一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法。該測試系統包括前置控制裝置、交流信號裝置、采集控制裝置、采集適配裝置、直流信號裝置；前置控制裝置接收不同的測試用例，將各個測試用例分別解析成不同的控制命令；交流信號裝置向采集控制裝置發送交流測試信號；直流信號裝置向采集控制裝置發送直流測試信號；采集控制裝置將交流測試信號和直流測試信號發送至采集適配裝置；采集適配裝置對交流測試信號和直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試，將測試的反饋信號處理并上傳至前置控制裝置。本發明的技術方案，實現對電動頭內部卡件輸入輸出引腳監測與分析，解決了測試對實驗員專業要求高的問題。
【專利說明】
一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法
技術領域
[0001]本發明涉及核電站設備仿真測試技術，更具體地說，涉及一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法。
【背景技術】
[0002]電動頭是工業自動化過程控制環節中的重要設備，智能電動頭更是被廣泛的應用到核電站生產運行中。目前在常規島核電站中大規模使用的是ROTORK公司于20世紀90年代新推出的IQ系列智能型電動頭，它們是核電站發電機定子冷卻水系統裝置中的重要部件，對整個保護系統的工作性能具有重要影響。安全、可靠是核電站的基本準則，因此，如何檢測電動頭的工作性能，預防事故的發生，是各核電站必須解決的問題。
[0003]電動頭在具有便于集中控制，靈敏度和精度較高等優點的同時，也存在結構復雜，易發生故障等缺點，特別是電動頭工作環境較為惡劣，在核電站的連續運行中，電動頭受工作溫度、壓力、震動等因素的影響，可能引起電動頭內部卡件的老化和產生各種故障隱患，若不提前處理將影響發電機組的正常運行，導致不必要的損失。
[0004]由于電動頭結構復雜，內部包含多個卡件，其中IQ—代電動頭包括就地輸入板、遠控輸入板、主板、繼電器板、電源板、位置反饋板、計數板；IQ二代電動頭包括電源板、電源板、主板、繼電器板、就地輸入板、計數器板、位置反饋板、力矩反饋板、CPT板。同時，大部分設備維護人員對電動頭內部結構和功能了解不足，導致目前對于電動頭的檢測一般都是對整個裝置進行簡單上電測試，這種方法只能粗略的反映電動頭是否能正常工作，并不能檢測到電動頭內部各個卡件的性能狀況。這種方法導致電動頭裝置不能正常工作時，由于不知道故障原因和故障部位，即使其內部卡件大部分都工作正常，整個電動頭都必須更換掉，這樣造成了巨大的資源浪費。此外，這種檢測方法不需要拆開電動頭，核電站操控人員和維修人員也不能很好的了解其內部結構和功能，因此給設備管理維護工作帶來困難。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題在于，提供一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法。
[0007]在本發明所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統中，所述測試系統包括前置控制裝置、交流信號裝置、采集控制裝置、采集適配裝置、直流信號裝置；
[0008]所述前置控制裝置與所述交流信號裝置、所述采集控制裝置、所述采集適配裝置、所述直流信號裝置相連接，用于接收不同的測試用例，將各個所述測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令，并將所述交流信號命令發送至所述交流信號裝置，將所述直流信號命令發送至所述直流信號裝置，將所述測試控制命令發送至所述采集控制裝置，將所述適配反饋命令發送至所述采集適配裝置；
[0009]所述交流信號裝置與所述前置控制裝置、所述采集控制裝置相連接，用于接收所述交流信號命令，根據所述交流信號命令向所述采集控制裝置發送交流測試信號；
[0010]所述直流信號裝置與所述前置控制裝置、所述采集控制裝置相連接，用于接收所述直流信號命令，根據所述直流信號命令向所述采集控制裝置發送直流測試信號；
[0011]所述采集控制裝置與所述前置控制裝置、所述交流信號裝置、所述采集適配裝置、所述直流信號裝置相連接，用于接收所述測試控制命令和所述交流測試信號、所述直流測試信號，根據所述測試控制命令將所述交流測試信號和所述直流測試信號發送至所述采集適配裝置；
[0012]所述采集適配裝置與所述采集控制裝置相連接，用于接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試；以及接收所述適配反饋命令，根據所述適配反饋命令將所述測試的反饋信號處理并上傳至所述前置控制裝置。
[0013]可選地，所述采集控制裝置還采集所述交流測試信號上傳至所述前置控制裝置；
[0014]所述測試系統還包括:
