擇器的輸出端選通與所述地址輸入端接入的邏輯變量對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸 入端。
[0012] 可選地，所述開關(guān)量輸出通道和所述輸出開關(guān)構(gòu)成2〇〇3硬件表決電路。
[0013] 可選地，所述開關(guān)量輸出通道包括第一開關(guān)量輸出通道、第二開關(guān)量輸出通道和 第三開關(guān)量輸出通道，所述輸出開關(guān)包括第一輸出開關(guān)、第二輸出開關(guān)、第三輸出開關(guān)和第 四輸出開關(guān)，其中，所述第一輸出開關(guān)和第二輸出開關(guān)串聯(lián)形成第一輸出開關(guān)支路，所述第 三輸出開關(guān)和第四輸出開關(guān)串聯(lián)形成第二輸出開關(guān)支路，所述第一輸出開關(guān)支路和所述第 二輸出開關(guān)支路并聯(lián)，所述第一開關(guān)量輸出通道控制所述第一輸出開關(guān)和第三輸出開關(guān)， 所述第二開關(guān)量輸出通道控制所述第一輸出開關(guān)和第四輸出開關(guān)，所述第三開關(guān)量輸出通 道控制所述第二輸出開關(guān)。
[0014] 一種開關(guān)量輸出通道檢測方法，包括：
[0015] 開關(guān)量輸出通道的輸入端接收初始控制信號，將所述初始控制信號轉(zhuǎn)換為用于控 制輸出開關(guān)的驅(qū)動信號；
[0016] 利用所述驅(qū)動信號控制所述輸出開關(guān)；
[0017] 檢測輸出開關(guān)的控制結(jié)果；
[0018] 根據(jù)所述驅(qū)動信號和所述驅(qū)動信號對應(yīng)的輸出開關(guān)的控制結(jié)果檢測開關(guān)量輸出 通道是否故障，如果是，控制安全開關(guān)斷開。
[0019] 可選地，所述根據(jù)所述驅(qū)動信號和所述驅(qū)動信號對應(yīng)的所述輸出開關(guān)的控制結(jié)果 檢測開關(guān)量輸出通道是否故障，如果是，控制安全開關(guān)斷開，具體包括：
[0020] 根據(jù)所述驅(qū)動信號和所述驅(qū)動信號對應(yīng)的所述輸出開關(guān)的控制結(jié)果檢測開關(guān)量 輸出通道是否故障，如果是，判斷所述故障是否為嚴重故障，如果是，控制安全開關(guān)斷開；
[0021] 所述嚴重故障為任意改變驅(qū)動信號，輸出開關(guān)的控制結(jié)果始終處于ON狀態(tài)。
[0022] 可選地，所述判斷所述故障是否為嚴重故障，如果否，控制安全開關(guān)的狀態(tài)保持不 變。
[0023] 可選地，所述驅(qū)動信號為多個，所述根據(jù)所述驅(qū)動信號和所述驅(qū)動信號對應(yīng)的輸 出開關(guān)的控制結(jié)果檢測開關(guān)量輸出通道是否故障，具體包括：
[0024] 判斷每個所述驅(qū)動信號對應(yīng)的輸出開關(guān)的控制結(jié)果是否與開關(guān)量輸出通道的真 值表中的與所述驅(qū)動信號相同的驅(qū)動信號對應(yīng)的輸出開關(guān)的控制結(jié)果是否一致；
[0025] 當至少一個驅(qū)動信號對應(yīng)的輸出開關(guān)的控制結(jié)果與開關(guān)量輸出通道的真值表中 的與所述至少一個驅(qū)動信號對應(yīng)的輸出開關(guān)的控制結(jié)果不一致時，則確定所述開關(guān)量輸出 通道發(fā)生故障。
[0026] 可選地，所述檢測輸出開關(guān)的控制結(jié)果，具體包括：
[0027] 檢測在所述驅(qū)動信號的控制下所述輸出開關(guān)下游的電壓；
[0028] 比較檢測得到的電壓與閾值電壓的關(guān)系，當所述檢測得到的電壓大于等于閾值電 壓時，輸出開關(guān)的控制結(jié)果為"1"，當所述檢測得到的電壓小于閾值電壓時，輸出開關(guān)的控 制結(jié)果為"〇"。
[0029] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0030] 本發(fā)明提供的開關(guān)量輸出通道的檢測結(jié)構(gòu)中，在電源和輸出開關(guān)之間設(shè)置有安全 開關(guān)，當檢測到開關(guān)量輸出通道內(nèi)部或外部發(fā)生故障后，控制安全開關(guān)斷開，如此就能將故 障與開關(guān)量輸出通道隔離，從而使開關(guān)量輸出通道處于安全狀態(tài)，提高整個安全儀表系統(tǒng) 的故障處理能力和安全性。
