【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模拟信号检测，具体地涉及一种模拟量输入信号诊断装置及一种模拟量输入信号诊断方法。
技术介绍
1、安全仪表系统(sis)的正确运行需要一系列的设备来正常运作，它必须有能够检测到异常操作条件的传感器，如高流量、低液位或错误的阀门定位。需要一个逻辑运算单元来接收传感器的输入信号，根据信号的性质做出适当的决定，并根据用户定义的逻辑改变其输出，其中，逻辑运算单元可以使用电气、电子或可编程电子设备，如继电器、跳闸放大器或可编程逻辑控制器。最后通过逻辑求解器输出的变化导致最终元件对过程采取行动，使其达到安全状态。
2、在信号传输过程中，输入输出(io)卡件被广泛应用，为了石油化工领域生产的安全性和可靠性，io通道的故障诊断能力尤为重要。如果单个io通道的故障不进行识别和处理，可能对机组的安全及可用性造成较大影响。其中，在传感器端具备模拟量输入信号(ai)的场景十分常见，ai是连续的物理量，表现为温度、压力、流量等，这些物理量由相应的传感器感应测得，经过变送器转变为电信号送入控制器的模拟输入口。在信号采集过程中，通道可能会出现各种干扰或者人为接线错误等情况，这会导致模拟量信号采集不准确，影响安全仪表系统的可靠性和安全性，该输入信号能否正确采集对整个安全仪表系统的功能安全尤为重要。但现有技术无法对信号输入通道进行全覆盖诊断，以及无法长期监测仪表器件性能的退化，实现长期故障预测。
技术实现思路
1、本专利技术实施方式的目的是提供一种模拟量输入信号诊断装置及一种模拟量输入信号诊
2、为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，提供一种模拟量输入信号诊断装置，包括：
3、控制器、信号切换模块及开关模块；
4、所述控制器、信号切换模块及开关模块依次连接，所述开关模块的输入端用于接入第一模拟信号，所述开关模块的输出端用于将所述第一模拟信号发送至所述控制器的第一输入端和第二输入端；
5、所述信号切换模块用于在接收到所述控制器输出的第一控制信号时控制所述开关模块断开，以切断所述第一模拟信号与所述控制器之间的连接，以及在接收到所述控制器输出的第二控制信号时产生第二模拟信号并将所述第二模拟信号发送至所述控制器的第一输入端和第二输入端。
6、可选地，所述信号切换模块包括：
7、第一信号切换单元、第二信号切换单元、第一开关单元、第二开关单元、开关信号生成单元及第二模拟信号生成单元；
8、所述第一信号切换单元的输入端与所述控制器的第一输出端连接，用于接收所述第一控制信号，所述第一信号切换单元的输出端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关子单元的输出端与所述开关信号生成单元连接后与所述开关模块的控制端连接；
9、所述第二信号切换单元的输入端与所述控制器的第二输出端连接，用于接收所述第二控制信号，所述第二信号切换单元的输出端与所述第二开关单元的输入端连接，所述第二开关子单元的输出端与所述模拟信号生成单元连接后与所述控制器的第一输入端和第二输入端连接。
10、可选地，所述第一开关单元及所述第二开关单元均为光耦。
11、可选地，所述第一信号切换单元包括：
12、第一开关元件；
13、所述开关信号生成单元包括：
14、第一二极管、第一电阻及第二电阻；
15、所述第一开关元件的基极与所述控制器的第一输出端连接，所述第一开关元件的发射极接地，所述第一开关元件的集电极与所述第一开关单元的第二输入端连接，所述第一开关单元的第一输入端与电源连接；
16、所述第一开关单元的第一输出端与所述第一二极管的负极端、所述第一电阻的第一端及所述第二电阻的第一端分别连接后与所述开关模块的控制端连接，所述第一二极管的正极端接地，所述第一电阻的第二端接第一正电压信号，所述第二电阻的第二端与所述第一开关单元的第二输出端连接。
17、可选地，所述第二信号切换单元包括：
18、第二开关元件；
19、所述第二模拟信号生成单元包括：
20、第二二极管、第三电阻及第四电阻；
21、所述第二开关元件的基极与所述控制器的第二输出端连接，所述第二开关元件的发射极接地，所述第二开关元件的集电极与所述第二开关单元的第二输入端连接，所述第二开关单元的第二输入端与电源连接；
22、所述第二开关单元的第一输出端接第二正电压信号，所述第二开关单元的第二输出端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端及所述第二二极管的负极端连接后与所述控制器的第一输入端和第二输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二二极管的正极端连接后接地。
23、可选地，所述装置还包括：
24、隔离放大器及信号调理放大器；
25、所述开关模块的输出端与所述隔离放大器的输入端连接，所述隔离放大器的输出端与所述信号调理放大器的输入端连接，所述信号调理放大器的输出端与所述控制器的第一输入端和第二输入端连接；
26、所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端及所述第二二极管的负极端连接后与所述隔离放大器的输入端连接。
27、在本专利技术的第二方面，提供一种模拟量输入信号诊断方法，应用于上述的模拟量输入信号诊断装置，所述方法包括：
28、采集第一模拟信号，通过开关模块将所述第一模拟信号发送至控制器的第一输入端和第二输入端；
29、所述控制器将其第一输入端和第二输入端接收到的第一模拟信号分别与预设模拟量信号阈值进行比较，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第一模拟信号异常，生成第一故障报警信号；
30、所述控制器向信号切换模块发送第一控制信号及第二控制信号，所述信号切换模块响应于所述第一控制信号控制所述开关模块断开，以切断所述第一模拟信号与所述控制器之间的连接，以及所述信号切换模块响应于所述第二控制信号，产生第二模拟信号并将所述第二模拟信号发送至所述控制器的第一输入端和第二输入端；
31、所述控制器将其第一输入端和第二输入端接收到的第二模拟信号分别与所述预设模拟量信号阈值进行比较，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第二模拟信号异常，生成第二故障报警信号。
32、可选地，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第一模拟信号异常，包括：
33、若所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第一模拟信号与所述预设模拟量信号阈值的差值大于预设差值范围，确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第一模拟信号异常。
34、可选地，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第二模拟信号异常，包括：
35、若所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第二模拟信号与所述预设模拟量信号阈值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述信号切换模块包括：
3.根据权利要求2所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第一开关单元及所述第二开关单元均为光耦。
4.根据权利要求3所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第一信号切换单元包括：
5.根据权利要求4所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第二信号切换单元包括：
6.根据权利要求5所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述装置还包括：
7.一种模拟量输入信号诊断方法，应用于权利要求1～6所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的模拟量输入信号诊断方法，其特征在于，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第一模拟信号异常，包括：
9.根据权利要求7所述的模拟量输入信号诊断方法，其特征在于，若依据比较结果确定所述控制器的第一输入端或第二输入端接收到的第二模拟信号异常，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述信号切换模块包括：
3.根据权利要求2所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第一开关单元及所述第二开关单元均为光耦。
4.根据权利要求3所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第一信号切换单元包括：
5.根据权利要求4所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述第二信号切换单元包括：
6.根据权利要求5所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述装置还包括：
7.一种模拟量输入信号诊断方法，应用于权利要求1～6所述的模拟量输入信号诊断装置，其特征在于，所述方法包括：
8...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，郭怡安，李娜，曹德舜，孙冰，姜杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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