[发明专利]带至少两个冗余的用于测量电流的模拟输入单元的装置

说明书

至少两个冗余的、用于测量电流(I)的模拟输入单元(1、2)，具有并联的模拟输入端(3、4)，用于将分别施加的电压转换成数字测量值(16、30)的电压测量装置(8、19)直接处于模拟输入端处。模拟输入单元(1、2)经由通信连接(29)彼此连接，并且确定一个模拟输入单元(例如1)，其为了对测量电流进行测量并且为了将测量电流(I)转换成数字测量值(16)而将其模拟输入端(3)切换到低欧姆状态，而在每个剩余模拟输入单元(2)中将模拟输入端(4)切换到高欧姆状态。对电流进行测量的模拟输入单元(1)输出由其产生的测量值(16)，并且测量值经由通信连接(29)传输到至少一个另外的模拟输入单元(2)，其代替自有的测量值(30)输出所述的测量值。为了识别故障，尤其为了识别线路中断，每个模拟输入单元(1、2)将由其产生的测量值(16、30)与阈值比较，并且在检测到低于阈值的情况时，输出故障通知。如果在此其模拟输出端(例如3)处于低欧姆状态，那么还促使至少一个另外的模拟输入单元(2)承担电流测量功能并且其模拟输入端(4)切换到低欧姆状态。

技术领域

本发明涉及一种具有至少两个冗余的、用于测量电流的模拟输入单元的装置，模拟输入单元

-具有并联的、用于测量电流的模拟输入端，并且模拟输入单元分别包含

-电流测量电阻，

-具有高欧姆的电压测量输入端的电压测量装置，以用于将施加在电压测量输入端上的电压转换成数字测量值，

-用于输出数字测量值的数字输出端，以及

-可控的切换装置，以用于对模拟输入端在高欧姆状态与低欧姆状态之间进行切换，其中在低欧姆状态下，电流测量电阻同时位于模拟输入端处和高欧姆的电压测量输入端处，其中

-模拟输入单元经由通信连接彼此连接，并且构造用于，确定模拟输入单元之一，这一个模拟输入单元为了对测量电流进行测量并将测量电流转换成数字测量值而将其模拟输入端切换到低欧姆状态，而在每个剩余模拟输入单元中将模拟输入端切换到高欧姆状态。

背景技术

从WO2015/128336A1中已知的这种装置具有两个冗余的输入单元，输入单元分别选择性地作为用于测量电流的模拟输入单元或作为用于电压的二进制输入单元运行。为了在这两个运行状态之间进行切换，每个输入单元包含切换装置，其中由高欧姆电阻和可控开关构成的并联电路与处于输入单元的输入端处的低欧姆电流测量电阻串联。电压测量装置的电压测量输入端处于电流测量电阻处。

在作为二进制输入单元冗余地运行时，在这两个输入单元中分别断开可控开关，从而高欧姆电阻和低欧姆电流测量电阻形成分压器并且电压测量装置测量施加在相应的二进制输入单元的输入端处的电压的高电平和低电平。

在作为用于测量电流的模拟输入单元而冗余地运行时，至少在这两个输入单元之一中闭合可控开关，使得高欧姆电阻无效。如果在这两个输入单元中都闭合可控开关，那么测量电流的各一半分布到这两个低欧姆的电流测量电阻上，使得布置在下游的电压测量装置分别测量一半的测量电流以作为在其低欧姆测量电阻上的电压降。随后，相应的输入单元在其输出测量电流的数字测量值之前以系数2执行计算式校正。如果在这两个输入单元的仅一个中闭合可控开关，那么测量电流以不同的比例分布到具有闭合开关的输入单元中的测量电阻上和另一输入单元中的电阻的串联电路上，使得布置在下游的电压测量装置对测量电流的相应份额进行测量以作为其低欧姆电流测量电阻上的电压降。在此，例如，具有闭合开关的输入单元在其输出数字测量值之前以测量电流到冗余的输入单元上的分布比例来执行计算式校正。以电流测量电阻与高欧姆电阻之间的1:31.33的电阻比，获得测量电流的97％比3％的比例的期望分布。然而，测量电流分布的精确性受到所给出的电阻比例的限制，进而计算式测量值校正的精确性受到这两个模拟输入单元之间的不可避免且未知的导线电阻的限制。