[發(fā)明專利]兩線制過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811327435.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109343492B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭浩;魏巍;周小燕;郭子航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 郭浩
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 天津合正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12229
• 代理人: 陳松

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種兩線制過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置，包括：壓力保護(hù)模塊，用于在氣源氣壓故障時(shí)，調(diào)整氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的壓力，以驅(qū)動(dòng)過(guò)程控制元件，對(duì)過(guò)程流體進(jìn)行控制；信號(hào)保護(hù)模塊，用于在控制信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，對(duì)所述壓力保護(hù)模塊進(jìn)行控制，以使得壓力保護(hù)模塊調(diào)整氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的壓力。無(wú)需增加其他保護(hù)裝置，可以利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)在壓力和\或控制信號(hào)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程控制元件的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)的目的。同時(shí)，由于只采用兩線電流環(huán)，避免了電流環(huán)之間的互相干擾，提高了控制信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種兩線制過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，過(guò)程控制系統(tǒng)輸出動(dòng)力和控制信號(hào)，由相應(yīng)控制器調(diào)節(jié)核心過(guò)程控制元件——控制閥開(kāi)度，通過(guò)控制流體流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)受控對(duì)象的控制。工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性要求高的特點(diǎn)，在信號(hào)異常時(shí)，必須有系統(tǒng)保護(hù)裝置，控制核心過(guò)程控制元件，使過(guò)程控制系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。

圖1顯示了現(xiàn)有的一種過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置的原理圖，現(xiàn)有過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置一般由信號(hào)比較器、電磁閥、氣控?fù)Q向閥等構(gòu)成，由于采用電磁閥進(jìn)行控制，需要有電源驅(qū)動(dòng)電磁閥，只能使用于三線/四線制電流環(huán)系統(tǒng)中。

在工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中，過(guò)程控制信號(hào)均采用IEC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定系統(tǒng)元件間傳輸?shù)哪M信號(hào)為電流傳輸、電壓接收的信號(hào)系統(tǒng)，具體為：4～20mA直流電流信號(hào)用于信號(hào)傳輸、1～5V直流電壓信號(hào)用于信號(hào)聯(lián)絡(luò)；HART協(xié)議通過(guò)在4～20mA直流信號(hào)上疊加不同頻率交流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)字通信。目前，過(guò)程控制系統(tǒng)中控制元件的智能控制器，就是根據(jù)上述IEC信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，由4～20mA電流信號(hào)下限能量驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)兩線制電流環(huán)進(jìn)行模擬\數(shù)字信號(hào)傳輸。

現(xiàn)有過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)器采用三線/四線制電流環(huán)回路。所謂三線/四線電流環(huán)回路，是在兩線制回路中增加了供電回路，這是由于受到電磁閥的能耗約束，需要額外的電源供電線路。與兩線制電流環(huán)相比，三線/四線制電流環(huán)結(jié)構(gòu)，不但電源的長(zhǎng)線傳輸增加了成本，而且存在電源和控制信號(hào)之間干擾問(wèn)題，降低了過(guò)程控制系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種兩線制過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于三線/四線制電流環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的過(guò)程控制系統(tǒng)可靠性低的情況。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種兩線制過(guò)程控制系統(tǒng)保護(hù)裝置，其特征在于，包括：

壓力保護(hù)模塊，用于在氣源氣壓故障時(shí)，調(diào)整氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的壓力，以驅(qū)動(dòng)過(guò)程控制元件，對(duì)過(guò)程流體進(jìn)行控制；

信號(hào)保護(hù)模塊，用于在控制信號(hào)故障時(shí)，對(duì)所述壓力保護(hù)模塊進(jìn)行控制，以使得壓力保護(hù)模塊調(diào)整氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的壓力。

進(jìn)一步的，所述壓力保護(hù)模塊包括：氣動(dòng)先導(dǎo)閥和主閥，所述氣動(dòng)先導(dǎo)閥用于在氣源氣壓故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述主閥，對(duì)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和氣路進(jìn)行切換。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)保護(hù)模塊包括：微功耗先導(dǎo)閥，所述微功耗先導(dǎo)閥用于在控制信號(hào)故障時(shí)，調(diào)整所述主閥切換。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)保護(hù)模塊包括：信號(hào)異常檢測(cè)單元，所述信號(hào)異常檢測(cè)單元，包括：電流/電壓轉(zhuǎn)換單元、升壓?jiǎn)卧捅容^單元；

所述電流/電壓轉(zhuǎn)換單元，用于將控制信號(hào)中的電流轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓；

所述升壓?jiǎn)卧糜趯⑺鲭妷哼M(jìn)行等比例放大；

所述比較單元，用于將等比例放大的電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

所述電流/電壓轉(zhuǎn)換單元與所述升壓?jiǎn)卧娺B接，所述升壓?jiǎn)卧c所述比較單元電連接。