一种开关量输出通道检测方法和结构技术

本发明专利技术提供了一种开关量输出通道检测结构及检测方法，该结构包括：开关量输出通道、输出开关、安全开关和电源，其中，所述安全开关设置在所述电源和所述输出开关之间，所述开关量输出通道的输出端连接所述输出开关。当检测到开关量输出通道内部或外部发生故障后，控制安全开关断开，如此就能将故障与开关量输出通道隔离，从而使开关量输出通道处于安全状态，提高整个安全仪表系统的故障处理能力和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及安全仪表系统
，尤其涉及一种开关量输出通道检测方法和结 构。
技术介绍
目前，SIS (Safety Instrumented System)安全仪表系统，广泛应用于石油、化工 等大型过程控制领域，但作为一种高度可靠的安全保护设施，其它行业也有较多应用，包括 核电、航空、舰船、高速铁路等系统。它是一种可对石油化工等生产装置可能发生的危险或 不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护的可编程控制系统，它可使生产装置进 入一个预定义的安全停车工况（即输出通道处于断开状态），从而使危险降低到可以接受 的最低程度，保证人员、设备处于安全的状态。 开关量输出通道作为SIS系统中最重要的一个输出组件，通常开关量输出通道主 要有多个开关管构成的硬件表决电路实现，硬件表决电路结构通常采用三重化表决结构， 即2〇〇3结构。 现有技术中对开关量输出通道的检测方法中，在检测到输出通道发生故障后，不 能对故障采取隔离措施，比如，现有技术的检测方法能够检测到输出通道控制的输出开关 发生粘连失效，但是却无法断开输出通道，从而导致现场发生危险。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种开关量输出通道检测结构和方法，以在检测到输出 通道发生故障后，能够对故障采取隔离措施，进而提高开关量输出通道的安全性。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案： -种开关量输出通道检测结构，包括：开关量输出通道、输出开关、安全开关和电 源，其中，所述安全开关设置在所述电源和所述输出开关之间，所述开关量输出通道的输出 端连接所述输出开关。 可选地，所述结构还包括：数据选择器，所述数据选择器的输出端连接所述安全开 关。 可选地，所述数据选择器的地址输入端连接所述开关量输出通道的输出端； 所述数据选择器的数据输入端的逻辑电平与所述开关量输出通道的真值表的控 制结果对应； 所述数据选择器的输出端选通与所述地址输入端接入的逻辑变量对应的数据输 入端。 可选地，所述开关量输出通道和所述输出开关构成2〇〇3硬件表决电路。 可选地，所述开关量输出通道包括第一开关量输出通道、第二开关量输出通道和 第三开关量输出通道，所述输出开关包括第一输出开关、第二输出开关、第三输出开关和第 四输出开关，其中，所述第一输出开关和第二输出开关串联形成第一输出开关支路，所述第 三输出开关和第四输出开关串联形成第二输出开关支路，所述第一输出开关支路和所述第 二输出开关支路并联，所述第一开关量输出通道控制所述第一输出开关和第三输出开关， 所述第二开关量输出通道控制所述第一输出开关和第四输出开关，所述第三开关量输出通 道控制所述第二输出开关。 一种开关量输出通道检测方法，包括： 开关量输出通道的输入端接收初始控制信号，将所述初始控制信号转换为用于控 制输出开关的驱动信号； 利用所述驱动信号控制所述输出开关； 检测输出开关的控制结果； 根据所述驱动信号和所述驱动信号对应的输出开关的控制结果检测开关量输出 通道是否故障，如果是，控制安全开关断开。 可选地，所述根据所述驱动信号和所述驱动信号对应的所述输出开关的控制结果 检测开关量输出通道是否故障，如果是，控制安全开关断开，具体包括： 根据所述驱动信号和所述驱动信号对应的所述输出开关的控制结果检测开关量 输出通道是否故障，如果是，判断所述故障是否为严重故障，如果是，控制安全开关断开； 所述严重故障为任意改变驱动信号，输出开关的控制结果始终处于ON状态。 可选地，所述判断所述故障是否为严重故障，如果否，控制安全开关的状态保持不 变。 