文档介绍：冗余控制系统的制作方法
专利名称：冗余控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冗余控制系统，包括可以分别连接外部设备单元的第一和第二控制计算机；以及双线测量变换器，其可以利用第一和第二接线头连接到外部设备单元上，其中，双线测量变构成的，并且包括带
有第一控制计算机1和第一外部设备单元4的第一冗余单元，以及带有第二控制计算机2和外部设备单元5的第二冗余单元。传感器8(例如所谓的双线测量变换器)采集待控制的技术过程的过程信号，该过程信号由外部设备单元4、5通过导线10读入并且通过适当的串行或并行总线6、7按照数字信号的形式被传送至控制计算机1、2。控制计算机1、2将这些信号处理成用于执行器9的对应控制信号，其中，仅仅冗余单元之一通过导线11将控制信号传送至执行器9。这些冗余单元按照主控-备用(Master-Reserve)运行的方式工作，这意味着，仅仅一个冗余单元是主动，而另一个则是被动连接的。只有该主动的冗余单元通过其外部设备单元控制执行器9，另一个冗余单元则仅向其外部设备单元传送一个零信号(Nullsignal)。为了交换例如按照状态和比较信息形式的信息，设置了冗余耦合3，通过其冗余单元相互连接。对于主动的冗余单元不是无故障工作的情形，主动的冗余单元通过冗余耦合3向被动的冗余单元指示该故障，由此刚才被动的冗余单元转换到主动的运行形式，即，该冗余单元变换为主动的并且担任主控运行，反之，刚才主动的冗余单元变为被动并且转换为备用运行。该主控特性的转换必须按照这样的方式和方法进行即，基本上要连续并且尽可能没有信号中断地将控制信号传送给执行器。此外，还要保证在一个外部设备单元4、5因为维修而被置换期间能够对过程信号连续测量。通过双线测量变换器为外部设备单元4、5所记忆的测量电流取决于待测量的参数、例如作为温度或者压力的参数，且在外部设备单元4失灵的情况下必须由外部设备单元5进行采集，以实现无故障的过程控制。
按照这种关联参考图1，其中示出了两个冗余外部设备单元的错接。在图1和2中示出的相同部件标有相同的参考标记。
冗余构成的外部设备单元4、5分别具有第一和第二测量电路12a，12b，13a，13b，这些测量电路分别具有测量电阻R，其中该测量电阻R的阻值等于负载电阻的一半。双线测量变换器14可以利用第一接线头15a，15b通过第一可控开关17a，17b经由第一测量电路12a，12b与供电导线VL连接，以及可以利用第二接线头16a，16b通过第二可控开关18a，18b经由第二测量电路13a，13b与外部设备单元4、5的接地点连接。
通过外部设备单元4、5的错接以及通过这些单元4、5的结构，可以有四种(两种冗佘的以及两种非冗余的)运行方式。
在示出的实施方式中表示出了第一冗余运行方式。在此，外部设备单元4的第一开关17a以及外部设备单元5的第二开关18b接通，而外部设备单元4的第二开关18a以及外部设备单元5的第一开关17b断开。在这种情况下，测量电流是通过外部设备单元4的第一测量电路12a以及通过外部设备单元5的第二测量电路13b被采集的(该测量电流是通过粗线示出的)，其中，这些测量电路12a、13b的适当的运算放大器19测量由于测量电流在测量电阻R上所形成的电压降，并且通过可控开关19a、19b传递给外部设备单元4、5的没有示出的求值电路。