1. 軟冗余DCS系統簡介:
軟冗余工作模式廣泛應用在DCS控制系統中,在冗余模式下,重復的HART模擬輸入和輸出模塊可以進行冗余組態和操作。HART模塊具有“一級主站”和“二級主站”參數,可用于實現此目的。通過這兩個模塊,可使用此參數分配啟用與現場設備的同步HART通信。具有較低地址的模塊始終為“一級主站”。
4線制變送器與HART模擬量模塊的連接
下圖顯示了4線制變送器在冗余模式下的連接:
2線制變送器與HART模擬量模塊的連接
下圖顯示了2線制變送器在冗余模式下的連接
*當其中一個模塊需要卸下維護時,由于齊納二極管工作在反向擊穿區,不影響電流的通過,保證了另一模塊的繼續運行,從而保證了整個系統的繼續運行。
2. 齊納二極管的選擇:
變送器輸出標準模擬量為4~20mA的電流供DCS模擬量模塊使用,如果穩壓值選擇不好,由于穩壓管的穩壓作用就會使DCS模擬量模塊鉗制在穩壓值上,從而使相應的模塊得不到相應的電流。
圖(1)是一塊模擬量輸入冗余接口板。
圖(1) 模擬量輸入冗余接口板
其中穩壓管選擇的是5.1V的穩壓值。但在實際使用時發現用在各大系統供應商的的系統中會出現不同的情況,有些會得不到20mA的電流。
圖(2)為穩壓管的伏安特性曲線圖
圖(2) 穩壓管的伏安特性曲線圖
經分析是各系統供應商的系統模塊內阻不一樣所致,以250歐姆的內阻為例:由5.1V穩壓管的伏安曲線圖知,穩壓管在20mA時的實際鉗制電壓只有4.7V左右,由歐姆定律知,4.7V/250歐姆=18.8mA,得不到實際想要的20mA 的電流。因此我們將穩壓管換成5.6V的從而解決了問題。
但在選用穩壓值時也不是越大越好,因為穩壓管的穩壓值選擇過大,就會在卸下一個模塊時導致沒有卸下的模塊上的電壓過低,從而也得不到所需的電流。可通過下面的公式Uh=VD1+VD2說明, Uh為變送器輸出電壓是一定的,VD1為模塊1上的電壓,VD2為模塊2上的電壓,當卸下模塊1時,如果選擇穩壓值比較大的穩壓管,VD1穩壓管上的值就會較大,從而模塊2上得到的電壓就比較小,進一步限制了電流的輸出。
所以在實際選取中應根據變送器的參數以及模擬量模塊的參數而定。