[发明专利]安全仪表变送器故障状态断流保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及安全仪表变送器故障状态断流保护电路。具体地说，本发明涉及适合工业过程控制的安全仪表变送器及其故障状态断流保护电路。

背景技术

安全仪表变送器是一种专门为工作条件苛刻或与安全应用相关而设计的仪表变送器。采用安全仪表变送器的行业包括油/气行业、石油化工行业、危险化学行业、煤矿行业、船舶、电厂、焚烧处理、锅炉控制和燃烧控制、高压应用等工业领域。此外，还要加上非传统的安全应用领域，该领域一旦发生安全事故，将严重危及工作人员安全，对社会和企业带来巨大的经济损失。

发明内容

本发明安全仪表变送器故障状态断流保护电路为安全仪表变送器的重要组成部分。当安全仪表变送器发生危险失效时，该保护电路将安全仪表变送器的电源电路由正常工作状态转变为安全状态，即关断其电源电路，避免控制系统产生误操作。安全仪表变送器故障状态断流保护电路为整个控制系统安全工作提供了重要保障，提高系统安全性和可靠性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种安全仪表变送器故障状态断流保护电路，包括电源电路和保护电路；其中，

所述电源电路，连接数据总线和所述保护电路，用于为保护电路提供工作电源；

所述保护电路，控制端连接安全仪表变送器主控制器的复位引脚和控制引脚，输出端连接所述电源电路，用于当安全仪表变送器失效时，关断所述电源电路。

所述电源电路主要由基准电压器件构成，所述基准电压器件的电源输入端与数据总线相连。

所述电源电路的输出端并联稳压二极管和去耦电容。

所述保护电路的输入端为一个二极管和三极管，所述二极管的正极和所述三极管的基极与安全仪表变送器主控制器的复位引脚相连，负极与安全仪表变送器主控制器的控制引脚相连；所述三极管的集电极连接第一D触发器的脉冲输入引脚；所述第一D触发器的置一端连接复位电路的复位端，复位端连接电源电路正极，数据输入端连接电源电路正极；第二D触发器的置一端连接电源电路正极，复位端连接复位电路的复位端，数据输入端连接电源电路正极；所述第一D触发器的负向输出端和第二D触发器的正向输出端分别连接到或门的输入端；所述或门的输出端连接到场效应管的栅极，控制保护电路的通断。

本发明主要作用是当安全仪表变送器发生危险失效时，安全仪表变送器故障状态断流保护电路由正常工作状态转变为安全状态，即关闭安全仪表变送器电源，避免安全仪表变送器在失效时候产生误操作，为安全仪表变送器安全工作提供了重要保障，提高其安全性和可靠性，其具有如下优点：

1．电路简单、稳定可靠。安全仪表变送器故障状态断流保护电路主要由基准电压器件、D触发器件、复位电路、或门器件以及电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等器件组成，电路结构简单、硬件成本低，同时可靠性高，易于实现。

2．通用性强。本发明通用性强，不仅适用于安全仪表变送器发生危险失效时故障状态断流保护电路，而且适用于其它工控设备发生故障状态时断流保护电路。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明的电源电路的实施例电路图；

图3是本发明的保护电路的实施例电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明涉及以下两项关键技术：

1）保护电路供电技术。本设计描述的安全仪表变送器故障状态断流保护电路，利用基准电压器件LM285（工作电流为：10uA~20mA）设计其电源电路。该电源电路在安全仪表变送器的数据总线上取电，产生5V差模电压，对其保护电路进行供电，具有功耗低、电压稳定、接线简单等优点。

2）系统安全状态保护技术。本设计描述的安全仪表变送器故障状态断流保护电路，利用D触发器具有状态记忆功能进行设计其保护电路。一旦安全仪表变送器主控制器的产生复位信号或安全状态切换控制信号，该保护电路使安全仪表变送器的电源电路由正常工作状态转变为安全状态（关闭安全仪表变送器供电电源），并利用D触发器保持系统安全状态，直到系统断电复位才能使系统由安全状态转变为正常工作状态，有效地避免安全仪表变送器在发生危险失效时产生误操作，为整个系统正常工作提供了有力保障，提高系统安全性与可靠性。

如图1所示，本发明安全仪表变送器故障状态断流保护电路包括：电源电路、保护电路。