[0015]直流監測裝置，與所述直流信號裝置、所述前置控制裝置相連接，用于采集所述直流測試信號上傳至所述前置控制裝置。
[0016]可選地，所述采集控制裝置包括主控單元、開關量輸出單元和模擬量輸入單元，所述主控單元與所述開關量輸出單元、所述模擬量輸入單元相連接;其中
[0017]所述主控單元與所述前置控制裝置相連接，用于接收所述測試控制命令，根據所述測試控制命令，控制所述開關量輸出單元將所述交流測試信號和所述直流測試信號輸出至所述采集適配裝置，控制所述模擬量輸入單元采集所述交流測試信號輸出至所述主控單元并上傳至所述前置控制裝置；
[0018]所述開關量輸出單元與所述交流信號裝置、所述采集適配裝置、所述直流信號裝置相連接，用于接收所述主控單元的控制命令，控制所述交流測試信號和所述直流測試信號輸出至所述采集適配裝置；
[0019]所述模擬量輸入單元與所述交流信號裝置相連接，用于接收所述主控單元的控制命令，采集所述交流測試信號輸出至所述主控單元。
[0020]可選地，所述采集適配裝置包括電動頭組合卡件適配單元和電動頭組合卡件測控單元，所述電動頭組合卡件適配單元與所述電動頭組合卡件測控單元相連接;其中
[0021]所述電動頭組合卡件適配單元與所述采集控制裝置、所述電動頭卡件相連接，用于接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至所述電動頭卡件，以及接收所述測試的反饋信號進行調理；
[0022]所述電動頭卡件測控單元與所述前置控制裝置相連接，用于接收所述適配反饋命令采集調理后的所述測試的反饋信號上傳至所述前置控制裝置。
[0023]可選地，所述測試系統還包括環境測控裝置；
[0024]所述環境測控裝置與所述前置控制裝置相連接，所述前置控制裝置接收測試用例解析成環境采集命令發送至所述環境測控裝置，所述環境測控裝置采集周圍環境參數信息上傳至所述前置控制裝置。
[0025]可選地，所述測試系統還包括采用統一的以太網通訊協議進行數據傳輸的數據交換裝置；
[0026]所述前置控制裝置通過所述數據交換裝置分別與所述交流信號裝置、所述采集控制裝置、所述采集適配裝置、所述直流信號裝置、所述環境測控裝置相連接。
[0027]可選地，所述測試系統包括人機交互終端與服務器；
[0028]所述服務器與所述人機交互終端、所述前置控制裝置相連接，存儲所述測試用例以及反饋的所述交流測試信號、所述直流測試信號和所述反饋信號的數據。
[0029]在本發明所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法中，包括以下步驟:
[0030]S1:通過前置控制裝置接收不同的測試用例，將各個所述測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令，并將所述交流信號命令發送至交流信號裝置，將所述直流信號命令發送至所述直流信號裝置，將所述測試控制命令發送至采集控制裝置，將所述適配反饋命令發送至采集適配裝置；
[0031]S2:通過所述交流信號裝置接收所述交流信號命令，根據所述交流信號命令向所述采集控制裝置發送交流測試信號;通過所述直流信號裝置接收所述直流信號命令，根據所述直流信號命令向所述采集控制裝置發送直流測試信號；
[0032]S3:通過所述采集控制裝置接收所述測試控制命令和所述交流測試信號、所述直流測試信號，根據所述測試控制命令將所述交流測試信號和所述直流測試信號發送至所述采集適配裝置；
[0033]S4:通過所述采集適配裝置接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試，并對所述測試的反饋信號進行調理；
[0034]S5:通過所述采集適配裝置接收適配反饋命令，采集所述測試的反饋信號并上傳至所述前置控制裝置。
[0035]可選地，在步驟SI之前還包括:
[0036]SO:通過人機交互終端調用測試用例，并通過服務器下發到前置控制裝置。
[0037]可選地，步驟SI還包括:通過前置控制裝置接收環境測試用例，將所述環境測試用例解析成環境采集命令，并將所述環境采集命令發送至環境測控裝置；
[0038]所述測試方法還包括:
[0039]S6:通過所述環境測控裝置采集周圍環境參數信息上傳至所述前置控制裝置。
[0040]可選地，所述測試方法還包括:
[0041 ] S7:通過所述采集控制裝置采集所述交流測試信號上傳至所述前置控制裝置;通過直流監測裝置，采集所述直流測試信號上傳至所述前置控制裝置。
[0042]可選地，所述測試方法還包括:
[0043]S8:通過所述前置控制裝置將所述采集控制裝置上傳的交流測試信號、所述采集適配裝置上傳的反饋信號、所述環境測控裝置上傳的環境參數信息和所述直流監測裝置上傳的直流測試信號上傳到人機交互終端進行實時展示，同時上傳到服務器，并采用標準格式進行存儲。
