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核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法

阅读:515发布:2024-01-03

专利汇可以提供核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种核电站 电子 卡件仿真和故障 监控系统 及方法,核电站电子卡件仿真和故障监控系统包括与后台终端连接的前置机、测试 信号 源、 开关 电源、采集控制装置、连接待测的电子卡件的卡件适配装置、以及温湿度控制柜;前置机分别与测试信号源、采集控制装置以及温湿度控制柜连接;卡件适配装置设置在温湿度控制柜内; 开关电源 与卡件适配装置连接,为卡件适配装置供电。本发明可通过模拟电子卡件真实工作环境下或极端环境条件下的温湿度状况,对电子卡件的功能 稳定性 实时监测,并实现电子卡件的自动化、智能化仿真测试,能有效、及时发现电子卡件在真实工作环境或极端环境下存在的 缺陷 ,有效降低核电站 电路 故障 风 险。,下面是核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,包括与后台终端连接的前置机、测试信号源、开关电源、采集控制装置、连接待测的电子卡件的卡件适配装置、以及温湿度控制柜;所述前置机分别与所述测试信号源、采集控制装置以及温湿度控制柜连接;所述卡件适配装置设置在所述温湿度控制柜内;所述开关电源与所述卡件适配装置连接,为所述卡件适配装置供电;其中:
所述前置机用于接收测试用例,并将所述测试用例解析为控制指令进行下发,以及反馈和存储所述采集控制装置和卡件适配装置上传的监测数据;所述测试用例包括仿真故障测试例;
所述测试信号源用于接收所述控制指令中的电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置和卡件适配装置输出电源激励信号
所述采集控制装置用于接收所述控制指令中的通道配置指令和所述电源激励信号,根据所述通道配置指令配置相应的通道,通过所述通道将所述电源激励信号接入到所述卡件适配装置,并采集所述卡件适配装置反馈的监测数据以反馈给所述前置机;
所述温湿度控制柜用于接收所述控制指令中的温湿度配置指令,且根据所述温湿度配置指令配置所述温湿度控制柜内部的温湿度参数;
所述卡件适配装置在配置的温湿度参数环境下,将所述电源激励信号接入到待测的所述电子卡件以进行测试。
2.根据权利要求1所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,所述测试信号源包括继保测试仪和直流可调电源,所述继保测试仪用于接收所述电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至所述采集控制装置和卡件适配装置;所述直流可调电源用于接收所述电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置提供直流电压电流
3.根据权利要求2所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,该监控系统还包括机柜,所述前置机、直流可调电源、开关电源和采集控制装置均设置在所述机柜内。
4.根据权利要求2所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,所述采集控制装置包括主控板、分别与所述主控板连接的模拟量输入板、开关量输入板以及开关量输出板;
所述主控板根据所述通道配置指令配置所述开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板的相应通道,并向所述前置机反馈监测数据;
所述开关量输出板接收所述电源激励信号和所述直流电压或电流,并根据所述电源激励信号和所述直流电压或电流控制所述卡件适配装置对所述电子卡件进行测试;
所述模拟量输入板接收所述继保测试仪发送的电源激励信号,以及采集所述卡件适配装置反馈的监测数据中的模拟量信号并发送至所述主控板;
所述开关量输入板采集所述卡件适配装置反馈的监测数据中的开关量信号并发送至所述主控板。
