Pi調節器測試系統的製作方法

2023-11-08 09:45:12 3

專利名稱：Pi調節器測試系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種Pi調節器測試系統。
背景技術：
由於核電站的特殊工作環境，為了保證系統的所有器件處於正常工作狀態，必須定期對器件進行可靠的驗證和維修。傳統的PI調節器校驗過程是人和設備有機結合的過程，人的因素是整個校驗過程中的關鍵因素。要求測試人員對PI調節器的功能非常了解， 並需要隨身攜帶PI調節器的用戶手冊和接線圖，由此造成操作繁瑣且浪費時間。另外，人工測試還存在以下不足，例如測試時，只能使用某幾個模擬信號輸入點對模塊進行測試，無法覆蓋整個輸入信號範圍。因為手動覆蓋全部的輸入信號範圍，工作量大，測試時間不允許。在測試過程中，如果由於連線錯誤，有可能對PI調節器或被測設備造成永久性損壞。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種PI調節器測試系統，通過模擬PI調節器的運行環境及運行數據，快速安全對其進行檢測。PI調節器測試系統包括測試控制模塊10，用於接收外部設置的測試參數；和根據從信號傳輸模塊20接收的電壓判斷被測設備30運行狀況；信號傳輸模塊20，連接於測試控制模塊10和被測設備30之間，用於將所所述測試參數輸出至被測設備30 ；和檢測被測設備30的輸出電壓，並上傳於測試控制模塊10。由上，通過模擬PI調節器的運行環境及運行數據，快速安全對其進行檢測。可選的，所述測試控制模塊10包括測量電壓輸出模塊104，用於接收外部設置的測量電壓的測試參數；數字電位器賦值模塊103，用於接收外部設置的測量電阻的測試參數；信號處理模塊101，與信號傳輸模塊20連接，用於接收信號傳輸模塊20所檢測的被測設備30的輸出電壓並進行模數轉換處理；狀態查詢模塊102，與信號處理模塊101連接，用於根據將所接收信號處理模塊 101處理後的輸出電壓換算為被測設備30的運行數據，並判斷運行狀況。由上，實現對被測設備輸入測試數據，並判斷被測設備的運行參數是否符合安全範圍。可選的，所述測試控制模塊10還包括至少以下之一數據處理模塊108，與狀態查詢模塊102連接，用於接收運行數據並將所有運行數據進行處理，生成表格；存儲模塊106，與所述狀態查詢模塊102連接，用於存儲狀態查詢模塊102所換算的被測設備30運行數據以及被測設備30運行數據的標準範圍；顯示模塊107，與所述狀態查詢模塊102連接，用於顯示狀態查詢模塊102所換算的被測設備30的運行數據。由上，實現對被測設備的運行參數進行顯示和存儲。可選的，所述信號傳輸模塊20包括模擬信號輸出單元203，連接於測量電壓輸出模塊104與被測設備30之間，用於接收所述測量電壓的測試參數輸出至被測設備30 ；數位訊號輸出單元204，連接於測量電壓輸出模塊103與被測設備30之間，，用於接收測量電阻的測試參數輸出至被測設備30 ；模擬信號採集單元202，連接於被測設備30與信號處理模塊101之間，用於檢測被測設備30的輸出電壓上傳至測試控制模塊10。由上，實現對測試數據的傳輸以及採集被測設備的輸出電壓。可選的，所述信號傳輸模塊20還包括開關矩陣206，分別與模擬信號輸出單元203、模擬信號採集單元202和被測設備 30連接，用於切換模擬信號輸出單元203與模擬信號採集單元202的連接或模擬信號輸出單元203與被測設備30的連接；繼電器模塊207，連接於數位訊號輸出單元204與被測設備30之間，用於改變被測設備30的測試電壓；所述繼電器模塊207還與模擬信號輸出單元203連接，用於控制被測設備30的開閉。由上，實現對信號傳輸模塊的自檢以及改變輸入被測設備的測試數據。可選的，所述繼電器模塊207包括繼電器選擇單元，與模擬信號輸出單元203連接，用於依據測量電壓控制被測設備30的開閉；數字電位器，與數位訊號輸出單元204連接，用於依據測量電阻分壓改變被測設備30的測試電壓。可選的，所述信號傳輸模塊20還包括接口單元201，連接於測量電壓輸出模塊 104、數字電位器賦值模塊103和信號處理模塊101與模擬信號輸出單元203、數位訊號輸出單元204和模擬信號採集單元202之間。由上，實現接口兼容的多元化。可選的，所述接口單元201為PXI-1045型號的機架；所述模擬信號採集單元202為PXI-6255型號的模擬電壓採集模塊；所述模擬信號輸出單元203為PXI-6723型號的模塊；所述數位訊號輸出單元204為PXI-6704型號的模塊；所述開關矩陣206為PXI-2532型號的開關模塊。

