CN1050277A - 多路输入信号检查电路 - Google Patents

Abstract

本发明为一种检测控制设备(如阀门)的状态并 且在一个显示屏或者操作台屏幕上图示地显示这些 状态的电路。本电路还能控制信号或者能力而监测 着设备状态信号的质量，并在上述的操作台屏幕上显 示出被测信号的质量。

Description

本发明总的来说涉及检测控制仪器（例如阀门）的测检条件的电路和尤其是涉及同时提供仪器条件信号的质量和有效性的电路。

先有技术电路监测一种仪器（例如阀门）的条件，同时向操作者以至观察操作台图形设备的控制信号的方式提供如此条件的指示。这样，操作者通过看操作台图形设备就可知道阀门是否完全打开，完全关闭或可能运行在二种位置之间。由于阀门运行中的指示同样可由阀门条件检测错误而引起，因此，运行中这个测定结果是不可靠的，因为它可由阀门实际上正在运行中或者检测仪器设备的差错而造成。

如此，就需要一种不仅仅只提供给操作者有关仪器条件（例如阀门正在被打开、关闭和介于二者之间）的指示，同时也提供给操作者有关检验仪器出故障的信息的指示的可靠电路。

本发明解决了与先有技术电路上述和其它一些问题，途径是供检测控制设备（例如：阀门）状态的电路，并在一个显示屏或者屏幕上把这些状态和设备检测器的质量一起显示出来。

为了达到上述目的，来自设备检测器的信号由一个测试质量子电路所监测：如果输入信号中有不正常的，该子电路即产生一个数字输出信号，并把这个数字信号向一个转换站输出;用于有效地防止指示阀状态的正常信号的通过同时却使指示着阀监测器故障的信号通过。

在正常状态下，转换电路允许指示阀状态的信号通过，该电路驱动操作台图示设备，提供阀处于打开、关闭或“运行中”状态时的正常显示。当被来自测试质量单元的信号所禁止时，转换电路则提供一个报警信号通知操作台图示设备指示出阀检测电路的故障。

由上可知，本发明的一个方面是指出一种能够检测一个正常阀状态信号的信号质量和有效性的电路。

本发明的另一个方面是提出一种能向操作台图形设备提供一个报警信号和报警显示使之指示出设备检测器的故障。

结合附图阅读下列对本发明的实施例作的描述时，可以更清楚地理解本发明的这些方面和其它方面。

附图中：

图1是本发明的电路示意图;

图2是与仪器条件和控制台指示相关的仪器信号的图形关系。

现在转向附图，图中以非限制性的方式示出了本发明的最佳实例。图1，以功能方块图示出了一个电路。图1，以阀门10的条件为基础取出信号，然后对这些信号进行处理，并向一个操作控制台（未示出）送出合适的输出控制信号12，操作控制台向操作者提供指示着各种仪器（比方阀门）的状态的图形显示。

每一方块功能代表着被编程为根据其输入条件为基础提供一定的输出量的控制模块的公知的微处理器。

阀门10有一个阀杆12，阀杆12上的适当位置上有通常关闭的开关14，阀杆12的适当运动可使开关14呈断开状态。这一活动可被变成任何数量的公知的方法这一驱动可由任何公知的装置来实现，比如可由柄12上激励弹簧或凹坑的运动使通常关闭的开关呈断开状态阻止线路16和18电流的流动。

这样当杆12对于阀门10处于全部收回状态时，通常状态下关闭的与线路16相连的开关14是断开的，从而阻止转换器20的电流流动。与之相似，当阀门杆12完全***阀门10时，通常关闭的与线路18相连的开关14被断开，通往转换器22的电流被阻止。当杆12介于完全展开或完全***状态时，二个通常关闭的开关14被闭合，电流供给转换器22和22。