5.根据权利要求1所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,所述温湿度控制柜包括机箱以及设置在所述机箱内的温湿度监控装置,所述卡件适配装置设置在所述机箱内;
所述温湿度监控装置包括接收所述温湿度配置指令并根据所述温湿度配置指令配置对应温度、湿度的温湿度控制模,对温度、湿度进行监测的温湿度监测模块,以及与所述后台终端通讯连接的通讯模块,所述温湿度控制模块、温湿度监测模块均与所述通讯模块连接。
6.根据权利要求1所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,所述电源激励信号包括按设定步长变化的交流电压、直流电压、交流电流或直流电流;其中,交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-20A;
所述开关电源提供24V开关电源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,该监控系统还包括后台终端;所述后台终端包括与所述前置机连接的后台主机、以及与所述后台主机连接的人机交互模块;
所述后台主机用于向所述前置机发送测试用例,以及接收所述前置机反馈的监测数据;
所述人机交互模块用于对所述测试用例进行配置并输出所述监测数据。
8.根据权利要求1-6任一项所述的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,其特征在于,所述待测的电子卡件包括主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板,所述主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板相连接构成电动头组合卡件;所述主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板平铺连接在所述卡件适配装置上以进行测试。
9.一种核电站电子卡件仿真和故障监控方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将待测的电子卡件与卡件适配装置连接;前置机接收后台终端下发的测试用例,将所述测试用例解析为控制指令,并下发至测试信号源、采集控制装置和温湿度控制柜;所述测试用例包括仿真故障测试例;
S2、所述测试信号源接收所述控制指令中的电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置和卡件适配装置输出电源激励信号;
S3、所述采集控制装置接收所述控制指令中的通道配置指令和所述电源激励信号,根据所述通道配置指令配置相应的通道,通过所述通道将所述电源激励信号接入到所述卡件适配装置;
所述温湿度控制柜接收所述控制指令中的温湿度配置指令,根据所述温湿度配置指令配置所述卡件适配装置和待测的电子卡件所在的温湿度控制柜内部的温湿度参数;
S4、所述卡件适配装置在配置的温湿度参数环境下,将所述电源激励信号接入到待测的所述电子卡件以进行测试,并将测试得到的监测数据反馈给所述采集控制装置;
S5、所述采集控制装置将所述监测数据反馈给所述前置机;
S6、所述前置机存储并将所述监测数据反馈给所述后台终端。
10.根据权利要求9所述的核电站电子卡件仿真和故障监控方法,其特征在于,在步骤S2中,所述测试信号源的继保测试仪接收所述电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至所述采集控制装置和卡件适配装置;
所述测试信号源的直流可调电源接收所述电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置提供直流电压或电流。
11.根据权利要求10所述的核电站电子卡件仿真和故障监控方法,其特征在于,在步骤S3中,所述采集控制装置的主控板根据所述通道配置指令配置其开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板的相应通道,通过所述开关量输出板将所述电源激励信号和所述直流电压或电流接入到所述卡件适配装置;
所述温湿度控制柜内的温湿度控制模块接收所述温湿度配置指令,并根据所述温湿度配置指令配置对应而定温度、湿度,所述温湿度控制柜内的温湿度监测模块对温度、湿度进行实时监测,并将监测到的通过通讯模块反馈给所述后台终端。
