[发明专利]一种电流模拟量信号分配器

说明书

技术领域

本发明涉及模拟量信号分配装置技术领域，特别是关于一种适用于深水防喷器电液复合控制系统中传感器信号采集的电流模拟量信号分配器。

背景技术

水下防喷器电液复合控制系统是对可靠性要求极高的系统，通常采用两重冗余或是三重冗余设计，需要将一路传感器信号输入到两个或是三个信号接收模块中，而传统的电流模拟量信号分配器的电源模块在出现故障时，会造成传感器信号的失真或丢失，而水下设备是不能够随时更换故障元件的；另外，如果在钻井中出现问题，将会给后续的钻井操作带来很大的麻烦，这就需要一种故障处理机制，当故障出现时，自动跳过故障模块，保证信号的正常接收。因此，需要设计一种具有故障诊断和旁通功能的新型电流模拟量信号分配器来适应这种特殊工况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有故障诊断和旁通功能的电流模拟量信号分配器。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电流模拟量信号分配器，其特征在于：它包括一个DC/DC电源模块、一个信号接收及处理模块、一个故障诊断模块、三个隔离放大器、三个V/I模块和一个信号分配模块，所述DC/DC电源模块用于为所述信号接收及处理模块供电；外部输入的4～20mA电流信号分别发送到所述信号接收及处理模块和信号分配模块，所述信号接收及处理模块将输入的4～20mA电流信号转换成1～5V电压信号同时对电压信号进行放大差分处理，并将处理后的电压信号分别发送到每一所述隔离放大器；每一所述隔离放大器将接收的电压信号进行隔离放大处理，并将处理后得到的信号发送到每一所述V/I模块；每一所述V/I模块将电压信号转换为4～20mA电流信号，并将电流信号发送到所述信号分配模块；所述故障诊断模块用于诊断所述信号接收及处理模块的供电电压是否正常，如果供电电压正常，每一所述V/I模块分别将4～20mA的电流信号经所述信号分配模块分成三路输出，如果供电电压发生故障，所述故障诊断模块对信号分配模块进行控制，所述信号分配模块阻断三个所述V/I模块输出的电流信号，直接将接收的外部输入的4～20mA电流信号输出，其它两路输出电流信号为0。

所述信号分配模块包括第一微型继电器、第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器；所述第一微型继电器常开触点的一端连接+12V输入电压，所述第一微型继电器的常开触点的另一端并联连接所述第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器的线圈的一端，所述第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器的线圈的另一端连接0V输入电压；当所述故障诊断模块检测到供电电压正常时，所述第一微型继电器线圈通电闭合，则所述第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器的线圈通电，此时所述第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器常开触点分别连接三路所述V/I模块的输出端，同时输出4～20mA三路电流信号；当供电发生电压故障时，所述第一微型继电器线圈断电，此时所述第二微型继电器、第三微型继电器和第四微型继电器线圈断电，所述第二微型继电器的常闭触点连接输入端输入4～20mA电流信号直接输出外部输入的不经处理的4～20mA电流信号，所述第三微型继电器和第四微型继电器的常开触点断开，其余两路输出信号为0。

所述故障诊断模块包括第一可变电阻器、第二可变电阻器，与非门逻辑电路、第一稳压管、第二稳压管、二极管、三极管和电阻，其中，所述与非门逻辑电路包括第一与非门、第二与非门和第三与非门；所述故障诊断模块的输入端0V、24V+连接所述DC/DC电源模块的直流24V输出端，所述第一可变电阻器的一端连接0V电压，所述第一可变电阻器的另一端连接24V+电压，所述第一可变电阻器的滑动端连接所述第一与非门的两个输入端，所述第一与非门的输出端连接所述第二与非门的一输入端，所述第二与非门的另一输入端连接所述第二可变电阻器的滑动端，所述第二可变电阻器的一端连接0V电压，所述第二可变电阻器的另一端连接24V+电压，所述第二与非门的输出端连接所述第三与非门的一输入端，所述第三与非门的另一输入端并联连接与所述非门逻辑电路的电源正极和所述第二稳压管的输出端，所述第三与非门的输出端通过电阻连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极连接0V电压，所述三极管的集电极并联连接所述第一微型继电器的线圈一端和所述二极管的正极，所述第一微型继电器的线圈另一端和所述二极管的负极分别连接所述第一稳压管的输出端和所述第二稳压管的输入端，所述第一稳压管和第二稳压管的接地端连接0V电压。

所述隔离放大器采用TI公司的ISO124。