【技术实现步骤摘要】
本申请属于模拟量输入，具体涉及一种高可用模拟量输入装置和系统。
技术介绍
1、模拟量采集技术广泛应用于各种领域，如工业自动化、环境监测、实验室测量等，用来获取和监测各类信号，并将这些信号传输到控制器中进行实时监测和调节。
2、其中一些信号通过二线制4-20ma传感器输出至控制器中，在整体系统安全等级符合要求的前提下，一个二线制4-20ma传感器会分别给两个符合功能安全的模拟量输入采集模块同时采集数据。在实际项目使用中，模拟量输入采集模块除了需要具备相应的安全等级外，还要具有高可用性，在输入异常数据时能够返回安全状态参数，确保稳定运行。
技术实现思路
1、本申请的技术目的在于提供一种高可用模拟量输入装置，从而在面临硬件故障、软件故障或其他意外情况时仍能保持稳定正常运行。
2、本申请的技术目的在于提供一种高可用模拟量输入系统，从而在面临高可用模拟量输入装置硬件故障、软件故障或其他意外情况时仍能保持稳定正常运行。
3、为实现上述技术目的，本申请采用以下技术方案。
4、第一方面，本申请提供了一种高可用模拟量输入装置，所述高可用模拟量输入装置具有模拟量信号输入端和模拟量信号输出端；所述高可用模拟量输入装置包括：
5、处理器；
6、第一模拟信号调理单元，包括第一采样电路、第一光耦和第一运放；所述第一采样电路均与所述第一运放的输入端以及所述第一光耦的副边电性连接；所述第一运放的输出端与所述处理器的第一模数转换接口电性连接，所
7、第二模拟信号调理单元，包括第二采样电路、第二光耦和第二运放；所述第二采样电路均与所述第二运放的输入端以及所述第二光耦的副边电性连接；所述第二运放的输出端与所述处理器的第二模数转换接口电性连接，所述第二光耦的原边与所述处理器的第二io口电性连接；
8、其中，所述第一采样电路和所述第二采样电路串接于所述模拟量信号输入端及所述模拟量信号输出端之间。
9、第二方面，本申请实施例提供了高可用模拟量输入系统，包括：两个如第一方面任一可能的实施方式所提供的高可用模拟量输入装置；两个所述高可用模拟量输入装置中的一者为第一高可用模拟量输入装置，另一者为第二高可用模拟量输入装置；
10、所述第一高可用模拟量输入装置和所述第二高可用模拟量连接同一二线制模拟量传感器；
11、所述第一高可用模拟量输入装置和所述第二高可用模拟量输入装置通信连接。
12、与现有技术相比，本申请实施例提供的高可用模拟量输入装置，通过利用第一模拟信号调理单元和第二模拟信号调理单元形成的两个独立的通道采样模拟量信号。基于两个采样通道获取的采样值，可以检测到采样通道是否存在故障或异常，具有高可用性。此外该高可用模拟量输入装置还有助于及时发现并排除故障，保证装置的正常运行；当一个通道出现故障时，备用通道可以继续工作，保持数据采集的连续性和可用性。
13、与现有技术相比，本申请实施例提供的高可用模拟量输入系统，包括第一高可用模拟量输入装置和第二高可用模拟量输入装置，两个高可用模拟量输入装置独立供电，如果一个模拟量输入装置发生故障或失效，另一装置仍可继续工作，确保数据采集的持续性和可用性；第一高可用模拟量输入装置和第二高可基于采集的数据相互对比和校验，可以进一步确定有故障的采样通道，以确保数据的准确性和一致性，有助于满足对数据可靠性要求较高的应用场景，并提供更稳定和可靠的数据采集服务。
14、本实施例提供的高可用模拟量输入系统可以实现主/备系统，当主高可用模拟量输入装置(主装置)正常工作时，备用高可用模拟量输入装置(备用装置)可以不处于准备工作状态，当主装置要求切换到备用装置时，备用装置进入正常工作状态；也可实现冗余系统，即两个装置可同时处于工作状态采集同一二进制模拟量传感器输出的模拟量信号不需要切换，因此本申请实施例提供的高可用模拟量输入系统，可以增加高可用模拟量输入系统的冗余性和容错能力。
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1.一种高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述高可用模拟量输入装置具有模拟量信号输入端和模拟量信号输出端；所述高可用模拟量输入装置包括：
2.根据权利要求1中所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器被配置为执行以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器还被配置为执行以下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器被配置为执行利用所述第一诊断方式确认所述第一采样通道或所述第二采样通道的故障状态的步骤包括：
5.根据权利要求2或3所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述第一采样电路包括第一采样电阻和第一分流电阻，所述第一采样电阻的两端与所述第一光耦的副边电性连接，所述第一分流电阻的两端分别连接所述第一采样电阻的一端和所述第一光耦的副边集电极端；所述第二采样电路与所述第一采样电路同构；所述模拟量信号为电流信号；
6.根据权利要求2或3所述的一种高可用模拟量输入装置，其特征在于，
7.高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述高可用模
8.根据权利要求7所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的处理器被配置执行以下动作：
11.根据权利要求10所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的处理器被配置执行以下动作：
12.根据权利要求11所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，
13.根据权利要求12所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的所述处理器被配置为确认所述第一采样结果和所述第二采样结果的所述置信度的步骤还包括：
14.根据权利要求13所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的处理器被配置为确认所述第一采样结果和所述第二采样结果的所述置信度的步骤还包括：
15.根据权利要求13或14所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的处理器被配置为利用所述第二诊断方式确认所述第一采样通道、所述第二采样通道、所述第三采样通道或所述第四采样通道的故障状态的步骤包括：
16.根据权利要求14所述的高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述第一高可用模拟量输入装置的处理器被配置为利用所述第二诊断方式确认所述第二采样通道无故障的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述高可用模拟量输入装置具有模拟量信号输入端和模拟量信号输出端；所述高可用模拟量输入装置包括：
2.根据权利要求1中所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器被配置为执行以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器还被配置为执行以下步骤：
4.根据权利要求2或3所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述处理器被配置为执行利用所述第一诊断方式确认所述第一采样通道或所述第二采样通道的故障状态的步骤包括：
5.根据权利要求2或3所述的高可用模拟量输入装置，其特征在于，所述第一采样电路包括第一采样电阻和第一分流电阻，所述第一采样电阻的两端与所述第一光耦的副边电性连接，所述第一分流电阻的两端分别连接所述第一采样电阻的一端和所述第一光耦的副边集电极端；所述第二采样电路与所述第一采样电路同构；所述模拟量信号为电流信号；
6.根据权利要求2或3所述的一种高可用模拟量输入装置，其特征在于，
7.高可用模拟量输入系统，其特征在于，所述高可用模拟量输入系统包括两个如权利要求1或6中任一所述的高可用模拟量输入装置；两个所述高可用模拟量输入装置中的一者为第一高可用模拟量输入装置，另一者为第二高可用模拟量输入装置；
8.根据权利要求7所述的高可用模拟量输入系...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄浩然，吴帆，李鸿凯，宋杰，蔡礼塬，聂晓崧，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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