[0044]實施本發明的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統及方法，具有以下有益效果:采用自動化、智能化、集成化的在線監測手段，并設計與之配套的監測系統，集成溫濕度控制柜，實現環境參數變工況測試，同時實現對電動頭內部卡件輸入輸出引腳監測與分析，解決了測試對實驗員專業要求高的問題。
[0045]本發明提供的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，具備高度智能化的特點，應用于企業可實現減員增效的效果;具備優良的人機交互功能，有效減輕測試人員的工作量，有效提高測試系統的利用率。
[0046]本發明提供的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，具備安全可操作性，可在最低風險的情況下利用溫濕度控制柜對電動頭組合卡件進行工況模擬測試甄別卡件的工作性能狀態，同時通過仿真模型庫的波形對比為卡件故障診斷提供依據。
【附圖說明】
[0047]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0048]圖1是本發明核電站電動頭卡件混合仿真測試系統的結構示意圖；
[0049]圖2是本發明核電站電動頭卡件混合仿真測試方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0050]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0051]本發明的目的在于提供一種核電站電動頭卡件混合仿真測試方法及系統，通過研究IQ系列智能電動頭的功能特性及其內部卡件結構和卡件之間信號交互，基于其內部卡件結構特點、相互關系和信號接口特性設計匹配的硬件采集裝置和軟件操作界面。同時集成溫濕度控制柜，通過軟硬件的協同工作實現電動頭各種工況的仿真模擬，同時在線監測電動頭內部各個卡件輸入輸出信號，解決了目前電動頭裝置只能進行整體功能測試的現狀，能完成單卡件性能監測和分析有利于電動頭新設備質量檢測、舊設備性能評估、故障設備分析診斷工作的開展，從而提高測試人員的工作效率，降低維修的物質成本和時間成本。
[0052]請參閱圖1，圖1為本發明提供的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統的結構示意圖。該測試系統包括前置控制裝置101、交流信號裝置102、采集控制裝置103、采集適配裝置104、直流信號裝置105;
[0053]該前置控制裝置101與交流信號裝置102、采集控制裝置103、采集適配裝置104、直流信號裝置105相連接，用于接收不同的測試用例，將各個測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令，并將交流信號命令發送至交流信號裝置102，將直流信號命令發送至直流信號裝置105，將測試控制命令發送至采集控制裝置103，將適配反饋命令發送至采集適配裝置104。此外，前置控制裝置101還具有一定的數據儲存功能，實驗過程中的所有實時監測數據采集后，首先上傳至前置控制裝置101，在前置控制裝置101進行預處理后再有序的送入服務器110進行結構化存儲。前置控制裝置101包括但不限于前置機，前置機主要負責測試用例的解析和命令的下發，其中測試用例是仿真測試的核心，測試用例由用例基本信息header、測試準備工作preparat1n、采集通道配置configure、測試過程時序控制time及設備定義devicedefine共五個部分構成。
[0054]該交流信號裝置102與前置控制裝置101、采集控制裝置103相連接，用于接收交流信號命令，根據交流信號命令向采集控制裝置103發送交流測試信號。具體的，在本發明的檢測系統的實施例中，該交流信號裝置102包括但不限于繼保測試儀，繼保測試儀是實驗測試信號源，提供交流電壓信號，其具體輸出大小、相角、頻率及輸出時間等按照前置機下發的命令進行執行，繼保測試儀與采集控制裝置通過導線建立電氣連接回路。在核電站智能電動頭卡件混合仿真測試系統中，繼保測試儀提供3相220V交流電壓。繼保測試儀輸出端子接入采集控制裝置開關量輸出板，采集控制裝置根據時序命令通過開關量輸出板將繼保測試儀輸出的交流電壓信號輸出至電動頭卡件采集適配裝置；同時繼保測試儀輸出端子接入到采集控制裝置模擬量輸入板，采集控制裝置根據通道配置命令通過相應通過采集繼保測試儀輸出信號。
[0055]該直流信號裝置105與前置控制裝置101、采集控制裝置103相連接，用于接收直流信號命令，根據直流信號命令向采集控制裝置103發送直流測試信號。具體的，在本發明的實施例中，該直流信號裝置105包括但不限于開關電源。開關電源與采集控制裝置相連，根據時序命令將24V直流電壓接入到電動頭卡件適配裝置。同時開關電源與直流監測板連接，由直流檢測板進行采集并上傳到前置機。開關電源提供24V直流穩壓電源，其輸出端接入到采集控制裝置開關量輸出板，采集控制裝置根據時序命令通過相應通道將24V直流電壓信號輸出至電動頭卡件采集適配裝置；同時開關電源輸出端子接入到直流監測板，直流監測板根據通道配置命令通過相應通道采集開關電源輸出信號。
