一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统的制作方法

本实用新型涉及水轮机调速器领域，特别是涉及一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统。

背景技术：

当前市场上水轮机调速器仿真测试诊断系统大部分使用串口通讯方式实现，下位机与PC间的数据传输无法保证数据的实时性、稳定性；模拟量测量与测发频精度不高直接影响水轮机调速器的测试诊断与仿真的真实性。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统，能够解决现有技术中数据传输无法保证数据的实时性、稳定性，模拟量测量与测发频精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统，包括PC机和CPU模块，所述PC机与CPU模块之间设置有通信接口，PC机与通信接口之间通过以太网连接，通信接口与CPU模块之间通过总线连接，CPU模块通过总线连接CPLD模块，CPLD模块连接扩展接口和信号输入输出接口，市电通过电源模块连接CPU模块，CPU模块还连接存储器模块，CPLD模块还连接测发频通道以及模拟通道，所述CPU模块用于执行用户程序指令、水轮机调速器仿真以及以太网通讯，所述CPLD模块用于频率测量与发频、模拟量输入输出测量及开关量输入输出；CPU模块与CPLD模块构成水轮机调速器仿真测试诊断双冗余系统。

所述电源模块包括依次连接的开关电源一、开关电源二以及系统电源，所述市电为85—220V的交流电，85—220V的交流电经开关电源一调制后输出24V直流电，24V直流电经开关电源二调制后输出5V直流电提供给系统电源用以给系统供电。

所述模拟通道包括六路模拟量输入通道以及两路模拟量输出通道，六路模拟量输入通道和两路模拟量输出通道之间通过CPLD模块隔离，六路模拟量输入CPLD模块，CPLD模块的开关量输出信号输入到继电器中，继电器通过选择开关连接电流信号输入模块或电压信号输入模块实现输入信号的选择，电流信号输入模块和电压信号输入模块连接信号输入与输出接口将电流或电压信号输送到信号输入与输出接口。

所述测发频通道包括连接在测频通道的交流电压互感器和信号调理模块和发频通道的数字电位器，测频通道输入的频率信号经过交流电压互感器电磁隔离后，经过信号调理模块变送后的信号输送给CPLD模块，CPLD模块输送到CPU模块最终以以太网通讯的方式上传给PC机；发频通道是PC机发下指令，CPLD模块以总线的方式操作数字电位器实现的。

所述通信接口包括Modbus TCP协议芯片，CPU模块以总线的方式操作Modbus TCP协议芯片，解决了检测装置通信速度与信号处理实时性相互制约的矛盾，完成CPU模块和PC机之间的实时数据传递。

所述扩展接口包括用于显示系统运行状态的系统状态指示灯。

所述模拟通道测量精度为0.1％。

所述测发频通道中测频通道输入信号为幅值0.2～150V、频率幅值0.2～100Hz可调，发频通道精度为0.001Hz。

本实用新型的有益效果是：CPU模块与CPLD模块构成水轮机调速器仿真测试诊断双冗余系统提高了系统的测量、计算及仿真效率，提高了模拟通道可靠性、保证模拟通道针高精度，极大的简化了系统的架构、减小了系统的体积。测发频通道都是CPLD控制的，可以提高测发频的精度。Modbus TCP协议的以太网通讯方式，提高系统仿真检测速度，解决检测装置通讯速度与信号处理实时性相互制约的矛盾；完成下位机和PC之间的实时数据传递，实现了信号采集、数据处理、指标计算以及动态曲线显示之间协调与同步，可以掌握实时数据信息并对数据参数存档、分析。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型电源模块示意图；

图3是本实用新型模拟量通道隔离示意图；

图4是本实用新型模拟量通道输入信号选择示意图；

图5是本实用新型测发频通道示意图；

图6是本实用新型Modbus TCP协议芯片连接示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统，包括PC机1和CPU模块3，所述PC机1与CPU模块3之间设置有通信接口2，PC机1与通信接口2之间通过以太网连接，通信接口2与CPU模块3之间通过总线连接，CPU模块3通过总线连接CPLD模块4，CPLD模块4连接扩展接口5和信号输入输出接口6，市电7通过电源模块8连接CPU模块3，CPU模块3还连接存储器模块9，CPLD模块4还连接测发频通道10以及模拟通道11，所述CPU模块3用于执行用户程序指令、水轮机调速器仿真以及以太网通讯，所述CPLD模块4用于频率测量与发频、模拟量输入输出测量及开关量输入输出；CPU模块3与CPLD模块4构成水轮机调速器仿真测试诊断双冗余系统。

如图2所示，电源模块8包括依次连接的开关电源一80、开关电源二81以及系统电源82，所述市电7为85—220V的交流电，85—220V的交流电经开关电源一80调制后输出24V直流电，24V直流电经开关电源二81调制后输出5V直流电提供给系统电源82用以给系统供电。

如图3和图4所示，模拟通道11包括六路模拟量输入通道以及两路模拟量输出通道，六路模拟量输入通道和两路模拟量输出通道之间通过CPLD模块4隔离，六路模拟量输入CPLD模块4，CPLD模块4的开关量输出信号输入到继电器中12，继电器通过选择开关连接电流信号输入模块13或电压信号输入模块14实现输入信号的选择，电流信号输入模块13和电压信号输入模块14连接信号输入与输出接口6将电流或电压信号输送到信号输入与输出接口6。

如图5所示，测发频通道10包括连接在测频通道的交流电压互感器15和信号调理模块16和发频通道的数字电位器17，测频通道输入的频率信号经过交流电压互感器15电磁隔离后，经过信号调理模块16变送后的信号输送给CPLD模块4，CPLD模块4输送到CPU模块3最终以以太网通讯的方式上传给PC机1；发频通道是PC机1发下指令，CPLD模块4以总线的方式操作数字电位器17实现的。

如图6所示，通信接口2包括Modbus TCP协议芯片，CPU模块3以总线的方式操作Modbus TCP协议芯片，解决了检测装置通信速度与信号处理实时性相互制约的矛盾，完成CPU模块3和PC机1之间的实时数据传递。

扩展接口5包括用于显示系统运行状态的系统状态指示灯。

模拟通道11测量精度为0.1％。

测发频通道10中测频通道输入信号为幅值0.2～150V、频率幅值0.2～100Hz可调，发频通道精度为0.001Hz。

本实用新型的一种新型水轮机调速器仿真测试诊断系统，CPU模块与CPLD模块构成水轮机调速器仿真测试诊断双冗余系统提高了系统的测量、计算及仿真效率，提高了模拟通道可靠性、保证模拟通道针高精度，极大的简化了系统的架构、减小了系统的体积。测发频通道都是CPLD控制的，可以提高测发频的精度。Modbus TCP协议的以太网通讯方式，提高系统仿真检测速度，解决检测装置通讯速度与信号处理实时性相互制约的矛盾；完成下位机和PC之间的实时数据传递，实现了信号采集、数据处理、指标计算以及动态曲线显示之间协调与同步，可以掌握实时数据信息并对数据参数存档、分析。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。