专利名称：直流微机保护装置的自动测试仪及测试方法
技术领域：
本发明涉及直流微机保护装置的自动测试仪及测试方法，属于轨道交通直流牵引馈线微机保护装置测试技术领域。
背景技术：
轨道交通在迅猛发展，大城市已将轨道交通作为解决交通拥挤、提升城市实力的重要手段之一。轨道交通中，直流微机保护装置确保在馈线发生短路故障的情况下分断开关，起到线路保护作用。对直流微机保护装置的性能与功能检测是评测馈线能否安全投入使用的一项重要的依据。但是，目前市场上一直缺乏一种能完全自动检测直流牵引馈线微机保护装置性能和功能的仪器，现在对直流牵引馈线微机保护装置的检测基本上是依赖有相关知识的技术人员人工检测，检测结果严重依赖检测人员本身的经验，而且检测过程繁琐、效率低。如果不能有效检测供电线路的直流微机保护装置，将不能保证轨道交通中地铁和轻轨的安全运行。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有市场上完全缺少一种可以针对直流牵引馈线微机保护装置进行全自动测试仪器的一个空白，提供一种性能全面、可靠性高、操作方便的智能直流微机保护装置的自动测试仪及测试方法。本发明的一种直流微机保护装置的自动测试仪的技术方案是它包括作为主控模块的控制模块和作为辅助控制模块的PLC模块，还有人机界面模块及信号处理模块；所述的控制模块分别与PLC模块，人机界面模块及信号处理模块连接；控制模块有一个用于连接直流微机保护装置的通讯接口 ；PLC模块的输出端及信号处理模块的输出端分别与直流微机保护装置连接，所述通讯接口包括CAN总线接口、以太网接口、第三RS485接口 ；PLC模块为可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller。在上述技术方案基础上进一步的技术方案是
所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其控制模块包括DSP、静态存储器、快闪存储器、第一 RS485、第二 RS485接口和通讯接口以及A/D转换芯片和D/A转换芯片；所述DSP分别与下述器件连接通过地址数据控制总线分别与静态存储器及快闪存储器连接，通过通讯接口中的CAN总线接口或者以太网接口或者第三RS485接口与直流微机保护装置连接， 通过通讯接口中的CAN总线接口或者以太网接口或者第三RS485接口连接远程通讯系统， 通过第一 RS485接口与PLC模块连接，通过第二 RS485接口与人机界面模块连接，分别通过 A/D转换芯片及D/A转换芯片与信号处理模块连接。所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其信号处理模块为模拟信号处理电路， 包括继电器和指示灯及信号调理模块；信号处理模块用于对控制模块输出的模拟信号进行放大和整形。所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其人机界面模块为液晶触摸显示屏，用
3于设置自动测试过程中的测试参数，显示测试过程。所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其DSP选用TMS320F28335作为主微处理器，有176个引脚，芯片内含25 内部FLASH、8个32位定时器、3个通用串行口，还有2个 CAN控制器；使用外部晶振，最高时钟频率150M，外扩51 容量RAM、5Uk容量FLASH。所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其DSP为数字信号处理器Digital Signal Processor ； A/D转换芯片为模数转换芯片，D/A转换芯片为数模转换芯片。一种使用本发明所述的直流微机保护装置的自动测试仪进行测试的方法技术方案，其步骤是首先通过人机界面设定好参数，自动发出模拟和数字信号，然后按照通讯协议从通讯接口取得待测直流微机保护装置相应数据，发出的模拟和数字信号与通讯取回的数据比较，自动做出测试结论；该测试结论包括测试直流微机保护装置的模拟部分、开关量部分、保护部分测试结论。本发明的技术效果显著1、整个测试仪属于全自动系统，人工一键可完成整个测试流程，工作效率高；2、测试过程可被详细记录，方便技术人员分析结果；3、控制模块8路模拟量输出可编程，可灵活的输出幅值、时间可调的模拟量值及生成检测保护所要求的波形。
图1是本发明直流微机保护装置的自动测试仪系统结构框图。图2是控制模块1的原理框图。图3是DSP 8与直流微机保护装置001及远程通讯系统连接示意图。图4是信号处理模块4的原理框图。图中1-控制模块，2-PLC模块，3-人机界面模块，4-信号处理模块，8- DSP， 9-静态存储器，10-快闪存储器，11-第一RS485接口，12-第二RS485接口，13-通讯接口， 13. I-CAN总线接口， 13.2-以太网接口， 13. 3-第三RS485接口， 14-A/D转换芯片， 15- D/A转换芯片，16-继电器，17-指示灯，18-信号调理模块，001-直流微机保护装置。