[0056]該采集控制裝置103與前置控制裝置101、交流信號裝置102、采集適配裝置104、直流信號裝置105相連接，用于接收測試控制命令和交流測試信號、直流測試信號，根據測試控制命令將交流測試信號和直流測試信號發送至采集適配裝置104。同時，采集控制裝置103還采集交流測試信號上傳至前置控制裝置101;進一步的，測試系統還包括:直流監測裝置106，與直流信號裝置105、前置控制裝置101相連接，用于采集直流測試信號上傳至前置控制裝置101。具體的，在本發明的測試系統的實施例中，采集控制裝置103包括主控單元1031、開關量輸出單兀1032和模擬量輸入單兀1033，主控單兀1031與開關量輸出單兀1032、模擬量輸入單元1033相連接;其中主控單元1031與前置控制裝置101相連接，用于接收測試控制命令，根據測試控制命令，控制開關量輸出單元1032將交流測試信號和直流測試信號輸出至采集適配裝置104，控制模擬量輸入單元1033采集交流測試信號輸出至主控單元1031并上傳至前置控制裝置101;開關量輸出單元1032與交流信號裝置102、采集適配裝置104、直流信號裝置105相連接，用于接收主控單元1031的控制命令，控制交流測試信號和直流測試信號輸出至采集適配裝置104;模擬量輸入單元1033與交流信號裝置102相連接，用于接收主控單元1031的控制命令，采集交流測試信號輸出至主控單元1031。在本發明的檢測系統的實施例中，主控單元1031包括但不限于主控板，開關量輸出單元1032包括但不限于開關量輸出板，模擬量輸入單元1033包括但不限于模擬量輸入板。采集控制裝置由主控板、開關量輸出板、模擬量輸入板、開關量輸入板組成，完成后臺軟件與實驗設備和測試卡件之間通訊報文和物理信號的轉換。主控板根據前置機下發的控制命令配置開關量輸出板、模擬量輸入板和開關量輸入板的相應通道，并向前置機反饋實驗監測數據;開關量輸出板與繼保測試儀相連，用于將測試信號源輸出至電動頭卡件采集適配裝置;模擬量輸入板與繼保測試儀相連，用于采集繼保測試儀輸出的交流激勵信號。
[0057]該采集適配裝置104與采集控制裝置103相連接，用于接收交流測試信號和直流測試信號，對交流測試信號和直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試；以及接收適配反饋命令，根據適配反饋命令將測試的反饋信號處理并上傳至前置控制裝置101。具體的，該采集適配裝置104包括電動頭組合卡件適配單元1041和電動頭組合卡件測控單元1042，電動頭組合卡件適配單元1041與電動頭組合卡件測控單元1042相連接;其中電動頭組合卡件適配單元1041與采集控制裝置103、電動頭卡件相連接，用于接收交流測試信號和直流測試信號，對交流測試信號和直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件，以及接收測試的反饋信號進行調理；電動頭卡件測控單元1042與前置控制裝置101相連接，用于接收適配反饋命令采集調理后的測試的反饋信號上傳至前置控制裝置101。具體的，采集適配裝置104包括一代電動頭組合卡件采集適配裝置和二代電動頭組合卡件采集適配裝置。一代電動頭組合卡件采集適配裝置設計安放卡件有一代主板、一代繼電器板、一代電源板、一代遠控輸入板、一代位置反饋板;二代電動頭組合卡件采集適配裝置設計安放二代主板、二代繼電器板、二代位置反饋板、兩塊二代電源板(IQ10-35電源板、IQ40-91電源板)。通過適配板內部電路連接使單個卡件之間進行信號傳輸，組成功能完整的系統，實現卡件組仿真測試。采集控制裝置與適配板形成電氣連接，將卡件測試電源激勵信號接入到適配板輸入引腳，經適配板調理電路后輸入相應卡件輸入引腳。分布式測控板與采集控制裝置功能相似，采集控制裝置采用集中式設計，而分布式測控板采用分布式設計，主要用于卡件上大量分散信號的就地采集和轉接，避免小信號遠距離傳輸導致的失真。分布式測控板與電動頭組合卡件適配板連接，負責對經調理后的電動頭卡件的輸出信號進行就地采集；同時分布式測控板與前置機連接，接收實驗控制命令，將電動頭各個卡件所需控制激勵信號通過適配板輸入到相應卡件的輸入引腳，同時將采集到的卡件輸出響應信號上傳到前置機。本實施例中，實驗對象為一代電動頭卡件和二代電動頭卡件，在一代電動頭7個卡件中根據功能重要性挑選其中的主板、繼電器板、電源板、遠控輸入板、位置反饋板共5個卡件進行混合仿真測試，而在8個二代電動頭卡件中挑選的是主板、繼電器板、位置反饋板、IQ10-35電源板、IQ40-91電源板5個卡件。在混合仿真測試實驗前，需將電動頭整體拆分成單獨的卡件，采用平鋪的方式固定在適配裝置上，根據卡件輸入輸出端子類型及位置，采用直插或轉接線等方式，使卡件輸入輸出端子排連接到適配裝置相應的端子排上。