转换器20和22是响应于线路16和18出现或没出现的电流分别沿线路24和26产生数字输出的信号转换器。这样，转向附图2，可以看到当阀门10被完全打开（由驱动线16上的常闭开关114的杆12所示出）时，没有电流流向转换器20。沿线路24有一数字值“0”产生。通常关闭的、与线路18相连的开关14，有电流流过，这样沿线26转换器22有数字值产生。当阀门12被完全***阀门10时，对通常关闭的开关14的驱动正好相反，沿线路24和26的数字值为沿线路24和“1”沿线路26“0”。另外当阀门杆12位于通常关闭的开关14之间的“运行中”状态时，对线路16和18都有电流提供。转换器20和22沿线24和26的都产生数字输出信号“1”。图2中所示出的上面讨论过的数字输出与线24和26上的数字输出相对应，分别被标为NFO和NFC，它们代表了阀门10的实际状态（加不完全打开或不完全闭合）。如果错误发生在常闭开关14，或线路16或18出故障，就没有电流液至转换器20和22，就会沿线路24和26产生持续不断的0数字输出值。这种情形被指明为图2中示出的一种限制开关故障的信号状态。

此外，转换器20和22检查信号的质量（信号质量好坏）并把指示信号与阀位置逻辑1和0信号一起送至DSUM34和TSTQ28，它们分别互不影响地只对逻辑信号和质量输出信号起反应。

转向图1，可以看到线路24和26的逻辑输出在S₁和S₂经过输入端被输入到一个检测质量功能方块28。检测质量功能方块28是检测最多为4个（标为S₁至S₄）输入信号的信号质量的微处理器。它是一个四输入逻辑电路或者“或”功能块，当四个输入均为好的时，它沿线30建立起输出逻辑0，当一个或多个输入坏时，输出为逻辑“0”。这样如果看图2就可发现当阀门10无论处于打开、关闭和运行中的状态时至少总有一个逻辑1输入到测试质量功能块28。对于所有的正常条件，检测质量功能块28的输出是送至模拟转换功能块32的输入端S₃的一个逻辑0。如果一个限制开关发生故障，对于测试质量功能块28的所有输入会产生一个逻辑0，从而产生一个逻辑1输出，这个输出信号沿着连线30送到模拟转换功能块32的输入端S₃。

转换器20和22的逻辑输出也分别沿着连线24和26送到一个DSUM（带争议的数字和）功能块34中的四个可能的输入端S₁至S₄中的二个。DSUM功能块34使用下面的公式计算出最多4个布尔输入的加权和，而得到输出N：

N＝AS₁+BS₂+CS₃+DS₄

常数ABC和D是DSUM功能块34故有的编程常数，它的被相加并且以布尔输入中的0和1值无关。在这个特定的例子中，只使用了二个输入S₁和S₂，它的加权常数分别为25和50。参照图2，可知由于在N输出中B值定为25，则阀门10在开启状态下DSUM功能块的输出N具有数值25。同样由于只有A选用了数值50，阀门10处于闭合状态时N输出为50，在中间状态时，A值将和B值相加，这样产生一个数值为75的输出N来指示中间状态。当限制开关发生故障时，二个逻辑0条件阻止了常数A和B相加，这样N为0值，表示限制开关故障状态。上面提到的N的数值然后通过连线36从DSUM功能块34送到模拟转换功能块S₁输入端。模拟转换功能块32的另外一个输入端S₂通过连线38以一个高逻辑输出功能块40相连。这个功能块40以一个恒定的电平产生一个极高的数字输出。

这样模拟转换功能块32的三个输入端包括：通过S₁输入端送来的DSUM功能块34输出的N的4个可能数值，通过S₂输入端送来的高模拟输出功能块40输出的恒定的高模拟值，和测试质量功能块28送至S₃输入端的逻辑0或1输入信号。