具体实施例方式下面通过实例，并结合附图，对本发明直流微机保护装置的自动测试仪作进一步具体的说明。如图1、2、3、4所示一种直流微机保护装置的自动测试仪，它有一个作为主控模块的控制模块1和作为辅助控制模块的PLC模块2，还有人机界面模块3及信号处理模块4 ； 所述的控制模块1分别与PLC模块2，人机界面模块3及信号处理模块4连接；控制模块1有一个用于连接直流微机保护装置001的通讯接口 13 ；PLC模块2的输出端及信号处理模块4 的输出端分别与直流微机保护装置001连接，所述通讯接口 13包括CAN总线接口 13. 1、以太网接口 13. 2、第三RS485接口 13. 3 ；PLC模块2为可编程逻辑控制器!Programmable Logic Controller。所述的控制模块1包括DSP8、静态存储器9、快闪存储器10、第一 RS48511、第二 RS485接口 12和通讯接口 13以及A/D转换芯片14和D/A转换芯片15 ；所述DSP8分别与下述器件连接通过地址数据控制总线分别与静态存储器9及快闪存储器10连接，通过通讯接口 13中的CAN总线接口 13. 1或者以太网接口 13.2或者第三1 485接口 13. 3与直流微机保护装置001连接，通过通讯接口 13中的CAN总线接口 13. 1或者以太网接口 13.2 或者第三RS485接口 13. 3连接远程通讯系统，通过第一 RS485接口 11与PLC模块2连接， 通过第二 RS485接口 12与人机界面模块3连接，分别通过A/D转换芯片14及D/A转换芯片 15与信号处理模块4连接，即通过A/D转换芯片14与信号处理模块4 一端连接，通过D/A 转换芯片15与信号处理模块4另一端连接。所述的信号处理模块4为模拟信号处理电路， 包括继电器16和指示灯17及信号调理模块18，该信号调理模块18为信号调理电路模块； 信号处理模块4用于对控制模块1输出的模拟信号进行放大和整形。所述的人机界面模块 3为液晶触摸显示屏，用于设置自动测试过程中的测试参数，显示测试过程。所述的DSP8选用TMS320F28335作为主微处理器，有176个引脚，芯片内含25 内部FLASH、8个32位定时器、3个通用串行口，还有2个CAN控制器；使用外部晶振，最高时钟频率150M，外扩51 容量RAM、512k容量FLASH。所述的DSP8为数字信号处理器Digital Signal Processor ； A/D转换芯片14为模数转换芯片，D/A转换芯片15为数模转换芯片。如图4所示所述的信号处理模块4为模拟信号处理电路，包括继电器16和指示灯17及信号调理模块18 ；信号处理模块4用于对控制模块1输出的模拟信号进行放大和整形。使用本发明所述的直流微机保护装置的自动测试仪进行测试的方法技术方案，其步骤是首先通过人机界面设定好参数，自动发出模拟和数字信号，然后按照通讯协议从通讯接口 13取得待测直流微机保护装置001相应数据，发出的模拟和数字信号与通讯取回的数据比较，自动做出测试结论；该测试结论包括测试直流微机保护装置001的模拟部分、 开关量部分、保护部分测试结论。对上述具体实施方案和原理及效果作更进一步说明如下
控制模块1主要用来控制整个测试的时序；同时控制模块1与D/A转换芯片15可输出 8路模拟量，其中4路输出可编程(生成正弦波、三角波、方波、脉冲波)，用来检测直流微机保护装置001的模拟通道精度及直流微机保护装置011的主要保护功能及控制功能；控制模块1与人机界面模块3通信，将所有检测结果通过人机界面模块3显示出来。控制模块1通过通讯接口 13与被检测直流微机保护装置001通讯，获得被检装置的模拟量、开入量状态、保护状态等。同时也通过通讯接口与上位机通讯，通过上位PC机可以完整详细的显示和设置测试过程。通讯接口 13包括CAN总线接口 13. 1、以太网接口 13. 2、第三RS485接口 13. 3，这3个通讯接口均支持组网。在本发明中，可以通过PLC模块2扩展多个输出量，信号处理模块4中的继电器16 也可根据被检装置的实际情况扩展。本发明可根据实际被检直流微机保护装置001的情况，实现开入开出量的检测； 模拟通道精度的检测；直流微机保护装置001的保护功能的检测(一般可实现DDL保护、 Imax+保护、Imax++保护、Imax-保护、Imax—保护、低电压保护、过电压保护、热保护、阻抗保护的检测)；直流微机保护装置001的控制功能的检测(一般可实现线路测试、重合闸、联跳、断路器分合闸、隔离刀分合闸控制功能的检测)。尽管本文较多地使用了控制模块1、PLC模块2、人机界面模块3、信号处理模块4、 DSP 8、静态存储器9、快闪存储器10、D/A转换芯片15、第一 RS485接口 11、第二 RS485接口 12、第三RS485接口 13. 3、通讯接口 13、A/D转换芯片14等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质。