[0058]本發明的目的在于提供一種核電站智能電動頭卡件混合仿真測試方法及系統，集成溫濕度控制柜，通過軟硬件的協同工作實現電動頭各種溫濕度工況的仿真模擬，同時在線監測電動頭內部各個卡件輸入輸出信號，實現單卡件性能監測和分析，有利于電動頭新設備質量檢測、舊設備性能評估、故障設備分析診斷工作的開展。測試系統可實現IQ系統電動頭一代和二代組合卡件的仿真測試，具體包括:電動頭一代主板、繼電器板、電源板、遠控輸入板、位置反饋板拷機仿真實驗。電動頭二代主板、繼電器板、位置反饋板、IQ10-35電源板、IQ40-91電源板仿真實驗。
[0059]本發明提供的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，具備高度智能化的特點，應用于企業可實現減員增效的效果;具備優良的人機交互功能，有效減輕測試人員的工作量，有效提高測試系統的利用率。
[0060]進一步地，本發明實施例的測試系統還包括環境測控裝置107。該環境測控裝置107與前置控制裝置101相連接，前置控制裝置101接收測試用例解析成環境采集命令發送至環境測控裝置107，環境測控裝置107采集周圍環境參數信息上傳至前置控制裝置101。環境測控裝置107包括但不限于溫濕度控制柜。溫濕度控制柜與前置機連接，用于接收前置機下發的溫濕度控制指令，同時向前置機實時上傳溫濕度控制柜內溫濕度參數。溫濕度控制柜是工況變化的控制核心，主要由溫濕度控制模塊、溫濕度監測模塊、通訊模塊、測試機箱、電子卡件適配裝置組成。通訊模塊通過以太網與前置機連接，接收溫濕度調節指令，上傳控制柜中溫濕度監測情況。溫濕度調節由溫濕度控制模塊執行，溫濕度環境參數監測由溫濕度監測模塊實現。
[0061]再進一步地，該測試系統還包括采用統一的以太網通訊協議進行數據傳輸的數據交換裝置108;前置控制裝置101通過數據交換裝置108分別與交流信號裝置102、采集控制裝置103、采集適配裝置104、直流信號裝置105、環境測控裝置107相連接。具體的，本發明實施例的數據交換裝置108包括交換機，提供多路數據傳輸通道。前置控制裝置101通過交換機，采用統一的以太網通訊協議與交流信號裝置102、采集控制裝置103、采集適配裝置104、直流信號裝置105、環境測控裝置107進行信息傳輸。前置控制裝置101與交流信號裝置102、直流信號裝置105鏈路為單向信息傳遞，前置控制裝置101通過鏈路，將直流信號命令下發至直流信號裝置105;前置控制裝置101與采集控制裝置103、環境測控裝置107的鏈路則為雙向信息傳遞，實驗開始前置控制裝置101通過鏈路向以上三種設備下發通道配置和測試控制命令，實驗中采集控制裝置103、采集適配裝置104、環境測控裝置107則通過鏈路向前置控制裝置101分別上傳測試信號、環境參數信息。本發明實施例的測試系統也可以忽略數據交換裝置106。
[0062]再進一步地，該測試系統包括人機交互終端109與服務器110。服務器110與人機交互終端109、前置控制裝置101相連接，存儲測試用例以及反饋的交流測試信號、直流測試信號和反饋信號的數據。人機交互終端提供系統與用戶的交互平臺，用戶通過人機交互終端上可以對測試卡件、設備的信息進行管理;可以對實驗參數進行配置，對實驗過程控制和監視;可以調用測試用例，可以查看歷史測試信息等。同時人機交互終端具有報警分析功能，當監測到的數據超過設定值，在界面上將進行預警或報警提示，出現報警時，系統將立即停止試驗過程。服務器作為數據和應用服務中心，存儲有所有實驗測試用例、系統程序、實驗數據等，同時與人機交互終端和前置機進行數據和程序的交互。優選的，系統設計UPS供電機制確保服務器在斷電時仍能正常工作。當市電因故障而停止供電時，UPS經空氣開關給電源排插供電，電源排插的輸出端接入前置機、交換機，從而能保證在斷電的情況下，人機交互終端仍然能讀取所需的數據。人機交互終端、服務器及前置機是系統展示、數據儲存、數據處理的平臺，是測試系統實現自動化、智能化控制的關鍵部分，三者之間通過以太網連接，為用戶提供測試過程控制及監視平臺。前置機上傳實驗實時數據通過人機交互終端展示，用戶可通過人機交互終端從服務器數據庫中調用查看歷史實驗數據，并且可以通過調用應用服務程序將試驗波形數據與仿真模型標準波形進行對比分析。
[0063]再進一步地，系統除了溫濕度控制柜，還包括機柜，交換機、前置機和采集控制裝置安裝于機柜內中，溫濕度控制柜內放置電動頭組合卡件采集適配裝置。溫濕度控制柜內部有兩個6U隔層，分別安放一代電動頭組合卡件采集適配裝置和二代電動頭組合卡件采集適配裝置。
[0064]核電站智能電動頭卡件混合仿真測試方法及系統的目的是檢測卡件在環境溫濕度變化的情況下功能是否正常，檢測內容包括就地開閥到100%、就地開閥到50 %、就地關閥、遠控開閥到100%、遠控關閥等。
[0065]系統中建立有以卡件為基本單元的仿真模型庫，模型庫中存儲有大量PSpice仿真波形文件，包括電動頭單個卡件引腳正常輸出波形及故障輸出波形，仿真測試結束后將實時監測引腳輸出波形與仿真模型庫中標準波形進行對比分析，為卡件故障診斷分析和定位提供依據。