模拟转换块的作用是选择S₁输入或者S₂输入作为连线42上的输出，这将取决于送至S₃的布尔输入的状态。如果送到S₃的逻辑为0，则选择S₁输入为连线42上的输出，如果送入S₃的输入为逻辑1，则模拟转换功能块32选择S₂输入作为连线42上的输出，最终的结果是当测试质量功能块28检测到限制开关14有故障时，模拟转化功能块32就会通过一个高模拟输出信号。当测试质量功能块28没有指示出限制开关故障时，从DSUM功能块34就会送出一个正常阀状态信号。

模拟转化功能块32的输出还作为冗余模拟输入（REDAI）功能块的S₂输入。这个功能块44还有一个输入端S₁与DSUM功能块34的连线46直接相连。在S₃送入REDAI功能块44的第三个输入来自0省缺功能块48。

冗余模拟输入功能块44在一段冗余模拟信号之间被用作一个转换器，这个转换器由送入S₃的外面逻辑选择输入所控制。输出值等于输入S₃选定的输入值。这个功能还检查二个输入之间的差值以及某个选定输入的变化率。如果该选定输入信号的质量不好，则输出质量也认为不好，这基本上在变化率超出指定的变化率极限或者二个输入之间的差值大于一个预定的差值时才会发生。工作时，由于S₃输入被预置为逻辑零，冗余模拟输入功能块44将送出DSUM功能块34的输出信号。作为一个第二功能，它还把输入至S₁的DSUM功能块34的正常信号与模拟转换功能块32的输出信号加以比较。记得前面说过，模拟转换功能块32正常情况下送出与DSUM功能块34的输出N相同的信号，这样，冗余模拟输入功能块44为这一比较送出该信号。当模拟转换功能块32检测到限制开关故障时，它将送出高模拟输出40作为冗余模拟输入功能块44的S₂的输入，功能块44再与DSUM功能块34的正常输出相比较。其差值再使冗余模拟输入功能块44进入一种能指示出“环”值或限制开关故障的一种警告状态。

冗余模拟输入功能块44的输出通过连线50接至模拟异常报告功能功52。这个功能块52响应于来自冗余模拟输入功能块44的正常输出，使输入值50送至操作台图示设备以使在一个屏幕（未示出）上显示出来。另外，当送入功能块44的冗余模拟输入超出时间限制或者超出一个显著变化时，它在输出54中产生一个指示出死阀10的警报。

现在来看图1和图2，可以看出，当限制开关故障时，功能块52的输出为零。操纵台图示设备上呈现出一个黄颜色和连线54产生的一个音响警报指示的报警状态。对于正常的阀开启位置，功能块52向控制台图示设备输出数值25，图示设备用绿色显示出这个值。对于正常的阀关闭位置，功能功52输出数值50，这个值用红色显示在控制台图示设备上。与此类似，处于正常的“运行中”状态时，操作图示台以白色显示出值75。

应该指出的是，为了本文的简洁和可读性起见，本文中省略了对本发明的改进和变型的描述，申请人认为它们仍在后面的权利要求所限定的范围之内。

Claims (4)

1、一种用于检测控制装置的状态的电路，包括：

监视装置的控制情况并建立其指示信号的装置(14)，

用于接收上述信号并把该信号转换成表示上述装置的控制状态的一个质量信号的第一装置(28)，

用于接收上述的信号并且产生一个指示着控制装置的正常状态的一个工作信号的第二装置(34)，

用于比较上述的工作信号和上述的质量信号从而产生一个指示出装置控制状态的输出信号的装置(32)，

用于显示出与上述的比较装置相连的装置的状态的装置，该显示装置从上述比较装置的输出信号即可获悉装置的状态。

2、根据权利要求1的电路，还包括用于比较工作信号和质量信号从而建立设备状态的第二比较装置（44），该第二比较装置还使用一个逻辑选择装置转换冗余信号，从而检测输出信号与一个预定输入之间的差值。

3、如权利要求2所述的电路，其中所述的第一比较装置还包括以一个恒定电平产生一个高模拟输出信号的装置（40）。

4、如权利要求1所述的电路，其中所述的设备控制信号是可以转换成显示指示的布尔输入。