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)級計算機(jī)系統(tǒng)、可讀寫永久儲存器內(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)一臺控制器出現(xiàn)故障時，備用控制器能夠立即自動投入運(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，現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)是不允許出現(xiàn)誤動、拒動甚至緩動。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，甚至?xí)霈F(xiàn)誤動或者拒動。如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象，對工業(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。

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信號發(fā)生器，所述模擬量輸出端子連接有一個信號數(shù)據(jù)采集儀，信號數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時監(jiān)測信號發(fā)生器發(fā)出的信號，當(dāng)兩套DCS控制器冗余切換時，信號數(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。

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

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

方案進(jìn)一步是：所述信號數(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)的輸出模擬量信號在控制器切換過程中的狀態(tài)，通過對高速數(shù)據(jù)采集儀記錄的圖形化數(shù)據(jù)，對數(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信號發(fā)生器4，所述模擬量輸出端子連接有一個信號數(shù)據(jù)采集儀5，信號數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時監(jiān)測信號發(fā)生器發(fā)出的信號，當(dāng)兩套DCS控制器冗余切換時，信號數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測切換過程模擬量輸出狀態(tài)；是利用模擬量信號發(fā)生器提供控制器可識別范圍電流值（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：所述信號數(shù)據(jù)采集儀接收信號發(fā)生器發(fā)出的信號是通過冗余控制器設(shè)定的通路實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)施例中：為了減少對現(xiàn)有線路的影響，所述連接有信號發(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。其所述的標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值是依據(jù)對應(yīng)DCS設(shè)備對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：所述信號發(fā)生器提供的電流信號范圍是4-20mA，也就是利用模擬量信號發(fā)生器提供控制器可識別、滿足限制要求的電流信號，范圍在4-20mA。并且，利用DCS控制器內(nèi)速率功能塊，確保信號發(fā)生器輸入至DCS系統(tǒng)的模擬量信號以設(shè)定速率變化，設(shè)定的變化速率要求輸入模擬量信號按照控制系統(tǒng)每掃描周期變化1%；并且，所述信號數(shù)據(jù)采集儀的采樣速率不小于100MS/s。