CN106909137B - 一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,所述装置包括:第一取样电阻、第二取样电阻、线性光耦、数字电位器、V/I转换电路、采样电阻、线性容耦隔离器、诊断比较器;实现了能够对输出的模拟量信号进行定量判断,保证其输出的准确性的技术效果。

Description

一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置
技术领域
本发明涉及核电厂数字化仪控领域,具体地,涉及一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置。
背景技术
在各类核电站中,经常需要将现场模拟量信号与后级系统进行线性隔离,前后级信号互不影响。同时,信号隔离也能消除由于地环路太大,各参考点电位不一致带来的测量误差。模拟量隔离分配装置主要功能是将现场的模拟量信号进行隔离和分配,适用于需将现场模拟量信号传输到多个不同后级系统的场合。
现有技术的模拟量隔离分配装置仅对现场的模拟量信号进行了隔离和分配,对隔离分配后输出的模拟量信号的准确性未做定量判断。当模拟量隔离分配装置发生故障,输出不满足精度要求的模拟量信号时,后级系统会根据采集到的偏差模拟量信号做出错误的判断,发出错误的动作指令,极大影响了核电站的正常运行。
综上所述,本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:
在现有技术中,现有技术的模拟量隔离分配装置存在不能对隔离分配后输出的模拟量信号的准确性进行定量判断的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,解决了现有技术的模拟量隔离分配装置存在不能对隔离分配后输出的模拟量信号的准确性进行定量判断的技术问题,实现了能够对输出的模拟量信号进行定量判断,保证其输出的准确性的技术效果。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,所述装置包括:
第一取样电阻、第二取样电阻、线性光耦、数字电位器、V/I转换电路、采样电阻、线性容耦隔离器、诊断比较器,第一取样电阻的第一端与输入信号的负端连接,第一取样电阻的第二端与第二取样电阻的第一端连接,第二取样电阻的第二端与输入信号的正端连接;线性光耦的输入端与第一取样电阻的第二端连接,线性光耦的输出端与数字电位器的输入端连接,数字电位器的输出端与V/I转换电路输入端连接,V/I转换电路的输出端与采样电阻连接后与装置的输入端连接;线性容耦隔离器的输入端与输入信号的正端连接,线性容耦隔离器的输出端与诊断比较器的第一输入端连接,诊断比较器的第二输入端与采样电阻连接,诊断比较器的输出端与装置诊断输出端连接。
本发明为高诊断覆盖率的模拟量隔离分配装置。主要功能为将输入的模拟量信号通过主通道、诊断通道两种不同原理的高精度线性隔离,以防止共因故障造成隔离精度同时漂移。将主通道输出的隔离模拟量信号回采,回采信号与诊断通道隔离后的信号进行精密门限比较。当输出模拟信号的精度满足规定的指标时,装置正常输出;当输出模拟信号的精度不满足规定的指标时,装置输出故障信号,后级系统根据故障信号判定装置输出的模拟信号为不准确。本发明防止因装置本身故障造成后级系统做出错误判定、发出错误指令的故障隐患,有利于核电厂的正常运行。
进一步的,第一取样电阻和第二取样电阻的阻值相等。
进一步的,取样电路由第一取样电阻和第二取样电阻串联而成,取样电路产生一组全电压Ud和一组半电压信号Ui,Ud=2Ui,Ud为装置诊断通道输入信号,Ui为装置主通道输入信号。
进一步的,诊断比较器的第一输入端输入信号为Ud`,诊断比较器的第二输入端输入信号为Uback,Ui=Uback,其中,诊断比较器的门限电压为:Uback-0.1%FS、Uback+0.1%FS;当Uback-0.1%FS<Ud`/2<Uback+0.1%FS时,装置输出通道正常;当Ud`/2<Uback-0.1%FS或者Ud`/2>Uback+0.1%FS时,装置输出通道故障。
本申请提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明可诊断模拟量调理输出通道故障,保证了模拟信号调理前后的一致性和验证调理通道电路的可靠性。实现了能够对输出的模拟量信号进行定量判断,保证其输出的准确性的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定;
图1是本申请中高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置的组成示意图;
图2是本申请中高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置的实施示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,解决了现有技术的模拟量隔离分配装置存在不能对隔离分配后输出的模拟量信号的准确性进行定量判断的技术问题,实现了能够对输出的模拟量信号进行定量判断,保证其输出的准确性的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在相互不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1-图2,本申请提供了一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,所述装置包括:
第一取样电阻、第二取样电阻、线性光耦、数字电位器、V/I转换电路、采样电阻、线性容耦隔离器、诊断比较器,第一取样电阻的第一端与输入信号的负端连接,第一取样电阻的第二端与第二取样电阻的第一端连接,第二取样电阻的第二端与输入信号的正端连接;线性光耦的输入端与第一取样电阻的第二端连接,线性光耦的输出端与数字电位器的输入端连接,数字电位器的输出端与V/I转换电路输入端连接,V/I转换电路的输出端与采样电阻连接后与装置的输入端连接;线性容耦隔离器的输入端与输入信号的正端连接,线性容耦隔离器的输出端与诊断比较器的第一输入端连接,诊断比较器的第二输入端与采样电阻连接,诊断比较器的输出端与装置诊断输出端连接。
本装置的功能实现包含以下几个部分:
(1)取样电阻
取样电阻将输入的直流电流信号转换为电压信号,作为后级的电压模拟量输入。取样电路由2个阻值相等的高精度电阻串联而成,继而可产生一组全电压Ud和一组半电压信号Ui(Ud=2Ui),分别为诊断通道和主通道提供信号输入。
(2)线性隔离
线性隔离采用高线性度模拟光耦,使用数字电位器对精度进行调节。将取样电阻产生的半电压信号Ui进行线性隔离,得到主通道隔离后的电压U(Ui=U)。
(3)V/I转换电路
V/I转换电路将主通道隔离输出的电压信号U,转换成与输入电流相等的电流信号输出。
(4)诊断电路
诊断电路分为线性隔离电路、信号回采电路及精密比较电路。线性隔离电路采用精密线性容耦,将前端取样电阻产生的全电压信号进行线性隔离,得到电压Ud`。信号回采电路将V/I转换电路输出的电流信号回采,得到回采电压Uback。精密比较电路将Ud`与Uback进行精密比较。
2.诊断实现方法
(1)输出信号回采
主通道输出的电流信号经过1个精密采样电阻后转变为电压信号Uback,该电压信号用于输出精度诊断。精密采样电阻的阻值选择满足使Uback=U。
(2)精度诊断
主通道的回采电压信号Uback与诊断通道输出电压Ud`满足Ud`=2Uback。精度要求为0.1%FS,精度诊断比较器的门限电压为:Uback-0.1%FS、Uback+0.1%FS。当Uback-0.1%FS<Ud`/2<Uback+0.1%FS时,通道正常;当Ud`/2<Uback-0.1%FS或者Ud`/2>Uback+0.1%FS时,通道故障。
图1为模拟量调理及诊断电路框图,模拟信号由现场变送器输出,模块将此信号转换为模拟电压信号分配为多个通道。单通道中的主通道采用高线性度模拟光耦进行隔离、数字电位器进行精读调节,V/I电路进行电压电流转换;诊断通道采用高精度容耦隔离、精密比较器进行门限比较。
本发明方法应用于核电厂安全级数字化控制系统的模拟量调理模块中,具体实施框图如图2所示,为一分四架构,将一路输入信号分配为四路信号,每路信号经过隔离后输出。最终按照此方法设计的模拟量调理板卡精度高,通道故障诊断效果好。
本申请提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明可诊断模拟量调理输出通道故障,保证了模拟信号调理前后的一致性和验证调理通道电路的可靠性。实现了能够对输出的模拟量信号进行定量判断,保证其输出的准确性的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种高诊断覆盖率模拟量隔离分配装置,其特征在于,所述装置包括:
第一取样电阻、第二取样电阻、线性光耦、数字电位器、V/I转换电路、采样电阻、线性容耦隔离器、诊断比较器,第一取样电阻的第一端与输入信号的负端连接,第一取样电阻的第二端与第二取样电阻的第一端连接,第二取样电阻的第二端与输入信号的正端连接;线性光耦的输入端与第一取样电阻的第二端连接,线性光耦的输出端与数字电位器的输入端连接,数字电位器的输出端与V/I转换电路输入端连接,V/I转换电路的输出端与采样电阻连接后与装置的输入端连接;线性容耦隔离器的输入端与输入信号的正端连接,线性容耦隔离器的输出端与诊断比较器的第一输入端连接,诊断比较器的第二输入端与采样电阻连接,诊断比较器的输出端与装置诊断输出端连接;第一取样电阻和第二取样电阻的阻值相等;取样电路由第一取样电阻和第二取样电阻串联而成,取样电路产生一组全电压Ud和一组半电压信号Ui,Ud=2Ui,Ud为装置诊断通道输入信号,Ui为装置主通道输入信号;诊断比较器的第一输入端输入信号为Ud`,诊断比较器的第二输入端输入信号为Uback,Ui=Uback,其中,诊断比较器的门限电压为:Uback-0.1%FS、Uback+0.1%FS;当Uback-0.1%FS<Ud`/2<Uback+0.1%FS时,装置输出通道正常;当Ud`/2<Uback-0.1%FS或者Ud`/2>Uback+0.1%FS时,装置输出通道故障。
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