12.根据权利要求9-11任一项所述的核电站核级逆变器卡件集成测试方法,其特征在于,步骤S2中,所述电源激励信号包括按设定步长变化的交流电压、直流电压、交流电流或直流电流;其中,交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-20A。

说明书全文

核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及核电站电子卡件在线监测技术,尤其涉及一种核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法。

背景技术

[0002] 核电站生产的自动化平高,核电站自动化、数字化的实现依赖于许许多多的控制、保护系统和设备,其核心是核电站电子卡件。核电站对系统、设备的可靠性、稳定性要求严格,相应的对核电站电子卡件功能可靠性和性能稳定性也具有很高的要求。电子卡件应用领域广,使用环境各不相同,例如电动头卡件长时间工作在湿度高、温度低的环境下,而保护卡件或逆变器卡件工作在室内,电气设备发热容易造成其工作环境温度升高。卡件在恶劣的环境下长时间工作后,容易出现性能下降、功能失效,进而影响到整个核电站电路保护系统的可靠性,对整个核电站电网系统的安全和稳定运行构成危险。因而,有必要保证其工作的可靠性。
[0003] 目前核电站对重要电子卡件的检测还依赖于人工测试,主要进行卡件功能性测试,一般的拷机测试在几十个小时以上,在这期间测试人员必须在现场,工作量极大,且易出错。此外,测试工况往往较单一,没法对卡件真实工作环境下功能状态或极端条件下性能稳定性进行测试。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题在于,提供一种可通过模拟电子卡件真实工作环境下或极端环境条件下的温湿度状况,对电子卡件的功能稳定性实时监的核电站电子卡件仿真和故障监控系统及方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种核电站电子卡件仿真和故障监控系统,包括与后台终端连接的前置机、测试信号源、开关电源、采集控制装置、连接待测的电子卡件的卡件适配装置、以及温湿度控制柜;所述前置机分别与所述测试信号源、采集控制装置以及温湿度控制柜连接;所述卡件适配装置设置在所述温湿度控制柜内;所述开关电源与所述卡件适配装置连接,为所述卡件适配装置供电;其中:
[0006] 所述前置机用于接收测试用例,并将所述测试用例解析为控制指令进行下发,以及反馈和存储所述采集控制装置和卡件适配装置上传的监测数据;所述测试用例包括仿真故障测试例;
[0007] 所述测试信号源用于接收所述控制指令中的电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置和卡件适配装置输出电源激励信号
[0008] 所述采集控制装置用于接收所述控制指令中的通道配置指令和所述电源激励信号,根据所述通道配置指令配置相应的通道,通过所述通道将所述电源激励信号接入到所述卡件适配装置,并采集所述卡件适配装置反馈的监测数据以反馈给所述前置机;
[0009] 所述温湿度控制柜用于接收所述控制指令中的温湿度配置指令,且根据所述温湿度配置指令配置所述温湿度控制柜内部的温湿度参数;
[0010] 所述卡件适配装置在配置的温湿度参数环境下,将所述电源激励信号接入到待测的所述电子卡件以进行测试。
[0011] 优选地,所述测试信号源包括继保测试仪和直流可调电源,所述继保测试仪用于接收所述电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至所述采集控制装置和卡件适配装置;所述直流可调电源用于接收所述电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置提供直流电压电流
[0012] 优选地,该监控系统还包括机柜,所述前置机、直流可调电源、开关电源和采集控制装置均设置在所述机柜内。
[0013] 优选地,所述采集控制装置包括主控板、分别与所述主控板连接的模拟量输入板、开关量输入板以及开关量输出板;
[0014] 所述主控板根据所述通道配置指令配置所述开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板的相应通道,并向所述前置机反馈监测数据;