圖1為本實用新型PI調節器測試系統原理圖；圖2為本實用新型測試控制模塊內部原理圖；圖3為本實用新型信號傳輸模塊內部原理圖；圖4為本實用新型PI調節器測試系統工作流程圖。
具體實施方式
如圖1出示了本實用新型的原理圖，PI調節器測試系統通過採集在不同輸入測試數據時所對應的被測設備(PI調節器)的不同運行數據，並對運行數據進行分析，確保被測設備正常運行。PI調節器測試系統包括測試控制模塊10和信號傳輸模塊20。另外，還包括PI調節器，由於型號以及功能不同，故PI調節器統一稱為被測設備30。測試控制模塊10用於設置測試被測設備30的參數，接收被測設備30的運行數據並對運行數據進行分析處理。如圖2所示，測試控制模塊10包括信號處理模塊101、狀態查詢模塊102、數字電位器賦值模塊103、測量電壓輸出模塊104、供電模塊105和存儲模塊106。其中，測量電壓輸出模塊104用於接收外部測試電壓，通過信號傳輸模塊20向被測設備30輸出測量電壓信號。測量電壓輸入模塊104所述測量電壓信號為0-5V的模擬電壓信號，通過測量電壓輸出接口輸出。供電模塊105與外部電源連接，用於將外部電源轉換為驅動被測設備30工作的工作電壓。所述驅動被測設備30工作的工作電壓通過電壓輸出接口輸出。信號處理模塊101用於所接收信號傳輸模塊20所檢測的被測設備30運行時的輸出電壓並進行模數轉換處理。信號處理模塊101通過模擬信號輸入接口接收輸出電壓。狀態查詢模塊102與信號處理模塊101連接，用於將所接收信號處理模塊101模數轉換處理後的輸出電壓進行換算，得出被測設備30的所有運行數據。所述運行數據至少包括電壓、電流、有功/無功功率、功率因數和頻率等，並調用後文所述存儲模塊106中預存被測設備30的運行數據標準範圍進行比較，若比較結果超出標準範圍，則表示被測設備30 的運行狀態並不安全，發出報警信號，通過報警模塊(未圖示)報警。數據處理模塊108與狀態查詢模塊102連接，用於接收運行數據並將所有運行數據進行處理，生成Ekel表格。數字電位器賦值模塊103用於接收外部測試電阻值，輸出至後文所述數字電位器。所設置的後文所述數字電位器阻值的指令包括初始值、終值和步長，通過數位訊號輸出接口輸出。存儲模塊106與狀態查詢模塊102連接，用於存儲狀態查詢模塊102所換算的被測設備30運行數據以及被測設備30的運行數據標準範圍。另外，還包括顯示模塊107，顯示模塊107與狀態查詢模塊102連接，用於顯示狀態查詢模塊102所換算的被測設備30的所有運行數據。信號傳輸模塊20連接於測試控制模塊10與被測設備30之間，用於實現測試控制模塊10與被測設備30的通信。如圖3所示，信號傳輸模塊20包括接口單元201、模擬信號採集單元202、模擬信號輸出單元203、數位訊號輸出單元204、電源信號輸出單元205和繼電器模塊207。接口單元201與測試控制模塊的模擬信號輸入接口、模擬信號輸出接口、測量信號輸出接口和電壓輸出接口連接，用於實現信號傳輸模塊20與測試控制模塊10的通信。接口單元201可通過PXI-1045機架實現。模擬信號採集單元202連接於被測設備30與接口單元201之間，用於採集並傳輸被測設備30的輸出電壓，通過接口單元201上傳至測試控制模塊10。其中，採集被測設備30為PXI-6255型號的模擬電壓採集模塊。模擬信號輸出單元203連接於被測設備30與接口單元201之間，通過接口單元 201接收上述測量電壓信號並輸出至被測設備30。模擬信號輸出單元203為PXI-6723型號的模塊。