【附圖說明】
[0031] 為了清楚地理解本發(fā)明的【具體實施方式】，下面將描述本發(fā)明【具體實施方式】時用到 的附圖作一簡要說明。顯而易見地，這些附圖僅是本發(fā)明的部分實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在 未付出創(chuàng)造性勞動的前提下還可以獲得其它附圖。
[0032] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明實施例一提供的開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)的又一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4是本發(fā)明實施例二提供的開關(guān)量輸出通道檢測方法的流程示意圖；
[0036] 圖5是本發(fā)明實施例三提供的開關(guān)量輸出通道檢測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和有益效果更加清楚完整，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】進行描述。
[0038] 實施例一
[0039] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示， 本發(fā)明實施例提供的開關(guān)量輸出通道檢測結(jié)構(gòu)包括：
[0040] 開關(guān)量輸出通道11、輸出開關(guān)K、安全開關(guān)KO和電源PWl，其中，電源PWl與輸出開 關(guān)K連接，所述安全開關(guān)KO設(shè)置在所述電源PWl和所述輸出開關(guān)K之間，所述開關(guān)量輸出 通道11的輸出端連接所述輸出開關(guān)K，以使所述開關(guān)量輸出通道11輸出的驅(qū)動信號控制所 述輸出開關(guān)K的關(guān)斷和閉合。輸出開關(guān)K輸出到現(xiàn)場負載R。
[0041] 需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，開關(guān)量輸出通道11可以為單輸出通道，其控 制的輸出開關(guān)K也為一個。此外，開關(guān)量輸出通道11也可以為多輸出通道，其控制的輸出 開關(guān)K可以為多個。
[0042] 而且，作為SIS系統(tǒng)中最主要的一個輸出組件，開關(guān)量輸出通道通常由多個開關(guān) 管構(gòu)成的硬件表決電路實現(xiàn)，該硬件表決電路結(jié)構(gòu)通常采用三重化表決結(jié)構(gòu)，即2 〇〇3結(jié) 構(gòu)。所述2〇〇3結(jié)構(gòu)為三通道表決結(jié)構(gòu)，只要其中2個通道正常就能保證安全儀表系統(tǒng)的安 全功能。此外，開關(guān)量輸出通道11也可以為其它表決結(jié)構(gòu)，如1 〇〇2表決結(jié)構(gòu)。由于開關(guān)量 輸出通道11的表決結(jié)構(gòu)不屬于本發(fā)明的發(fā)明點，所以在此不再詳細描述。
[0043] 作為示例，當圖1所示的開關(guān)量輸出通道11為三重化表決結(jié)構(gòu)如2〇〇3結(jié)構(gòu)時，上 述所述的開關(guān)量輸出通道的檢測結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。圖2所示的開關(guān)量輸出通道檢測 結(jié)構(gòu)包括：
[0044] 電源PW1、安全開關(guān)K0、第一開關(guān)量輸出通道A、第二開關(guān)量輸出通道B、第三開關(guān) 量輸出通道C、第一輸出開關(guān)Kl、第二輸出開關(guān)K2、第三輸出開關(guān)K3和第四輸出開關(guān)K4 ;其 中，第一輸出開關(guān)Kl和第二輸出開關(guān)K2串聯(lián)形成第一輸出開關(guān)支路。第三輸出開關(guān)K3和 第四輸出開關(guān)K4串聯(lián)形成第二輸出開關(guān)支路，其中，第一輸出開關(guān)支路和第二輸出開關(guān)支 路并聯(lián)連接，所述安全開關(guān)KO設(shè)置在第一