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關鍵詞：過程控制 自動化 模擬信號 信號高低選擇 比較變送器 控制系統軟保護 超馳控制
概述：
在工控智能化和自動化運行中，通常自動控制系統都是在運行過程處于正常工作狀況時發揮作用的。當控制中出現不正常工作狀況時，則往往要退出自動控制而切換為手動控制，待工作狀況基本恢復正常以后再投入自動控制狀態的。
現代石油化工、電力監控、食品加工、軌道交通等過程工業中，越來越多的生產裝置要求控制系統既能在正常工藝狀況下發揮控制作用，又能在非正常工作狀況下仍然起到自動控制作用，使生產過程盡快恢復到正常工作狀況，至少也是有助于或有待于工作狀況恢復正常。這種非正常工作狀況時的控制系統屬于安全保護措施。
安保措施有兩大類：一是硬保護，二是軟保護。
硬保護措施就是聯鎖保護控制系統。當生產過程工作狀況超出一定控制范圍時，聯鎖保護系統采取一系列相應的措施，如報警、由自動控制轉接到手動控制、聯鎖動作等，使生產過程處于相對安全的狀態。但這種硬保護措施經常會使運行中的設備停車或速度轉緩，造成較大的經濟損失。于是，人們在實踐中探索出許多更為安全經濟的軟保護措施來減少停車造成的損失。
所謂軟保護措施，就是當生產工作狀況超出一定控制范圍時，不是消極地輸入聯鎖保護甚至停車，而是自動地切換到一種新的控制系統中，這個新的控制系統取代了原來的控制系統對生產過程進行控制，當工作狀況恢復正常時，又自動地切換到原來的控制系統中。由于要對工作狀況是否正常進行判斷，要在兩個控制系統當中選擇。因此，稱為選擇性控制系統，有時也稱為取代控制或超馳控制。
解決方案：
選擇性控制系統在結構上的最大特點是用一個模擬信號比較變送器作為選擇器，選擇器通常是兩個輸入信號，一個輸出信號。
對于高選器，輸出信號 Y等于一路輸入信號X1和另一路輸入信號X2中選出數值較大的一個。
例如: X1＝5mA，X2＝4mA； Ymax＝X1＝5mA。如圖1示。
對于低選器，輸出信號 Y等于一路輸入信號X1和另一路輸入信號X2中選出數值較小的一個。
例如: X1＝5mA，X2＝4mA； Ymin＝X2＝4mA。 如圖1示。
圖1· 模擬信號比較變送器的高選器和低選器 邏輯框圖
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模擬信號比較變送器的高選器選型：DIN ISO C1-P1-O1-SH |
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第一路輸入信號 X1 |
第二路輸入信號 X2 |
信號輸出 Ymax |
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4mA |
12mA |
12mA |
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20mA |
16mA |
20mA |
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模擬信號比較變送器的低選器選型：DIN ISO C3-P2-O6-SL |
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第一路輸入信號 X1 |
第二路輸入信號 X2 |
信號輸出 Ymin |
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3.3V |
10V |
3.3V |
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2.5V |
5V |
2.5V |
原理應用接線示意圖（如圖2所示）
圖2·原理應用接線示意圖
模擬信號比較變送器在過程控制中的應用方案舉例
應用一：兩個傳感器產生兩路4-20mA模擬信號，經變送器進行選擇比較、隔離放大后輸出4-20mA。（如圖3示）
圖3· 兩路模擬信號比較選擇、隔離放大原理框圖（信號低選放大器）
DIN ISO C1-P1-O1-SL比較變送器將兩個傳感器產生的兩路4-20mA模擬信號，進行選擇比較、隔離放大后輸出4-20mA，通過比較選擇其中低的一路輸出來實現工業過程控制的軟保護措施。這種比較變送器只需要一個單電源(5V/9V/12V/24VDC)作為輔助電源供電，并且在信號輸入/信號輸出/輔助電源之間3KV三隔離。通過隔離放大后的4-20mA輸出信號抗干擾能力和負載驅動能力大大增強（最大帶載可達650Ω）,因此還可用于信號的遠程無失真傳輸。
應用二：兩個傳感器產生兩路4-20mA模擬信號，經變送器進行選擇比較、隔離轉換后輸出0-5V。（如圖4示）
圖4·兩路模擬信號比較選擇、隔離變送原理框圖（信號高選變送器）
DIN ISO C1-P2-O6-SH比較變送器是將兩個傳感器產生的兩路4-20mA模擬信號進行選擇比較、隔離，然后按比例轉換為0-5V的電壓信號輸出，這與工業現場PLC、MCU和DCS的數據采集（通常5V、3.3V）電路相匹配。通過比較選擇其中高的一路信號輸出來實現工業過程控制的軟保護措施。這種比較變送器只需要一個單電源(5V/9V/12V/24VDC)作為輔助電源供電，并且在信號輸入/信號輸出/輔助電源之間3KV三隔離。
結束語：
在過程控制中，自動控制系統既要能工作在正常工作狀況，又要能工作于非正常工作狀況。這就需要先對工作狀況是否正常進行判斷，再對兩個控制系統進行選擇。DIN ISO C-P-O-S系列產品能將兩路直接輸入的模擬信號進行比較，并按設定要求選擇出其中的高信號或低信號（髙選或低選），然后將選出信號進行隔離放大轉換，實現工控智能化，減少因停車等原因造成的損失。
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