數位訊號輸出單元204連接於被測設備30與接口單元201之間，通過接口單元 201接收上述數字電位器賦值模塊103輸出的賦值信號並輸出。數位訊號輸出單元204為 PXI-6704型號的模塊。繼電器模塊207包括依次連接的繼電器選擇單元和數字電位器，繼電器選擇單元連接於模擬信號輸出單元204與被測設備30之間，依據所接收的測量電壓信號，選擇被測設備30的開閉。數字電位器與數位訊號輸出單元204連接，用於依據賦值信號改變電阻值，在被測設備30所輸入的測試電壓不變情況下，通過改變數字電位器的阻值進行分壓從而改變被測設備30的測試電壓。電源信號輸出單元205連接於被測設備30與接口單元201之間，用於傳輸上述驅動被測設備30工作的工作電壓。另外，還包括開關矩陣206，分別與模擬信號採集單元202、模擬信號輸出單元203 和被測設備30連接，用於信號切換。具體來說，當系統進行自檢時，開關矩陣206控制模擬信號輸出單元203的輸出埠與對應的模擬信號採集單元202的輸入埠連接，便於測試控制模塊對模擬信號採集單元202和模擬信號輸出單元203進行自檢。當系統通過自檢後，開關矩陣206控制模擬信號輸出單元203的輸出埠和模擬信號採集單元202的輸入埠與被測設備30連接，由此實現向被測設備30輸出測試電壓且採集被測設備30的輸出電壓。開關矩陣206可通過型號為PXI-2532的開關模塊實現。下面通過圖4對本實用新型的工作流程進行描述。Sl 系統初始化，對信號傳輸模塊20中的設備進行自檢。用戶通過外部輸入設備輸入測試電壓值，通過測量電壓輸出模塊件測試電壓信號輸出至測試信號傳輸模塊20進行自檢。通過接口單元接收測試電壓值，經模擬信號輸出單元203輸出，開關矩陣206選擇將測試電壓信號反饋至模擬信號採集單元，通過信號處理單元101進行轉換後，由狀態查詢模塊102檢測反饋信號，並與測試電壓信號進行比較，若誤差在允許範圍內，表示自檢通過。S2:確定被測設備30的型號以及工作參數，工作參數包括PI算法的比例範圍和積分作用時間。S3 選擇對被測設備30的測試方式，測試方式包括手動或自動；選擇自動測試時， 用戶通過外部輸入設備輸入測試電壓的初始值，數字電位器賦值的初始值、終值和步長。測量電壓輸出模塊104模塊依據用戶設定測量電壓值輸出電壓信號，通過模擬信號輸出單元 203輸出，開關矩陣206選擇將測試電壓信號輸出至被測設備30。數字電位器賦值模塊103 依據用戶設定輸出數字電位器的初始值、終值和步長，通過數位訊號輸出單元204傳輸至繼電器模塊207。選擇手動測試時，則用戶隨時調節數字電位器的賦值，進而改變被測設備30的測試電壓，其信號傳輸方式與自動測試相同，不再贅述。被測設備30依據不同輸入電壓產生不同運行數據，通過模擬信號採集單元202採集所述運行數據，經接口單元201傳輸至測試控制模塊10。S4 運行數據通過信號處理模塊101模數轉換以及狀態查詢模塊102換算後，通過顯示模塊107顯示，並緩存於存儲模塊106中。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種PI調節器測試系統，其特徵在於，包括測試控制模塊(10)，用於接收外部設置的測試參數；和根據從信號傳輸模塊00)接收的電壓判斷被測設備(30)運行狀況；信號傳輸模塊(20)，連接於測試控制模塊(10)和被測設備(30)之間，用於將所所述測試參數輸出至被測設備(30)；和檢測被測設備(30)的輸出電壓，並上傳於測試控制模塊 (10)。
2.根據權利要求1所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述測試控制模塊(10)包括測量電壓輸出模塊(104)，用於接收外部設置的測量電壓的測試參數； 數字電位器賦值模塊(103)，用於接收外部設置的測量電阻的測試參數； 信號處理模塊(101)，與信號傳輸模塊00)連接，用於接收信號傳輸模塊00)所檢測的被測設備(30)的輸出電壓並進行模數轉換處理；狀態查詢模塊(102)，與信號處理模塊(101)連接，用於根據將所接收信號處理模塊 (101)處理後的輸出電壓換算為被測設備(30)的運行數據，並判斷運行狀況。
