[发明专利]一种三重化模拟量输出系统及诊断输出方法

说明书

本发明公开一种三重化模拟量输出系统，包括三系模拟量输出单元，所述三系模拟量输出单元通过数据同步总线链路进行数据共享；各单系模拟量输出单元，通过数据同步总线链路获取另外两系的输出状态，并通过电流信号反馈诊断本系输出信号的状态；三系模拟量输出单元进行均流输出，得到期望的电流输出用于驱动负载。本发明采用三系模拟量输出单元，以数据共享的形式获得各系的输出状态，按照均流输出方式实现三系的电流输出获得期望的电流，能够保证输出的可靠性；另外三重化方式提高了电流模拟量输出的可靠性和实用性。

技术领域

本发明涉及自动化领域，尤其是涉及一种三重化模拟量输出及诊断方法。

背景技术

工业自动化生产应用中，DCS和PLC产品被大量使用，在特定的应用场景，比如化工或者压缩机控制等领域，用户对产品的冗余要求额外严格，其中三重化电流信号模拟量冗余输出技术在实现产品冗余特性时就非常关键。传统的模拟量冗余输出方法成本高，实施复杂，表现为三个独立输出单元需要通过非常多的信号线来实现互相诊断与输出控制，这在硬件设计以及软件方案上均非常复杂，另外传统方案中电流输出为切换输出，存在输出信号抖动时间长的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种三重化模拟量输出及诊断方法，能够有效的降低成本，实施简单，提升系统可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种三重化模拟量输出系统，包括三系模拟量输出单元，所述三系模拟量输出单元通过数据同步总线链路进行数据共享；各单系模拟量输出单元，通过数据同步总线链路获取另外两系的输出状态，并通过电流信号反馈诊断本系输出信号的状态；三系模拟量输出单元进行均流输出，得到期望的电流输出用于驱动负载。

本发明采用三系模拟量输出单元，以数据共享的形式获得各系的输出状态，按照均流输出方式实现三系的电流输出获得期望的电流，能够保证输出的可靠性；另外三重化方式提高了电流模拟量输出的可靠性和实用性。

同时，三系模拟量输出单元之间通过数据同步总线链路进行数据交互，能极大的减少硬件成本和实施的复杂度。

进一步的，单系模拟量输出单元均包括微处理器、DAC数模转换器、切换开关、ADC模数转换器，依次通过微处理器、DAC数模转换器、切换开关实现模拟量信号输出，通过ADC模数转换器进行电流信号的采集反馈；所述微处理器通过数据同步总线链路获取另外两系的输出状态，通过电流信号反馈诊断本系输出信号的状态。

其中，数据共享中交互的数据包括电流输出值、电流输出状态、微处理器诊断状态。

DAC数模转换器为电流模拟量信号输出单元，能够根据微处理器的输出指令执行电流输出；所述切换开关为电流输出切换开关，根据微处理器的切换指令对输出电流进行切换输出，当微处理器诊断模拟量信号输出单元故障时，通过切换开关切断电流输出；所述ADC模数转换器为电流模拟量信号采集单元，能够将切换开关输出的电流信号采集反馈给微处理器，进行电流输出单元的诊断。

本发明还提供了一种三重化模拟量诊断输出方法，该三重化模拟量诊断输出方法采用三系模拟量输出单元进行均流输出，获得期望的电流输出；各单系模拟量输出单元的均流输出通过微处理根据期望的输出指令以及另外两系的输出状态计算自身的电流信号输出值。

更为具体的，包括以下步骤：

(1)A、B、C三系模拟量输出单元上电启动后，微处理器进行通信和电流信号采集和输出单元的初始化，正常运行后等待系统电流信号输出指令；

(2)各单系模拟量输出单元的微处理器分别通过数据同步总线链路获取彼此同步数据，包括电流输出值、电流输出状态、微处理器诊断状态；

(3)微处理器收到系统电流信号输出指令，微处理器根据系统的输出指令以及另外两系的输出状态，以均流输出方式计算本系的电流信号输出值；