[0066]本發明還提供一種核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，包括以下步驟:
[0067]SO:通過人機交互終端109調用測試用例，并通過服務器110下發到前置控制裝置101。
[0068]S1:通過前置控制裝置101接收不同的測試用例，將各個測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令、環境采集命令，并將交流信號命令發送至交流信號裝置102，將直流信號命令發送至直流信號裝置105，將測試控制命令發送至采集控制裝置103，將適配反饋命令發送至采集適配裝置104，將環境采集命令發送至環境測控裝置107;
[0069]S2:通過交流信號裝置102接收交流信號命令，根據交流信號命令向采集控制裝置103發送交流測試信號;通過直流信號裝置105接收直流信號命令，根據直流信號命令向采集控制裝置103發送直流測試信號；
[0070]S3:通過采集控制裝置103接收測試控制命令和交流測試信號、直流測試信號，根據測試控制命令將交流測試信號和直流測試信號發送至采集適配裝置104;
[0071]S4:通過采集適配裝置104接收交流測試信號和直流測試信號，對交流測試信號和直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試，并對測試的反饋信號進行調理；
[0072]S5:通過采集適配裝置104接收適配反饋命令，采集測試的反饋信號并上傳至前置控制裝置101。
[0073]S6:通過環境測控裝置107采集周圍環境參數信息上傳至前置控制裝置101。
[0074]S7:通過采集控制裝置103采集交流測試信號上傳至前置控制裝置101;通過直流監測裝置106，采集直流測試信號上傳至前置控制裝置101。
[0075]S8:通過前置控制裝置101將采集控制裝置103上傳的交流測試信號、采集適配裝置104上傳的反饋信號、環境測控裝置107上傳的環境參數信息和直流監測裝置106上傳的直流測試信號上傳到人機交互終端109進行實時展示，同時上傳到服務器110，并采用標準格式進行存儲。
[0076]如圖2所示，本實施例中，電動頭卡件混合仿真測試方法的具體步驟包括如下:
[0077]在試驗開始前需要佩戴防靜電手套，防止不必要的人為損壞；
[0078]實驗第一步為實驗準備工作，包括卡件型號、外觀檢查，實驗接線，測試系統和裝置初始化等。在實驗準備工作中若發現卡件型號不對需及時更換卡件；當從卡件外觀就能判斷卡件存在故障時，需立即停止試驗，避免卡件的進一步損壞，減少測試系統的破壞風險。卡件準備好并且沒有外觀缺陷時，可以進行測試信號源接線準備工作，繼保測試儀可提供6路電壓和6路電流輸出，實施例中只需其中部分相數輸出，實驗人員需要根據硬件設計圖紙將試驗所需的繼保輸出相接入到機柜端子。在實驗接線完成并檢查無誤后，便可以開啟整個實驗系統，打開機柜電源，啟動繼保測試儀、溫濕度控制柜、開關電源、前置機，并且檢查設備之間通訊情況，保證測試過程中控制命令下發和采集數據上傳的有效可靠。
[0079]完成準備工作后，實驗人員便可以對實驗系統進行遠程控制了，通過人機交互界面進入到仿真測試模塊，完成實驗相關配置，包括實驗卡件選擇、實驗卡槽選擇、實驗測試用例選擇和下發。實施例中測試用例包括空載測試、小電源閉環檢測和混合仿真測試。
[0080]首先是空載測試，則是在無卡件的情況下對實驗系統進行安全性檢查，避免由于實驗系統的故障對卡件造成破壞。給適配板輸入端子加入仿真實驗需要的激勵信號，觀察適配板輸出端子是否輸出卡件所需的激勵信號，若適配板輸出不正常，則應查找原因并排除故障。
[0081]空載測試通過后，便進入帶載測試階段，首先將待測電動頭卡件按照硬件設計接線圖接入到適配板，將整個測試機箱安置于溫濕度控制柜內。并在人機交互界面啟動小電源測試用例。在測試過程中，實驗人員需要通過實時監視界面監視卡件輸出情況，當卡件輸出出現異常現象時，系統將會給予故障提示，此時實驗人員需要采取相應的應急措施，防止事故發生。
[0082]小電源測試通過后，實驗人員便可以通過人機交互界面啟動混合仿真測試用例，在此之前可以對測試用例進行針對性的修改和保存。仿真實驗過程中，溫濕度控制柜將保持或按照測例中設置變化環境溫度，實現卡件變工況仿真測試，用戶可以通過實時監視界面實時監控卡件輸入輸出信號和波形。實驗中，后臺主機對實時上傳的實驗數據進行閾值判斷，根據系統設置的引腳輸出信號預警值和報警值對卡件實時響應信號進行判斷，當實時信號越限后便通過界面指示燈進行預警或報警提示，報警的同時系統將自動停止實驗。
[0083]實驗完成后，實驗過程數據將全部被保存在服務器數據庫中，用戶可以隨時查看卡件歷史測試數據，同時系統可以根據用戶自定義自動生成仿真實驗報告。
[0084]在整個測試過程中信號加量和采集都是測試系統自動完成，用戶不需進行手動操作。綜上所述，核電站智能電動頭卡件混合仿真測試方法及系統測試的全過程操作簡便，使用安全，實現對電動頭內部卡件輸入輸出引腳監測與分析，降低了人工需求。