3.根據權利要求2所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述測試控制模塊(10)還包括至少以下之一數據處理模塊(108)，與狀態查詢模塊(10 連接，用於接收運行數據並將所有運行數據進行處理，生成表格；存儲模塊(106)，與所述狀態查詢模塊(10 連接，用於存儲狀態查詢模塊(10 所換算的被測設備(30)運行數據以及被測設備(30)運行數據的標準範圍；顯示模塊(107)，與所述狀態查詢模塊(10 連接，用於顯示狀態查詢模塊(10 所換算的被測設備(30)的運行數據。
4.根據權利要求2所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述信號傳輸模塊00)包括模擬信號輸出單元O03)，連接於測量電壓輸出模塊(104)與被測設備(30)之間，用於接收所述測量電壓的測試參數輸出至被測設備(30)；數位訊號輸出單元004)，連接於測量電壓輸出模塊(10 與被測設備(30)之間，，用於接收測量電阻的測試參數輸出至被測設備(30)；模擬信號採集單元O02)，連接於被測設備(30)與信號處理模塊(101)之間，用於檢測被測設備(30)的輸出電壓上傳至測試控制模塊(10)。
5.根據權利要求4所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述信號傳輸模塊00)還包括開關矩陣006)，分別與模擬信號輸出單元003)、模擬信號採集單元(20 和被測設備(30)連接，用於切換模擬信號輸出單元(20 與模擬信號採集單元(20 的連接或模擬信號輸出單元O03)與被測設備(30)的連接；繼電器模塊(207)，連接於數位訊號輸出單元(204)與被測設備(30)之間，用於改變被測設備(30)的測試電壓；所述繼電器模塊(207)還與模擬信號輸出單元(20 連接，用於控制被測設備(30)的開閉。
6.根據權利要求5所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述繼電器模塊(207)包括繼電器選擇單元，與模擬信號輸出單元(20 連接，用於依據測量電壓控制被測設備 (30)的開閉；數字電位器，與數位訊號輸出單元(204)連接，用於依據測量電阻分壓改變被測設備 (30)的測試電壓。
7.根據權利要求4所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述信號傳輸模塊00)還包括接口單元001)，連接於測量電壓輸出模塊(104)、數字電位器賦值模塊(10 和信號處理模塊(101)與模擬信號輸出單元(20 、數位訊號輸出單元(204)和模擬信號採集單元 (202)之間。
8.根據權利要求7所述的PI調節器測試系統，其特徵在於，所述接口單元O01)為 PXI-1045型號的機架；所述模擬信號採集單元(20 為PXI-6255型號的模擬電壓採集模塊；所述模擬信號輸出單元O03)為PXI-6723型號的模塊；所述數位訊號輸出單元(204)為PXI-6704型號的模塊；所述開關矩陣(206)為PXI-2532型號的開關模塊。
專利摘要本實用新型提供一種PI調節器測試系統，包括測試控制模塊，用於接收外部設置的測試參數；和根據從信號傳輸模塊接收的電壓判斷被測設備運行狀況；信號傳輸模塊，連接於測試控制模塊和被測設備之間，用於將所所述測試參數輸出至被測設備；和檢測被測設備的輸出電壓，並上傳於測試控制模塊。通過模擬PI調節器的運行環境及運行數據，快速安全對其進行檢測。
文檔編號G01R31/00GK202221458SQ201120383260
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者關濟實, 劉玉秋, 常新彩, 張君, 杜曉光, 邱建文 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 中科華核電技術研究院有限公司北京分公司