[0015] 所述开关量输出板接收所述电源激励信号和所述直流电压或电流,并根据所述电源激励信号和所述直流电压或电流控制所述卡件适配装置对所述电子卡件进行测试;
[0016] 所述模拟量输入板接收所述继保测试仪发送的电源激励信号,以及采集所述卡件适配装置反馈的监测数据中的模拟量信号并发送至所述主控板;
[0017] 所述开关量输入板采集所述卡件适配装置反馈的监测数据中的开关量信号并发送至所述主控板。
[0018] 优选地,所述温湿度控制柜包括机箱以及设置在所述机箱内的温湿度监控装置,所述卡件适配装置设置在所述机箱内;
[0019] 所述温湿度监控装置包括接收所述温湿度配置指令并根据所述温湿度配置指令配置对应温度、湿度的温湿度控制模,对温度、湿度进行监测的温湿度监测模块,以及与所述后台终端通讯连接的通讯模块,所述温湿度控制模块、温湿度监测模块均与所述通讯模块连接。
[0020] 优选地,所述电源激励信号包括按设定步长变化的交流电压、直流电压、交流电流或直流电流;其中,交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-20A;
[0021] 所述开关电源提供24V开关电源。
[0022] 优选地,该监控系统还包括后台终端;所述后台终端包括与所述前置机连接的后台主机、以及与所述后台主机连接的人机交互模块;
[0023] 所述后台主机用于向所述前置机发送测试用例,以及接收所述前置机反馈的监测数据;
[0024] 所述人机交互模块用于对所述测试用例进行配置并输出所述监测数据。
[0025] 优选地,所述待测的电子卡件包括主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板,所述主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板相连接构成电动头组合卡件;所述主板、电源板、继电器板、位置反馈板以及远控输入板平铺连接在所述卡件适配装置上以进行测试。
[0026] 本发明还提供一种核电站电子卡件仿真和故障监控方法,包括以下步骤:
[0027] S1、将待测的电子卡件与卡件适配装置连接;前置机接收后台终端下发的测试用例,将所述测试用例解析为控制指令,并下发至测试信号源、采集控制装置和温湿度控制柜;所述测试用例包括仿真故障测试例;
[0028] S2、所述测试信号源接收所述控制指令中的电源激励配置指令,根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置和卡件适配装置输出电源激励信号;
[0029] S3、所述采集控制装置接收所述控制指令中的通道配置指令和所述电源激励信号,根据所述通道配置指令配置相应的通道,通过所述通道将所述电源激励信号接入到所述卡件适配装置;
[0030] 所述温湿度控制柜接收所述控制指令中的温湿度配置指令,根据所述温湿度配置指令配置所述卡件适配装置和待测的电子卡件所在的温湿度控制柜内部的温湿度参数;
[0031] S4、所述卡件适配装置在配置的温湿度参数环境下,将所述电源激励信号接入到待测的所述电子卡件以进行测试,并将测试得到的监测数据反馈给所述采集控制装置;
[0032] S5、所述采集控制装置将所述监测数据反馈给所述前置机;
[0033] S6、所述前置机存储并将所述监测数据反馈给所述后台终端。
[0034] 优选地,在步骤S2中,所述测试信号源的继保测试仪接收所述电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至所述采集控制装置和卡件适配装置;
[0035] 所述测试信号源的直流可调电源接收所述电源激励配置指令,并根据所述电源激励配置指令向所述采集控制装置提供直流电压或电流。
[0036] 优选地,在步骤S3中,所述采集控制装置的主控板根据所述通道配置指令配置其开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板的相应通道,通过所述开关量输出板将所述电源激励信号和所述直流电压或电流接入到所述卡件适配装置;
[0037] 所述温湿度控制柜内的温湿度控制模块接收所述温湿度配置指令,并根据所述温湿度配置指令配置对应而定温度、湿度,所述温湿度控制柜内的温湿度监测模块对温度、湿度进行实时监测,并将监测到的通过通讯模块反馈给所述后台终端。
