一种DCS信号供电方式快速切换装置及系统的制作方法

本发明涉及dcs电源，尤其涉及一种dcs信号供电方式快速切换装置及系统。

背景技术：

1、核电厂采用dcs(distributed control system)进行集中操作管理和分散控制，除常规的数据处理和通信能力外，还具有测控仪表的测量和控制功能。工艺系统接口层(level0层)和自动控制和保护层(level1层)以及level1层之间通过ai(模拟量输入)、ao(模拟量输出)、di(开关量输入)、do(开关量输出)各类型的数据信号建立联系，核电厂机组涉及各dcs通道多采用24v、48v供电方式。测量通道及信号通道需保证一侧有源输出驱动信号传输；调试期间，信号通道的有效性是调试人员监测各系统状态、试验准备执行以及排查问题的重要保证。

2、在前期机组调试过程中，由于设计或者设备制造偏差，dcs板卡与上下游仪表或信号通道存在同时有源或同时无源的现象(一般分为四种情况：开关量通道同时有源、开关量通道同时无源、模拟量通道同时有源、模拟量通道同时有源)，可以理解地，同时有源相当于是：dcs板卡与上下游仪表之间的信号通道(或者说信号传输通道)或者dcs板卡之间的信号通道存在双向供电的问题，比如dcs板卡给仪表供电，仪表又给dcs板卡供电，而这就会导致信号通道供电故障。所以当模拟量信号通道或开关量信号通道的两端出现同时有源或同时无源的情况时，就会使得这个信号通道异常或者无法使用，从而直接影响操作和信息管理层(level2层)的信号监视功能，间接影响调试人员及操作员监测各系统状态。

3、在核电调试过程中，遇到dcs板卡与上下游仪表或信号通道存在同时有源或同时无源的问题，一般先排查确定问题出现的原因。

4、(1)设计文件跟图纸出错将会导致核电现场安装错误，使得信号上下游供电异常；需调试人员发起变更流程，设计人员修改图纸和文件后，现场再发起执行流程变更。该过程中，可采取临时措施敷设电缆将问题信号转接到其它通道上去。

5、以kcs系统(安全级过程控制机柜系统)为例，kcs机柜模拟量调理分配卡有两种类型：sabk01a和sabk01c。其中，sabk01a是有源模拟量调理板卡，用于采集输入的有源0～24ma电流信号，经过信号调理、隔离后，输出4路标准的0～24ma电流信号实现输入与输出隔离，输出之间相互隔离；sabk01c是无源模拟量调理板卡，用于采集输入的无源0～24ma电流信号(无源信号，板卡内部提供24v电源)，经过信号调理隔离后，输出4路标准的0～24ma电流信号，实现输入与输出隔离，输出之间相互隔离。现场根据实际情况将输入接线在sabk01a、sabk01c之间的外部端子排上切换，同时输出的接线也需敷设电缆同步更换，保证模拟量信号的可用性。

6、(2)排查原因为现场装配选型错误；需发起相关流程，领取卡件备件更换。以kcs为例，更换sabk01a或sabk01c便能保证该模拟量信号的可用性。

7、从设计发出设计变更通知单到厂家现场改造需要花费很长时间，制约调试试验按期执行，甚至会造成重大节点拖延。调试人员需要采取现场临时手段以保障在正式变更实施前信号通道能正常使用。然而，当前常用的临时方案需要布置大量的临时电缆，并进行大量电缆端接，工作量大且容易导致人因失误和变更失效。

8、此外，核电现场通常会遇到信号坏点的情况，排查该类问题需调试人员结合现场实际情况多方排查。需考虑的因素有：供电问题、卡件问题、端接问题等。排查供电问题一般选用万用表测量供电正常即可。

9、然而，万用表排查问题手段可用于排查无源通道，排查有源通道的双向供电问题需解线，有短接风险；且万用表只能作为初步的检测手段，不能直接判定卡件的有效使用性。

10、再者，在dcs调试过程中，很多临时方案及调试工器具对低压供电有广泛需求。核电现场一般借用电缆盘及电压转化装置将现场的220v供电转换成24v或48v以便于现场作业。

11、但是，电缆盘及电压转换装置体积较大，携带很不方便；取电需很长的供电电缆，增加时间及人力投入的同时，也大大增加人员触电风险。更大的局限性在于很多房间都没有临时供电供取电。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种dcs信号供电方式快速切换装置及系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种dcs信号供电方式快速切换装置，所述装置用于对就地仪表与dcs板卡之间形成的信号传输通道和/或dcs板卡与dcs板卡之间形成的信号传输通道进行处理，所述装置包括电源模块、模拟量信号隔离模块、开关量信号隔离模块；

3、所述电源模块连接所述模拟量信号隔离模块的供电端；

4、所述电源模块用于为同时无源的信号传输通道供电，以使该通道有效；所述模拟量信号隔离模块用于将同时有源的模拟量信号传输通道其中一端的有源信号转换为无源信号，以使该通道有效；所述开关量信号隔离模块用于将同时有源的开关量信号传输通道导通，以使该通道有效。

5、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述模拟量信号隔离模块包括回路限能单元、电流隔离单元和信号处理单元；

6、所述回路限能单元，用于限制所述有源信号中的高压信号通过，将其转变成0.2-1v的低压信号，并将所述低压信号传输给所述电流隔离单元；

7、所述电流隔离单元，用于将所述低压信号进行处理，将其转换为小电流信号并传输给信号处理单元；

8、所述信号处理单元，用于将所述小电流信号调制为所述无源信号，所述无源信号的电流值范围为4-20ma。

9、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述模拟量信号隔离模块为隔离式安全栅或齐纳式安全栅。

10、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述开关量信号隔离模块为继电器。

11、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述电源模块为蓄电池，或，所述电源模块为包括与外部交流市电连接的外部供电接口及与外部供电接口连接的交流转直流电压模块。

12、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述dcs信号传输通道包括就地仪表与dcs板卡之间形成的信号传输通道和/或dcs板卡与dcs板卡之间形成的信号传输通道；其中，所述信号传输通道包括模拟量信号输出通道、模拟量信号输入通道、开关量信号输出通道和开关量信号输入通道中的至少一种。

13、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，模拟量信号隔离模块与开关量信号隔离模块通过电气导轨安装设置。

14、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述装置还包括与所述电源模块连接、用于将所述电源模块的单路电源分成两路电源的电源分路器；所述电源分路器的第一路输出端连接所述模拟量信号隔离模块的供电端，所述电源分路器的第二路输出端连接同时无源的信号传输通道的其中一端。

15、进一步，在本发明所述的dcs信号供电方式快速切换装置中，所述装置还包括与所述电源模块连接的保险丝。

16、另外，本发明还提供一种核电厂dcs调试系统，包括如上述的dcs信号供电方式快速切换装置。

17、实施本发明的dcs信号供电方式快速切换装置及系统，具有以下有益效果：本发明通过该装置能够解决在核电调试过程中遇到的dcs信号传输通道存在开关量输入输出通道、模拟量输入输出通道同时有源或同时无源的问题以使信号通道具备有效性，为调试人员能够监测各系统状态、试验准备执行以及排查问题提供了重要保障，还能够在监测到核电现场dcs系统出现信号坏点问题时，将该装置接入信号通道中解决因供电影响导致的信号坏点问题的排查，提高排查效率，且能够满足核电现场多情况多场合的低压供电需求。