[0085]可以理解的，以上實施例僅表達了本發明的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制;應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，可以對上述技術特點進行自由組合，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍；因此，凡跟本發明權利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應屬于本發明權利要求的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述測試系統包括前置控制裝置(101)、交流信號裝置(102)、采集控制裝置(103)、采集適配裝置(104)、直流信號裝置(105); 所述前置控制裝置(101)與所述交流信號裝置(102)、所述采集控制裝置(103)、所述采集適配裝置(104)、所述直流信號裝置(105)相連接，用于接收不同的測試用例，將各個所述測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令，并將所述交流信號命令發送至所述交流信號裝置(102)，將所述直流信號命令發送至所述直流信號裝置(105)，將所述測試控制命令發送至所述采集控制裝置(103)，將所述適配反饋命令發送至所述采集適配裝置(104); 所述交流信號裝置(102)與所述前置控制裝置(101)、所述采集控制裝置(103)相連接，用于接收所述交流信號命令，根據所述交流信號命令向所述采集控制裝置(103)發送交流測試信號； 所述直流信號裝置(105)與所述前置控制裝置(101)、所述采集控制裝置(103)相連接，用于接收所述直流信號命令，根據所述直流信號命令向所述采集控制裝置(103)發送直流測試信號； 所述采集控制裝置(103)與所述前置控制裝置(101)、所述交流信號裝置(102)、所述采集適配裝置(104)、所述直流信號裝置(105)相連接，用于接收所述測試控制命令和所述交流測試信號、所述直流測試信號，根據所述測試控制命令將所述交流測試信號和所述直流測試信號發送至所述采集適配裝置(104); 所述采集適配裝置(104)與所述采集控制裝置(103)相連接，用于接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試；以及接收所述適配反饋命令，根據所述適配反饋命令將所述測試的反饋信號處理并上傳至所述前置控制裝置(101)。2.根據權利要求1所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述采集控制裝置(103)還采集所述交流測試信號上傳至所述前置控制裝置(101); 所述測試系統還包括: 直流監測裝置(106)，與所述直流信號裝置(105)、所述前置控制裝置(101)相連接，用于采集所述直流測試信號上傳至所述前置控制裝置(101)。3.根據權利要求2所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述采集控制裝置(103)包括主控單元(1031)、開關量輸出單元(1032)和模擬量輸入單元(1033)，所述主控單元(1031)與所述開關量輸出單元(1032)、所述模擬量輸入單元(1033)相連接;其中 所述主控單元(1031)與所述前置控制裝置(101)相連接，用于接收所述測試控制命令，根據所述測試控制命令，控制所述開關量輸出單元(1032)將所述交流測試信號和所述直流測試信號輸出至所述采集適配裝置(104)，控制所述模擬量輸入單元(1033)采集所述交流測試信號輸出至所述主控單元(1031)并上傳至所述前置控制裝置(101); 所述開關量輸出單元(1032)與所述交流信號裝置(102)、所述采集適配裝置(104)、所述直流信號裝置(105)相連接，用于接收所述主控單元(1031)的控制命令，控制所述交流測試信號和所述直流測試信號輸出至所述采集適配裝置(104); 所述模擬量輸入單元(1033)與所述交流信號裝置(102)相連接，用于接收所述主控單元(1031)的控制命令，采集所述交流測試信號輸出至所述主控單元(1031)。4.根據權利要求1所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述采集適配裝置(104)包括電動頭組合卡件適配單元(1041)和電動頭組合卡件測控單元(1042)，所述電動頭組合卡件適配單元(1041)與所述電動頭組合卡件測控單元(1042)相連接;其中 所述電動頭組合卡件適配單元(1041)與所述采集控制裝置(103)、所述電動頭卡件相連接，用于接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至所述電動頭卡件，以及接收所述測試的反饋信號進行調理； 所述電動頭卡件測控單元(1042)與所述前置控制裝置(101)相連接，用于接收所述適配反饋命令采集調理后的所述測試的反饋信號上傳至所述前置控制裝置(101)。