[0038] 优选地,步骤S2中,所述电源激励信号包括按设定步长变化的交流电压、、直流电压、交流电流或直流电流;其中,交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-20A。
[0039] 本发明可通过模拟电子卡件真实工作环境下或极端环境条件下的温湿度状况,对电子卡件的功能稳定性实时监测,并实现电子卡件的自动化、智能化仿真测试,能有效、及时发现电子卡件在真实工作环境或极端环境下存在的缺陷,有效降低核电站电路故障险。附图说明
[0040] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0041] 图1是本发明一实施例的核电站电子卡件仿真和故障监控系统的逻辑框图
[0042] 图2是本发明一实施例的电子卡件在卡件适配装置上的连接示意图。

具体实施方式

[0043] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0044] 如图1所示,本发明的一实施例的核电站电子卡件仿真和故障监控系统,包括与后台终端连接的前置机10、测试信号源20、开关电源30、采集控制装置40、连接待测的电子卡件70的卡件适配装置50、以及温湿度控制柜60;前置机10分别与测试信号源20、采集控制装置40以及温湿度控制柜60连接;卡件适配装置50设置在温湿度控制柜60内;开关电源30与卡件适配装置50连接,为卡件适配装置50供电。其中:
[0045] 前置机10用于接收测试用例,并将测试用例解析为控制指令进行下发,以及反馈和存储采集控制装置40和卡件适配装置50上传的监测数据;控制指令包括有电源激励配置指令、通道配置指令、温湿度配置指令等。测试信号源20用于接收控制指令中的电源激励配置指令,并根据电源激励配置指令向采集控制装置40和卡件适配装置50输出电源激励信号(测试信号)。采集控制装置40用于接收控制指令中的通道配置指令和电源激励信号,根据通道配置指令配置相应的通道,通过通道将电源激励信号接入到卡件适配装置50,并采集卡件适配装置50反馈的监测数据以反馈给前置机10。温湿度控制柜60用于接收控制指令中的温湿度配置指令,且根据温湿度配置指令配置温湿度控制柜60内部的温湿度参数。卡件适配装置50在配置的温湿度参数环境下,将电源激励信号接入到待测的电子卡件70以进行测试。
[0046] 测试用例包括仿真故障测试例;一个仿真故障测试例包括一个或多个子测试例,多个子测试例顺序执行。测试用例用于定义测试中测试信号类型、大小、时序、时长、采集对象等信息,定义了具体电子卡件仿真故障测试实验的全过程;定义系统设备参数,包括通讯IP、端口号、指令名称;用来描述电子卡件仿真故障测试用例基本信息,包括实验类型、名称、实验前准备工作、程序版本信息等;用来设置测试信号源20输出通道参数,包括交直流类型、相别、幅值、预警值、报警值等;用来定义电子卡件输入输出引脚相关属性,包括引脚输入输出类型、交直流类型、对应采集控制装置通道号、标准值、预警值、报警值等。
[0047] 本发明的系统可包括后台终端。后台终端包括与前置机10连接的后台主机11、以及与后台主机11连接的人机交互模块12。后台主机11用于向前置机10发送测试用例、以及接收前置机10反馈的监测数据;人机交互模块12用于对测试用例进行配置并输出监测数据。
[0048] 具体地,后台主机11主要完成测试用例、监测数据的存储,测试过程监视,测试结果分析、测试报告生成等功能。人机交互模块12提供测试用例配置、测试用例修改、测试过程实时监视等功能,以及提供电子卡件仿真故障测试用例查看、修改,测试过程的远程控制和监视,测试结果分析及历史查询。
[0049] 当然,后台终端也可不包括在本发明的系统中,在对电子卡件70进行测试时连接即可。
[0050] 前置机10与后台终端、采集控制装置40通过以太网口连接;采集控制装置40通过接线方式与卡件适配装置50连接。
[0051] 本发明中,测试用例的编写、储存、解析、执行过程将人机交互模块12、后台主机11、前置机10、采集控制装置40、测试信号源20、温湿度控制柜60、卡件适配装置50及待测的电子卡件70连接成为一个有机整体,通过各模块正常运作实现在温湿度可控条件下的卡件仿真故障测试。通过温湿度控制柜60内温度、湿度的设置,以模拟电子卡件真实工作环境下或极端环境条件下的温湿度状况,对电子卡件进行测试。
