两线制过程控制系统保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种两线制过程控制系统保护装置，包括：压力保护模块，用于在气源气压故障时，调整气动驱动器的压力，以驱动过程控制元件，对过程流体进行控制；信号保护模块，用于在控制信号发生故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。无需增加其他保护装置，可以利用现有设备实现在压力和\或控制信号故障时，实现对过程控制元件的驱动，进而实现对过程控制系统保护的目的。同时，由于只采用两线电流环，避免了电流环之间的互相干扰，提高了控制信号传输的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
两线制过程控制系统保护装置
本专利技术涉及工业过程控制领域，尤其涉及一种两线制过程控制系统保护装置。
技术介绍
工业过程控制系统中，过程控制系统输出动力和控制信号，由相应控制器调节核心过程控制元件——控制阀开度，通过控制流体流量，实现对受控对象的控制。工业过程控制系统具有系统复杂、可靠性要求高的特点，在信号异常时，必须有系统保护装置，控制核心过程控制元件，使过程控制系统处于安全状态。图1显示了现有的一种过程控制系统保护装置的原理图，现有过程控制系统保护装置一般由信号比较器、电磁阀、气控换向阀等构成，由于采用电磁阀进行控制，需要有电源驱动电磁阀，只能使用于三线/四线制电流环系统中。在工业过程控制系统中，过程控制信号均采用IEC标准信号。IEC标准规定系统元件间传输的模拟信号为电流传输、电压接收的信号系统，具体为：4～20mA直流电流信号用于信号传输、1～5V直流电压信号用于信号联络；HART协议通过在4～20mA直流信号上叠加不同频率交流信号，实现了模拟信号传输系统中进行数字通信。目前，过程控制系统中控制元件的智能控制器，就是根据上述IEC信号标准，由4～20mA电流信号下限能量驱动，并通过两线制电流环进行模拟\数字信号传输。现有过程控制系统保护器采用三线/四线制电流环回路。所谓三线/四线电流环回路，是在两线制回路中增加了供电回路，这是由于受到电磁阀的能耗约束，需要额外的电源供电线路。与两线制电流环相比，三线/四线制电流环结构，不但电源的长线传输增加了成本，而且存在电源和控制信号之间干扰问题，降低了过程控制系统可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种两线制过程控制系统保护装置，以解决现有技术中存在的由于三线/四线制电流环结构产生的过程控制系统可靠性低的情况。第一方面，本专利技术实施例提供了一种两线制过程控制系统保护装置，其特征在于，包括：压力保护模块，用于在气源气压故障时，调整气动驱动器的压力，以驱动过程控制元件，对过程流体进行控制；信号保护模块，用于在控制信号故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。进一步的，所述压力保护模块包括：气动先导阀和主阀，所述气动先导阀用于在气源气压故障时，驱动所述主阀，对气动驱动器和气路进行切换。进一步的，所述信号保护模块包括：微功耗先导阀，所述微功耗先导阀用于在控制信号故障时，调整所述主阀切换。进一步的，所述信号保护模块包括：信号异常检测单元，所述信号异常检测单元，包括：电流/电压转换单元、升压单元和比较单元；所述电流/电压转换单元，用于将控制信号中的电流转换为对应的电压；所述升压单元，用于将所述电压进行等比例放大；所述比较单元，用于将等比例放大的电压与标准电压值进行比较，并根据比较结果输出驱动信号；所述电流/电压转换单元与所述升压单元电连接，所述升压单元与所述比较单元电连接。进一步的，所述信号保护模块还包括：驱动单元，所述驱动单元用于根据比较单元的输出结果，输出相应的脉冲宽度调制信号，用于驱动微功耗先导阀。进一步的，所述信号异常检测单元还包括：电控开关，所述电控开关由远程电指令控制，用于根据电指令控制过程控制信号的通断，所述继电器分别与电流/电压转换单元和升压单元电连接。进一步的，所述装置还包括：智能模块，用于采集处理过程控制系统的参数，所述参数包括：气源压力、气动驱动器压力、电指令信号和过程控制信号；所述智能模块包括：PCB压力传感器，用于检测气源压力参数和气动驱动器压力参数；模拟/数字转换器，用于将模拟信号转换为数字信号参数；CPU，用于对接收到参数进行处理；所述PCB压力传感器与所述模拟/数字转换器电连接，所述CPU与所述模拟/数字转换器电连接。进一步的，所述模拟/数字转换器与电流/电压转换单元电连接。进一步的，所述智能模块还包括：存储装置，用于存储接收到的参数，所述存储装置与所述CPU电连接。更进一步的，所述智能模块还包括：现场总线通信模块，用于和过程控制系统设备进行数字通信；所述现场总线通信模块与所述CPU电连接。本专利技术实施例提供的两线制过程控制系统保护装置，通过增加可以用于在气源气压故障时，调整气动驱动器压力的压力保护模块；和用于在控制信号发生故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。无需增加其他保护装置，可以利用现有设备实现在压力和\或控制信号故障时，实现对过程控制元件的驱动，进而实现对过程控制系统保护的目的。同时，由于只采用两线制电流环，避免了电流环之间的互相干扰，提高了过程控制系统的可靠性。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是现有技术过程控制系统保护装置的组成示意图；图2是本专利技术实施例一提供的两线制过程控制系统保护装置的组成示意图；图3是本专利技术实施例二提供的两线制过程控制系统保护装置中信号异常检测单元原理示意图；图4是本专利技术实施例三提供的两线制过程控制系统保护装置中智能模块的原理示意图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图2是本专利技术实施例一提供的两线制过程控制系统保护装置的组成示意图，参见图2，所述两线制过程控制系统保护装置，包括：压力保护模块，用于在气源气压故障时，调整气动驱动器的压力，以驱动过程控制元件，对过程流体进行控制；信号保护模块，用于在控制信号发生故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。工业过程控制，主要是通过过程控制元件，对工业过程控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两线制过程控制系统保护装置，其特征在于，包括：压力保护模块，用于在气源气压故障时，调整气动驱动器的压力，以驱动过程控制元件，对过程流体进行控制；信号保护模块，用于在控制信号故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。

【技术特征摘要】
1.一种两线制过程控制系统保护装置，其特征在于，包括：压力保护模块，用于在气源气压故障时，调整气动驱动器的压力，以驱动过程控制元件，对过程流体进行控制；信号保护模块，用于在控制信号故障时，对所述压力保护模块进行控制，以使得压力保护模块调整气动驱动器的压力。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力保护模块包括：气动先导阀和主阀，所述气动先导阀用于在气源气压故障时，驱动所述主阀，对气动驱动器气路进行切换。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号保护模块包括：微功耗先导阀和主阀，所述微功耗先导阀用于在控制信号故障时调整主阀切换。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号保护模块包括：信号异常检测单元，所述信号异常检测单元，包括：电流/电压转换单元、升压单元和比较单元；所述电流/电压转换单元，用于将控制信号中的电流转换为对应的电压；所述升压单元，用于将所述电压进行等比例放大；所述比较单元，用于将等比例放大的电压与标准故障点电压值进行比较，并根据比较结果输出驱动信号；所述电流/电压转换单元与所述升压单元电连接，所述升压单元与所述比较单元电连接。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号保护模块还包括：驱动单元，所述驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭浩，魏巍，周小燕，郭子航，
申请(专利权)人：郭浩，
类型：发明
国别省市：天津,12