可选地，所述驱动信号为多个，所述根据所述驱动信号和所述驱动信号对应的输 出开关的控制结果检测开关量输出通道是否故障，具体包括： 判断每个所述驱动信号对应的输出开关的控制结果是否与开关量输出通道的真 值表中的与所述驱动信号相同的驱动信号对应的输出开关的控制结果是否一致； 当至少一个驱动信号对应的输出开关的控制结果与开关量输出通道的真值表中 的与所述至少一个驱动信号对应的输出开关的控制结果不一致时，则确定所述开关量输出 通道发生故障。 可选地，所述检测输出开关的控制结果，具体包括： 检测在所述驱动信号的控制下所述输出开关下游的电压； 比较检测得到的电压与阈值电压的关系，当所述检测得到的电压大于等于阈值电 压时，输出开关的控制结果为"1"，当所述检测得到的电压小于阈值电压时，输出开关的控 制结果为"〇"。 相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术提供的开关量输出通道的检测结构中，在电源和输出开关之间设置有安全 开关，当检测到开关量输出通道内部或外部发生故障后，控制安全开关断开，如此就能将故 障与开关量输出通道隔离，从而使开关量输出通道处于安全状态，提高整个安全仪表系统 的故障处理能力和安全性。【附图说明】 为了清楚地理解本专利技术的【具体实施方式】，下面将描述本专利技术【具体实施方式】时用到 的附图作一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本专利技术的部分实施例，本领域技术人员在 未付出创造性劳动的前提下还可以获得其它附图。 图1是本专利技术实施例一提供的开关量输出通道检测结构的一种结构示意图； 图2是本专利技术实施例一提供的开关量输出通道检测结构的另一种结构示意图； 图3是本专利技术实施例一提供的开关量输出通道检测结构的又一种结构示意图； 图4是本专利技术实施例二提供的开关量输出通道检测方法的流程示意图； 图5是本专利技术实施例三提供的开关量输出通道检测方法的流程示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术手段和有益效果更加清楚完整，下面结合附图对本专利技术 的【具体实施方式】进行描述。 实施例一 图1是本专利技术实施例一提供的开关量输出通道检测结构的示意图。如图1所示， 本专利技术实施例提供的开关量输出通道检测结构包括： 开关量输出通道11、输出开关K、安全开关KO和电源PWl，其中，电源PWl与输出开 关K连接，所述安全开关KO设置在所述电源PWl和所述输出开关K之间，所述开关量输出 通道11的输出端连接所述输出开关K，以使所述开关量输出通道11输出的驱动信号控制所 述输出开关K的关断和闭合。输出开关K输出到现场负载R。 需要说明的是，在本专利技术实施例中，开关量输出通道11可以为单输出通道，其控 制的输出开关K也为一个。此外，开关量输出通道11也可以为多输出通道，其控制的输出 开关K可以为多个。 而且，作为SIS系统中最主要的一个输出组件，开关量输出通道通常由多个开关 管构成的硬件表决电路实现，该硬件表决电路结构通常采用三重化表决结构，即2 〇〇3结 构。所述2〇〇3结构为三通道表决结构，只要其中2个通道正常就能保证安全仪表系统的安 全功能。此外，开关量输出通道11也可以为其它表决结构，如1 〇〇2表决结构。由于开关量 输出通道11的表决结构不属于本专利技术的专利技术点，所以在此不再详细描述。 作为示例，当图1所示的开关量输出通道11为三重化表决结构如2〇〇3结构时，上 述所述的开关量输出通道的检测结构示意图如图2所示。图2所示的开关量输出通道检测 结构包括： 电源PW1、安全开关K0、第一开关量输出通道A、第二开关量输出通道B、第三开关 量输出通道C、第一输出开关Kl、第二输出开关K2、第三输出开关K3和第四输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关量输出通道检测结构，其特征在于，包括：开关量输出通道、输出开关、安全开关和电源，其中，所述安全开关设置在所述电源和所述输出开关之间，所述开关量输出通道的输出端连接所述输出开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董良健，张颂，姚杰，朱杰，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33