[0052] 具体地,前置机10内部含有信号处理模块、命令下发模块、数据保存模块、测例解析模块、波形转换模块、通讯模块等,实现测试用例命令解析下发、监测数据的分析处理及存储功能等。
[0053] 测试信号源20包括继保测试仪21和直流可调电源22,继保测试仪21用于接收电源激励配置指令,根据电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至采集控制装置40和卡件适配装置50;直流可调电源22用于接收电源激励配置指令,根据电源激励配置指令向采集控制装置50提供直流电压或电流。继保测试仪21和直流可调电源22可以进行数控调节,并能够在仿真和故障监控系统中实现远程控制。
[0054] 继保测试仪21可提供六相电压和六相电流输出,其根据电源激励配置指令配置的电源激励信号包括按设定步长变化的交流和直流电压或电流。其中,交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-
20A;电源输出每路独立可调,调节内容包括输出电压电流类型、幅值、交直流类型、相别、相频率
[0055] 直流可调电源22提供可调的直流稳压稳流电源输出,包含一路电压输出和一路电流输出,调压范围为0-130VDC,调节内容包括输出电压电流类型及幅值。
[0056] 开关电源30提供24V开关电源。
[0057] 采集控制装置40主要实现测试用例顺序执行、测试信号控制、模拟量/数字量采集、信号录波等功能。采集控制装置40包括主控板41、分别与主控板41连接的模拟量输入板43、开关量输入板44以及开关量输出板42。主控板41实现数据的采集控制、计算处理、通讯、录波、记录等功能。其中,主控板41根据通道配置指令配置开关量输出板42、模拟量输入板
43和开关量输入板44的相应通道,并向前置机10反馈监测数据。
[0058] 开关量输出板42分别与继保测试仪21、直流可调电源22和卡件适配装置50连接,接收电源激励信号和直流电压或电流,并根据电源激励信号和直流电压或电流向卡件适配装置50输出电源激励信号,以控制卡件适配装置50对电子卡件70进行测试。
[0059] 模拟量输入板43分别与继保测试仪21和卡件适配装置50连接,接收继保测试仪21发送的电源激励信号,以及采集卡件适配装置50反馈的监测数据中的模拟量信号并发送至主控板41。开关量输入板44与卡件适配装置50连接,采集卡件适配装置50反馈的监测数据中的开关量信号并发送至主控板41。
[0060] 采集控制装置40中,主控板41的型号包括但不限于RP7001、开关量输入板44的型号包括但不限于RP7301、开关量输出板42的型号包括但不限于RP7321、模拟量输入板43的型号包括但不限于RP7105。
[0061] 本发明的监控系统中,采集控制电路划分为两级,从测试信号源20输出的电压电流信号,后台主机11发出的控制指令在采集控制装置40上进行处理;对于卡件所需的特殊激励信号,如脉冲、频率等,以及卡件的响应信号则由分布在卡件适配装置50上的分布式测控板进行处理。采集控制装置40输出的电源激励信号和开关电源30的电压信号经过分布式测控板内部电路转换成多种类型的激励信号,满足电子卡件工作需要,同时也就地采集电子卡件响应输出信号并上传到前置机10。
[0062] 温湿度控制柜60包括机箱以及设置在机箱内的温湿度监控装置,卡件适配装置50设置在机箱内。其中,温湿度监控装置包括接收温湿度配置指令并根据温湿度配置指令配置对应温度、湿度的温湿度控制模块,对温度、湿度进行监测的温湿度监测模块,以及与后台终端通讯连接的通讯模块,温湿度控制模块、温湿度监测模块均与通讯模块连接。通讯模块与后台终端可通过以太网TCP/IP协议进行通讯。机箱与采集控制装置40可通过接线方式连接。
[0063] 机箱内的温湿度监控装置可通过后台终端远程控制,也可以手动调节。
[0064] 该监控系统还包括机柜80,前置机10、直流可调电源22、开关电源30和采集控制装置40均设置在机柜80内。开关电源30、直流可调电源22、采集控制装置40以及前置机10可自上而下安装在机柜80内。机柜80内还设有多个电源开关。
