用于动态接地故障检测的系统和方法技术方案

一种接地故障检测器（206）包括：继电器（302），其被配置为接收第一电流。所述接地故障检测器还包括电压调节器（306），其被配置为提供对地的电压电位。所述接地故障检测器还包括放大器（308），其被配置为响应于流入或流出所述接地故障检测器的接地电流而改变放大器的输出电压，以便引起在所述继电器处接收到的第一电流中的改变。第一电流中的改变指示接地故障。在检测到接地故障时，接地故障检测器可以与地隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于动态接地故障检测的系统和方法
本公开总体上涉及工业过程控制和自动化系统。更具体地，本公开涉及诸如在工业过程控制和自动化系统中的用于动态接地故障检测的系统和方法。
技术介绍
包括直流（DC）供电控制系统的工业过程控制和自动化系统通常用于使大型和复杂的工业过程自动化。这些类型的系统例行地包括传感器、致动器和控制器。控制器通常接收来自传感器的测量结果并且生成用于致动器的控制信号。在连接到安装在距控制器长距离上的许多现场设备的DC供电控制系统中的接地故障可以影响从输入现场设备读取的状态，并且可以影响输出现场设备的状态。该影响独立于所使用的接地故障检测原理。标准和客户要求往往决定了接地故障应该被检测，但应该对在控制下的过程的状态没有影响。现有接地故障检测解决方案通常永久影响控制下的过程的状态或不能够使输入状态改变与被检测的接地故障相关。
技术实现思路
本公开提供了用于动态接地故障检测的系统和方法。在第一实施例中，一种接地故障检测器包括被配置为接收第一电流的继电器或等效组件。接地故障检测器还包括配置为提供对地的电压电位的电压调节器。接地故障检测器还包括放大器，其被配置为响应于流入或流出所述接地故障检测器的接地电流而改变所述放大器的输出电压，以便引起在继电器处接收到的第一电流中的改变。第一电流中的改变指示接地故障。在第二实施例中，一种方法包括：在接地故障检测器处接收第一电流。该方法还包括由接地故障检测器提供对地的电压电位。该方法还包括响应于流入或流出接地故障检测器的接地电流而改变接地故障检测器中的放大器的输出电压。放大器的输出电压中的改变引起在接地故障检测器处接收到的第一电流中的改变。第一电流中的改变指示接地故障。在第三实施例中，一种系统包括控制器和电耦合至所述控制器的接地故障检测器。接地故障检测器包括被配置为从控制器接收第一电流的继电器。接地故障检测器还包括被配置为提供对地的电压电位的电压调节器。接地故障检测器还包括放大器，其被配置为响应于流入或流出所述接地故障检测器的接地电流而改变放大器的输出电压，以便引起在所述继电器处接收到的第一电流中的改变。控制器被配置为检测第一电流中的改变作为接地故障的指示。根据下面的附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。附图说明为了更完整地理解本公开，现在参考结合附图理解的以下描述，其中：图1图示根据本公开的示例工业过程控制和自动化系统；图2图示包括根据本公开的接地故障检测器的工业过程控制和自动化系统的示例部分；图3图示根据本公开的示例接地故障检测器的更详细的视图；并且图4图示根据本公开的用于接地故障检测的示例方法。具体实施方式下面所讨论的图1至4以及用于描述本专利文件中的本专利技术的原理的各种实施例仅仅作为说明，并且不应以任何方式解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员将会理解，本专利技术的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实现。接地故障检测系统通常在24VDC供电控制系统或者其他DC控制系统上采用以便监视可能发生的接地故障。一些现有接地故障检测解决方案测量地和电源的公共端子之间的电阻、电压或电流。当出现接地故障时，电阻、电压或电流改变，并且生成警报或采取动作，诸如关断电源。然而，在一些关键控制系统（诸如火灾和气体检测系统）中，甚至在接地故障的情况下，也常常期望或要求控制系统功能性保持可用。此外，在火灾和气体检测系统的情况下，接地故障的出现不应导致假火灾或气体检测报警。为了解决这些问题，本公开的实施例提供接地故障检测器，其被配置为：（1）检测接地故障，（2）将接地故障检测与输入状态改变和输出开关行为改变相关，和（3）与地断开以去除其在受影响的I/O通道上的影响。这样的特征可以与多种控制系统结合使用，所述控制系统包括具有大量非隔离I/O通道的火灾和气体检测系统。然而，本公开不限于火灾和气体检测系统，并且在此公开的原理适用于其他环境和工业。图1图示根据本公开的示例工业过程控制和自动化系统100。如图1中所示，系统100包括一个或多个过程元件102a-102b。过程元件102a-102b代表可以执行各种功能中的任何功能的过程或生产系统中的组件。例如，过程元件102a-102b可以代表火灾或气体检测和预防系统中的传感器或装备。在其他实施例中，过程元件102a-102b可以代表用于制造化学、制药、纸张或石化产品的装备。