[实用新型]冗余输出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号输出的领域，特别涉及冗余输出装置。

背景技术

在分布式控制系统DCS（Distributed Control System）中控制现场会存在大量的仪表、变送器及传感器等仪器。为了使控制现场的仪器能够正常工作，DCS主站需要通过输出装置为控制现场的仪器提供4～20mA的模拟电流信号（此模拟电流信号为直流信号）。

在现有技术中，为了能够给控制现场的仪器提供可靠的电流信号，一般需至少配备两个输出装置实现冗余功能。在上述多个输出装置中，只有一个为主输出装置，其它均为备用输出装置。在正常情况下，只有主输出装置向控制现场的仪器输出电流信号，而备用输出装置并不向控制现场的仪器输出电流信号。只有在主输出装置出现故障时（此时主输出装置不能给控制现场的仪器提供电流信号），备用输出装置才会向控制现场的仪器输出电流信号（即实现冗余切换）。由于从主输出装置出现故障到备用输出装置接替其工作的过程（此过程为冗余切换的过程），势必要经历一个时间段，而在这个时间段是没有电流信号提供给控制现场的仪器的。

因此，在冗余切换的过程中,控制现场的仪器将经历电流信号从有到无再到有的过程，这将会使得控制现场的仪器所承受的电流冲击较大，从而将缩短控制现场的仪器的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供冗余输出装置，以减小控制现场的仪器在冗余切换的过程中所受的电流冲击，从而延长控制现场的仪器的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种冗余输出装置，其特征在于，包括分布式控制系统DCS主站、第一输出模块、第二输出模块和冗余端子模块；

所述分布式控制系统DCS主站的一端与所述第一输出模块的一端相连，所述分布式控制系统DCS主站的另一端与所述第二输出模块的一端相连；

所述第一输出模块的另一端与所述冗余端子模块的第一端相连；

所述第二输出模块的另一端与所述冗余端子模块的第二端相连；

所述冗余端子模块的第三端与控制现场的仪器相连；

所述第一输出模块与所述第二输出模块的结构相同，且通过用于交互信息的冗余通道相连。

优选的，所述第一输出模块包括微控制器、现场可编程门阵列FPGA器件、数模转换器DAC、模数转换器ADC、电压电流转换电路和采集回读电路;

所述微控制器的一端与所述分布式控制系统DCS主站的一端相连，所述微控制器的另一端与所述现场可编程门阵列FPGA的第一端相连；

所述现场可编程门阵列FPGA的第二端与所述数模转换器DAC的一端相连，所述数模转换器DAC的另一端与所述电压电流转换电路的第一端相连；

所述FPGA的第三端与所述模数转换器的ADC的一端相连，所述模数转换器ADC的另一端分别与所述采集回读电路的第一端和所述电压电流转换电路的第二端相连；

所述采集回读电路的第二端与所述电压电流转换电路的第三端相连，所述采集回读电路的第三端与所述冗余端子模块的第一端相连。

优选的，所述电压电流转换电路包括第一运算放大器、电容C1和三极管；

所述第一运算放大器的同相输入端与所述数模转换器DAC的另一端相连，第一运算放大器的反相输入端与所述模数转换器ADC的另一端相连，第一运算放大器的输出端与所述三极管相连；

所述第一运算放大器的反相输入端还通过所述电容C1与所述第一运算放大器的输出端相连。

优选的，所述三极管的基极b分别与所述第一运算放大器的输出端和所述电容C1相连，集电极c与电源相连，发射极e与所述采集回读电路相连。

优选的，所述采集回读电路包括第二运算放大器、滤波电路、电阻R1和第一二极管；

所述电阻R1的一端分别与所述滤波电路的第一输入端和所述三极管的发射极e相连，另一端分别与所述滤波电路的第二输入端和所述第一二极管的阳极相连；

所述第一二极管的阴极与所述冗余端子模块的第一端相连；

所述滤波电路的第一输出端与所述第二运算放大器的同相输入端相连，第二输出端与所述第二运算放大器的反相输入端相连；

所述第二运算放大器的输出端分别与所述模数转换器ADC的另一端和所述第一运算放大器的反向输入端相连。