[0065] 优选地,机柜80采用标准化设计,机柜80内的相邻隔层之间设置有预设的距离,确保各件之间不互相影响,机柜80内正常散热。机柜80上可预留一个或多个位置供机箱设置其上。机柜80、前置机10、测试信号源20、开关电源30和采集控制装置50的工作电源均为交流220V。
[0066] 机柜80中进一步可配置有直流监测板用来采集开关电源30、可调直流电源22输出信号。
[0067] 本发明中,适用的电子卡件类型广泛,包括6.6kV保护专业、逆变器专业、电动头专业在内的多类卡件,同时支持单卡件和多卡件组合测试等方式,卡件适配装置50根据卡件输入输出引脚具体情况进行针对性设置。卡件适配装置50上设有与电子卡件70输入、输出端子相匹配的转接口,实现两者间的无缝连接,减少信号传输过程中的损失。
[0068] 作为一种选择性实施方式,如图2所示,待测的电子卡件包括主板71、电源板72、继电器板73、位置反馈板74以及远控输入板75,主板71、电源板72、继电器板73、位置反馈板74以及远控输入板75相连接构成电动头组合卡件;主板71、电源板72、继电器板73、位置反馈板74以及远控输入板75平铺连接在卡件适配装置50上以进行测试。
[0069] 参考图1所示,本发明一实施例的核电站电子卡件仿真和故障监控方法,可采用上述的监控系统实现,该监控方法包括以下步骤:
[0070] S1、将待测的电子卡件70与卡件适配装置50连接;前置机10接收后台终端下发的测试用例,将测试用例解析为控制指令,并下发至测试信号源20、采集控制装置40和温湿度控制柜60。
[0071] 其中,测试用例由人机交互模块12调用,并通过后台主机11进行下发。测试用例包括仿真故障测试例;一个仿真故障测试例包括一个或多个子测试例,包括多个子测试例时,该多个子测试例依序执行。控制指令包括电源激励配置指令、通道配置指令、温湿度配置指令等。
[0072] S2、测试信号源20接收控制指令中的电源激励配置指令,根据电源激励配置指令向采集控制装置40和卡件适配装置50输出电源激励信号。
[0073] 在该步骤S2中,测试信号源20的继保测试仪21接收电源激励配置指令,并根据电源激励配置指令配置电源激励信号并发送至采集控制装置40和卡件适配装置50;测试信号源20的直流可调电源22接收电源激励配置指令,并根据电源激励配置指令向采集控制装置40提供直流电压或电流。
[0074] 其中,电源激励信号包括按设定步长变化的交流和直流电压或电流;交流电压调节范围为0-300V,直流电压调节范围为0-175V;交流电流调节范围为0-40A,直流电流调节范围为0-20A。直流可调电源22提供可调的直流电压或电流,调压范围为0-130VDC。
[0075] S3、采集控制装置40接收控制指令中的通道配置指令和电源激励信号,根据通道配置指令配置相应的通道,通过通道将电源激励信号接入到卡件适配装置50;
[0076] 温湿度控制柜60接收控制指令中的温湿度配置指令,根据温湿度配置指令配置卡件适配装置50和待测的电子卡件70所在的温湿度控制柜60内部的温湿度参数。
[0077] 具体地,在该步骤S3中,采集控制装置40的主控板41根据通道配置指令配置其开关量输出板42、模拟量输入板43和开关量输入板44的相应通道,通过开关量输出板42将电源激励信号和直流电压或电流接入到卡件适配装置50;
[0078] 温湿度控制柜60内的温湿度控制模块接收温湿度配置指令,并根据温湿度配置指令配置对应而定温度、湿度,温湿度控制柜内的温湿度监测模块对温度、湿度进行实时监测,并将监测到的通过通讯模块反馈给后台终端。其中,湿度和温度可根据电子卡件70真实工作环境下或极端环境条件下的温湿度状况进行设置,从而有效对电子卡件70进行仿真测试,降低故障风险。
[0079] S4、卡件适配装置50在配置的温湿度参数环境下,将电源激励信号接入到待测的电子卡件70以进行测试,并将测试得到的监测数据反馈给采集控制装置40;
[0080] S5、采集控制装置40将监测数据反馈给前置机10。
[0081] S6、前置机10存储并将监测数据反馈给后台终端。
[0082] 本发明的监控方法操作时,可通过后台终端选择执行一个测试用例中的某一个或多个子测试例,通过多个子测试例的顺序执行,可以模拟变工况条件下,电子卡件的输入输出情况。
[0083] 当选择执行空载子测试时,待测的电子卡件70不放入机箱;空载测试指在没有卡件的情况下,按照卡件正常工作时的电压电流值上电,以保证监控系统功能正常。