5.根據權利要求1所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述測試系統還包括環境測控裝置(107); 所述環境測控裝置(107)與所述前置控制裝置(101)相連接，所述前置控制裝置(101)接收測試用例解析成環境采集命令發送至所述環境測控裝置(107)，所述環境測控裝置(107)采集周圍環境參數信息上傳至所述前置控制裝置(101)。6.根據權利要求5所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述測試系統還包括采用統一的以太網通訊協議進行數據傳輸的數據交換裝置(108); 所述前置控制裝置(101)通過所述數據交換裝置(108)分別與所述交流信號裝置(102)、所述采集控制裝置(103)、所述采集適配裝置(104)、所述直流信號裝置(105)、所述環境測控裝置(107)相連接。7.根據權利要求1所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試系統，其特征在于，所述測試系統包括人機交互終端(109)與服務器(110); 所述服務器(110)與所述人機交互終端(109)、所述前置控制裝置(101)相連接，存儲所述測試用例以及反饋的所述交流測試信號、所述直流測試信號和所述反饋信號的數據。8.一種核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:通過前置控制裝置(101)接收不同的測試用例，將各個所述測試用例分別解析成交流信號命令、直流信號命令、測試控制命令、適配反饋命令，并將所述交流信號命令發送至交流信號裝置(102)，將所述直流信號命令發送至所述直流信號裝置(105)，將所述測試控制命令發送至采集控制裝置(103)，將所述適配反饋命令發送至采集適配裝置(104); S2:通過所述交流信號裝置(102)接收所述交流信號命令，根據所述交流信號命令向所述采集控制裝置(103)發送交流測試信號;通過所述直流信號裝置(105)接收所述直流信號命令，根據所述直流信號命令向所述采集控制裝置(103)發送直流測試信號； S3:通過所述采集控制裝置(103)接收所述測試控制命令和所述交流測試信號、所述直流測試信號，根據所述測試控制命令將所述交流測試信號和所述直流測試信號發送至所述采集適配裝置(104); S4:通過所述采集適配裝置(104)接收所述交流測試信號和所述直流測試信號，對所述交流測試信號和所述直流測試信號進行調理并輸出至電動頭卡件進行測試，并對所述測試的反饋信號進行調理；S5:通過所述采集適配裝置(104)接收適配反饋命令，采集所述測試的反饋信號并上傳至所述前置控制裝置(101)。9.根據權利要求8所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，其特征在于，在步驟SI之前還包括: S0:通過人機交互終端(109)調用測試用例，并通過服務器(110)下發到前置控制裝置(ΙΟΙ)ο10.根據權利要求8所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，其特征在于， 步驟SI還包括:通過前置控制裝置(101)接收環境測試用例，將所述環境測試用例解析成環境采集命令，并將所述環境采集命令發送至環境測控裝置(107); 所述測試方法還包括: S6:通過所述環境測控裝置(107)采集周圍環境參數信息上傳至所述前置控制裝置(ΙΟΙ)ο11.根據權利要求10所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，其特征在于，所述測試方法還包括: S7:通過所述采集控制裝置(103)采集所述交流測試信號上傳至所述前置控制裝置(101);通過直流監測裝置(106)，采集所述直流測試信號上傳至所述前置控制裝置(101)。12.根據權利要求11所述的核電站電動頭卡件混合仿真測試方法，其特征在于，所述測試方法還包括: S8:通過所述前置控制裝置(101)將所述采集控制裝置(103)上傳的交流測試信號、所述采集適配裝置(104)上傳的反饋信號、所述環境測控裝置(107)上傳的環境參數信息和所述直流監測裝置(106)上傳的直流測試信號上傳到人機交互終端(109)進行實時展示，同時上傳到服務器(110)，并采用標準格式進行存儲。
【文檔編號】G01R31/00GK105929269SQ201610243548
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】朱效勇, 袁佳煌, 胡清明, 董連生, 任滈, 陳吉勝, 張偉
【申請人】中廣核核電運營有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司