本发明权利要求保护范围不限于上述实施例。
权利要求
1.一种直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，包括作为主控模块的控制模块 (1)和作为辅助控制模块的PLC模块(2)，还有人机界面模块(3)及信号处理模块(4);所述的控制模块(1)分别与PLC模块(2)，人机界面模块(3)及信号处理模块(4)连接；控制模块(1)有一个用于连接直流微机保护装置(001)的通讯接口(13);PLC模块(2)的输出端及信号处理模块(4)的输出端分别与直流微机保护装置(001)连接，所述通讯接口(13)包括 CAN总线接口(13. 1)、以太网接口(13. 2)、第三RS485接口(13. 3) ；PLC模块(2)为可编程逻辑控制器 Programmable Logic Controller。
2.根据权利要求1所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，所述的控制模块(1)包括DSP (8)、静态存储器(9)、快闪存储器(10)、第一 RS485 (11)、第二 RS485接口( 12)和通讯接口( 13)以及A/D转换芯片(14)和D/A转换芯片(15)；所述DSP (8)分别与下述器件连接通过地址数据控制总线分别与静态存储器(9)及快闪存储器(10)连接， 通过通讯接口( 13)中的CAN总线接口( 13. 1)或者以太网接口( 13. 2)或者第三RS485接口 (13.3)与直流微机保护装置(001)连接，通过通讯接口(13)中的CAN总线接口(13. 1)或者以太网接口( 13. 2)或者第三RS485接口(13. 3)连接远程通讯系统，通过第一 RS485接口(11)与PLC模块(2)连接，通过第二 RS485接口(12)与人机界面模块(3)连接，分别通过A/D转换芯片(14)及D/A转换芯片(15)与信号处理模块(4)连接。
3.根据权利要求1所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，所述的信号处理模块(4)为模拟信号处理电路，包括继电器(16)和指示灯(17)及信号调理模块(18)； 信号处理模块(4)用于对控制模块(1)输出的模拟信号进行放大和整形。
4.根据权利要求1或2或3所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，所述的人机界面模块(3)为液晶触摸显示屏，用于设置自动测试过程中的测试参数，显示测试过程。
5.根据权利要求2所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，所述的DSP (8)选用TMS320F28335作为主微处理器，有176个引脚，芯片内含25 内部FLASH、8个32 位定时器、3个通用串行口，还有2个CAN控制器；使用外部晶振，最高时钟频率150M，外扩 512k 容量 RAM、512k 容量 FLASH。
6.根据权利要求2所述的直流微机保护装置的自动测试仪，其特征在于，所述DSP(S) 为数字信号处理器Digital Signal Processor ； A/D转换芯片(14)为模数转换芯片，D/ A转换芯片(15)为数模转换芯片。
7.一种使用上述任一权利要求所述的直流微机保护装置的自动测试仪进行测试的方法，其特征在于，步骤为首先通过人机界面设定好参数，自动发出模拟和数字信号，然后按照通讯协议从通讯接口(13)取得待测直流微机保护装置(001)相应数据，发出的模拟和数字信号与通讯取回的数据比较，自动做出测试结论；该测试结论包括测试直流微机保护装置(001)的模拟部分、开关量部分、保护部分测试结论。
全文摘要
本发明涉及一种直流微机保护装置的自动测试仪及测试方法，测试仪包括控制模块、PLC模块、人机界面模块、信号处理模块；所述的控制模块分别与PLC模块，人机界面模块及信号处理模块连接；控制模块有一个用于和直流微机保护装置的通讯接口；PLC模块的输出端及信号处理模块的输出端分别与直流微机保护装置连接，所述通讯接口包括CAN总线接口，以太网接口，及第三RS485接口。本发明有如下优点1、整个测试仪属于全自动系统，人工一键可完成整个测试流程，工作效率高；2、测试过程可被详细记录，生成报表，支持打印，方便技术人员分析结果；3、控制模块8路模拟量输出可编程，可灵活的输出幅值、时间可调的模拟量值及生成检测保护所要求的波形。
文档编号G01R31/00GK102426304SQ20111025684
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者任萍, 曾晶晶, 陈瑶, 鲁洪, 黄志斌 申请人:武汉长海电气科技开发有限公司