[发明专利]安全仪表过程控制装置和方法

说明书

公开了用于冗余地控制对现场设备的供电的示例性装置和方法。示例性装置包括：第一开关，用于控制对现场设备供电；第二开关，包括第一门电路和第二门电路，第二开关串联地电耦合至第一开关，第二开关的第一和第二门电路彼此独立地受控制，第二门电路与第一门电路并联地电耦合；第一诊断控制器，用于控制对第一门电路供电；以及第二诊断控制器，用于控制第二开关，当第一开关、以及第二开关的第一和第二门电路中的一个或两者电闭合时，从电源向现场设备供电，并且当第一开关、或第二开关的第一和第二门电路两者电打开时，至现场设备的电源被切断，其中，第二开关是作为第一开关的安全备用设备，装置被配置为交替地测试第二开关的第一和第二门电路。

本申请是申请日为2013年9月30日、申请号为201310613160.9、发明创造名称为“安全仪表过程控制装置和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及过程控制系统，更特别地涉及用于安全仪表过程控制系统的装置和方法。

背景技术

过程控制系统，诸如在化学、炼油、制药、纸浆和造纸、或其它制造过程中使用的，通常包括备用或安全系统以在当主系统发生故障时确保一个或多个现场设备的工作或对其进行断电。现场设备，例如可以为设备控制器、阀、阀致动器、阀定位器、开关以及传感器(例如，温度、压力、流速以及化学成分传感器)，或上述装置的组合，执行过程控制系统内的功能，例如打开或关闭阀、测量或推断过程参数。在紧急情况下，可对现场设备断电。

已知的安全仪表过程控制系统典型地包括具有多通道的输入/输出(I/O)卡的控制器。当对连接至I/O卡的一个通道的现场设备断电时，需要对所有通道进行组关闭。为了减轻组关闭的效应，I/O卡典型地配置为冗余对。然而，冗余对中的任何一个卡上的一个通道出现了错误，就会妨碍对现场设备的断电，这降低了系统的整体安全性。

发明内容

公开了一种用于冗余地控制对现场设备的供电的装置，所述装置包括：第一开关，用于控制对现场设备供电；第二开关，包括第一门电路和第二门电路，其中，所述第二开关串联地电耦合至所述第一开关，其中所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路被彼此独立地控制，并且其中，所述第二门电路与所述第一门电路并联地电耦合；第一诊断控制器，用于控制对所述第一门电路供电；以及第二诊断控制器，用于控制第二开关，其中，当所述第一开关、以及所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路中的一个或两者电闭合时，从电源向所述现场设备供电，并且其中，当所述第一开关、或所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路两者电打开时，至所述现场设备的所述电源被切断，其中，所述第二开关是作为所述第一开关的安全备用设备，并且其中，所述装置被配置为交替地测试所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路。

还公开了一种用于冗余地控制对现场设备的供电的方法，所述方法包括：向第一处理器发送信号以对现场设备断电；打开第一开关；使用所述第一处理器测量与所述第一开关相关联的第一二极管上的上的第一电压，其中如果所述第一电压基本上为非零，则指示第一诊断控制器通过打开第二开关以对所述第一开关断电，其中所述第二开关经由彼此独立地操作的第一门电路和第二门电路提供并联电流路径，其中所述第二开关与所述第一开串联地电耦合，其中所述第一门电路与所述第二门电路并联地电耦合，其中所述第一开关和所述第二开关限定电源与所述现场设备之间的串联电流路径以验证对所述现场设备的供电的冗余控制；当所述第一处理器或所述第一开关中的一个或多个出故障时，通过经由所述第一诊断控制器的输出来打开所述第二开关对所述第一开关断电，其中，当所述第一开关、以及所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路中的一个或两者电闭合时，从电源向所述现场设备供电，并且其中，当所述第一开关、或所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路两者电打开时，至所述现场设备的所述电源被切断，其中所述第二开关是作为所述第一开关的安全备用设备，以及交替地测试所述第二开关的所述第一门电路和所述第二门电路。