[0084] 小电压小电流带载测试和仿真故障测试则需将待测的电子卡件70安置于机箱的卡件适配装置50中。小电压小电流带载测试指:给电子卡件加上远小于正常工作时的电压电流值,以防止由于电子卡件内部短路或其它原因造成卡件烧毁和系统损坏。
[0085] 前置机10将解析后的控制命令分别发送到测试信号源20、采集控制装置40和温湿度控制柜60,其中电源激励配置指令发送给继保测试仪21和可调直流电源22,开关控制和通道配置指令发送给采集控制装置40,温湿度配置指令发送给温湿度控制柜60。
[0086] 继保测试仪21各相别端口根据交流电压电流输出命令输出至采集控制装置40的开关量输出板42,可调直流电源22根据直流电压电流输出命令输出相应值到开关量输出板42;采集控制装置40通过开关量输出板42控制继保测试仪21和直流可调电源22接入到卡件适配装置50上;温湿度控制柜60则根据温湿度设置参数通过温湿度控制模块快速调整其内部环境参数并保持在设定值。
[0087] 分布在卡件适配装置50上的分布式测控板将经过进一步处理的卡件所需的激励信号加到电子卡件70对应引脚。
[0088] 采集控制装置40和卡件适配装置50进行电子卡件输入输出引脚信号采集,大部分响应信号由卡件适配装置50上的分布式测控板中模拟量输入板和开关量输入板采集并上送到前置机10,其余部分由采集控制装置40中模拟量输入板43和开关量输出板44进行采集和处理,也上送到前置机10。
[0089] 测试过程中,系统同时也进行自监测,温湿度控制柜60的温湿度监测模块实时监测机箱中的温湿度情况,通过通讯模块将温湿度实时数据上送至前置机10;继保测试仪21输出由采集控制装置40中模拟量输入板43采集,可调直流电源22和24V开关电源30则特制的直流采集单元进行采集。所有采集监测数据在前置机10进行预处理,并同步到后台数据库中进行存储管理。
[0090] 测试过程中,用户可通过人机交互模块12监视电子卡件的测试全过程,展示内容包括执行步骤内容、测试信号源输出参数波形、温湿度环境参数、卡件响应信号波形等。同时用户可以通过控制按钮对测试过程进行暂停或终止操作。
[0091] 测试过程中,系统将根据测试用例中各信号预警值、报警值的参数设置,对实时检测到的测试信号源输出信号、电子卡件响应信号、温湿度环境参数进行可视化提示功能。达到预警阈值时黄灯提示,达到报警阈值时红灯报警,同时系统将终止测试,以保证卡件和系统的安全。
[0092] 系统可提供波形趋势分析和对比分析功能,通过调用案例库中标准波形进步一判断卡件性能状态。最后,系统可根据制定的测试报告模板自动生成该次测试的记录报告。
[0093] 进一步地,以待测的电子卡件70为电动头组合卡件为例,如图2所示,电动头组合卡件包括相连接的主板71、电源板72、继电器板73、位置反馈板74以及远控输入板75;主板71、电源板72、继电器板73、位置反馈板74以及远控输入板75平铺连接在卡件适配装置50上以进行测试。根据电子卡件输入输出端子类型及位置,采用直插或转接线等方式,使电子卡件输入输出端子排连接到卡件适配装置50相应的端子排上。
[0094] 其中,电源板72的接触器1、接触器2和接触器3分别接卡件适配装置50的适配板的引线1、引线2和引线3上,电源板SK5接适配板上DSK5,电源板SK3接适配板上DSK3,电源板SK1接适配板上DSK1;主板SK6接适配板BSK6,主板SK2接适配板BSK2,主板SK5接适配板BSK5,主板SK3接适配板BSK3,主板SK7接适配板BSK7,主板SK4接适配板BSK4,主板SK1接适配板BSK1+;继电器板SK2接适配板SK2,继电器板SK3接适配板SK3,继电器板SK5接适配板SK5,继电器板SK1接适配板SK1,继电器板SK4接适配板SK4,继电器板SK6接适配板SK6;位置反馈板SK2接适配板CSK2’,位置反馈板SK3的1、2引脚接适配板CSK3’。卡件引脚之间的信号传递通过适配板端子排引脚之间电路实现,同时适配板端子排引脚通过内部处理电路与分布式测控板连接,通过分布式测控板控制卡件输入信号接入以及卡件输出响应信号采集。
[0095] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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