1. 软冗余DCS系统简介:
软冗余工作模式广泛应用在DCS控制系统中,在冗余模式下,重复的HART模拟输入和输出模块可以进行冗余组态和操作。HART模块具有“一级主站”和“二级主站”参数,可用于实现此目的。通过这两个模块,可使用此参数分配启用与现场设备的同步HART通信。具有较低地址的模块始终为“一级主站”。
4线制变送器与HART模拟量模块的连接
下图显示了4线制变送器在冗余模式下的连接:
2线制变送器与HART模拟量模块的连接
下图显示了2线制变送器在冗余模式下的连接
*当其中一个模块需要卸下维护时,由于齐纳二极管工作在反向击穿区,不影响电流的通过,保证了另一模块的继续运行,从而保证了整个系统的继续运行。
2. 齐纳二极管的选择:
变送器输出标准模拟量为4~20mA的电流供DCS模拟量模块使用,如果稳压值选择不好,由于稳压管的稳压作用就会使DCS模拟量模块钳制在稳压值上,从而使相应的模块得不到相应的电流。
图(1)是一块模拟量输入冗余接口板。

图(1) 模拟量输入冗余接口板
其中稳压管选择的是5.1V的稳压值。但在实际使用时发现用在各大系统供应商的的系统中会出现不同的情况,有些会得不到20mA的电流。
图(2)为稳压管的伏安特性曲线图

图(2) 稳压管的伏安特性曲线图
经分析是各系统供应商的系统模块内阻不一样所致,以250欧姆的内阻为例:由5.1V稳压管的伏安曲线图知,稳压管在20mA时的实际钳制电压只有4.7V左右,由欧姆定律知,4.7V/250欧姆=18.8mA,得不到实际想要的20mA 的电流。因此我们将稳压管换成5.6V的从而解决了问题。
但在选用稳压值时也不是越大越好,因为稳压管的稳压值选择过大,就会在卸下一个模块时导致没有卸下的模块上的电压过低,从而也得不到所需的电流。可通过下面的公式Uh=VD1+VD2说明, Uh为变送器输出电压是一定的,VD1为模块1上的电压,VD2为模块2上的电压,当卸下模块1时,如果选择稳压值比较大的稳压管,VD1稳压管上的值就会较大,从而模块2上得到的电压就比较小,进一步限制了电流的输出。
所以在实际选取中应根据变送器的参数以及模拟量模块的参数而定。
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