过程元件102a-102b中的每一个包括用于执行过程或生产系统中的一个或多个功能的任何合适的结构，诸如传感器或致动器。两个控制器104a-104b耦合到过程元件102a-102b。控制器104a-104b控制过程元件102a-102b的操作。例如，控制器104a-104b可以接收来自传感器的测量结果并生成用于致动器的控制信号，以便控制火灾或气体检测和预防系统的操作。每个控制器104a-104b包括用于控制过程元件102a-102b中的一个或多个的任何合适的结构。两个服务器106a-106b耦合到控制器104a-104b。服务器106a-106b执行各种功能以支持控制器104a-104b和过程元件102a-102b的操作和控制。例如，服务器106a-106b可以记录由控制器104a-104b收集或生成的信息，诸如与过程元件102a-102b的操作有关的状态信息。服务器106a-106b还可以执行对控制器104a-104b的操作进行控制的应用，从而控制过程元件102a-102b的操作。另外，服务器106a-106b可以提供对控制器104a-104b的安全访问。服务器106a-106b中的每一个包括用于提供对控制器104a-104b的访问或控制的任何合适的结构，诸如一个或多个处理器109以及一个或多个存储器111。一个或多个操作者站108a-108b耦合到服务器106a-106b，并且一个或多个操作者站108c耦合到控制器104a-104b。操作者站108a-108b代表提供对服务器106a-106b的用户访问的计算或通信设备，其然后可以提供对控制器104a-104b和过程元件102a-102b的用户访问。操作者站108c代表提供对控制器104a-104b的直接用户访问的计算或通信设备。作为特定示例，操作者站108a-108c可以允许用户使用由控制器104a-104b和/或服务器106a-106b收集的信息来查看过程元件102a-102b的操作历史。操作者站108a-108c还可以允许用户调整过程元件102a-102b、控制器104a-104b或服务器106a-106b的操作。操作者站108a-108c中的每一个包括用于支持系统100的用户访问和控制的任何合适的结构，诸如一个或多个处理器113以及一个或多个存储器115。在该示例中，操作者站108b中的至少一个远离服务器106a-106b。远程站通过网络110耦合到服务器106a-106b。网络110促进系统100中的各种组件之间的通信。例如，网络110可以在网络地址之间传送互联网协议（IP）分组、帧中继帧、异步传输模式（ATM）单元或其他信息。网络110可以包括一个或多个局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、诸如因特网之类的全球网络的全部或一部分，或者在一个或多个位置处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地故障检测器（206），其包括：继电器（302），其被配置为接收第一电流；电压调节器（306），其被配置为提供对地的电压电位；以及放大器（308），其被配置为响应于流入或流出所述接地故障检测器的接地电流而改变在继电器处接收到的第一电流，第一电流中的改变指示接地故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 14/8059731.一种接地故障检测器（206），其包括：继电器（302），其被配置为接收第一电流；电压调节器（306），其被配置为提供对地的电压电位；以及放大器（308），其被配置为响应于流入或流出所述接地故障检测器的接地电流而改变在继电器处接收到的第一电流，第一电流中的改变指示接地故障。2.根据权利要求1所述的接地故障检测器，其中所述放大器被配置为：接收由于流过第一电阻器的接地电流而引起的第一电阻器（312）两端的电压降中的改变作为输入；以及响应于第一电阻器两端的电压降中的所接收的改变而改变所述放大器的输出电压。3.根据权利要求2所述的接地故障检测器，还包括：第二电阻器（314）；以及与第二电阻器串联连接的第三电阻器（311），其中，所述接地故障检测器被配置为使得放大器的输出电压中的改变导致跨第二电阻器的第二电流中的改变，并且从而引起跨第三电阻器的第一电流中的改变。4.根据权利要求3所述的接地故障检测器，其中响应于第一电流被减小到零，所述继电器被配置为断开所述接地故障检测器的继电器接触部（304）以将所述接地故障检测器与地隔离。5.根据权利要求1所述的接地故障检测器，其中接地电流的大小是基于对地的电压电位的。6.根据权利要求1所述的接地故障检测器，其中流入或流出所述接地故障检测器的接地电流的方向是基于接地故障的位置的。7.一种方法，包括：在接地故障检测器（206）...

【专利技术属性】
技术研发人员：ACM哈默斯，E沃尔米斯特，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US