仿真控制器和设备仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业测控领域，具体地说，涉及一种仿真控制器和设备仿真系统。
【背景技术】
[0002]智能仿真模块是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它使用快速、确定性的运算来控制机器和过程，以便管理逻辑、时序、计时、计数和算法等功能。它使用电流/电压环路、现场总线或工业以太网通信协议来与端节点通信。智能仿真模块主要用于设备故障仿真，可实现开关量逻辑控制，运动控制，过程控制，数据处理，通信联网。
[0003]当代测控技术的发展，一个最明显的趋势就是网络化。测控网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，仿真控制器除完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个控制管理、信息管理系统的一部分。以0PC(0LE for Process Control，用于过程控制的对象连接与嵌入)为代表的网络化数据交换协议已经广泛应用，设备故障仿真训练也不例外。
[0004]在车载电子、航空电子、医疗电子、加工机械、船舶制造等各领域，现有仿真控制器能够仿真的设备较为单一，适用领域很窄，通用性较差，只是适用于仿真特定的电子设备。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种仿真控制器和设备仿真系统，以解决现有技术中仿真控制器适用领域窄，通用性差，只是适用于仿真特定的电子设备的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请公开了一种仿真控制器，包括:信号采集模块，故障仿真模块，第一通信接口和线束模块；其中，所述仿真控制器通过所述第一通信接口与外部的组态服务器连接，由所述组态服务器控制所述设备的内部线路的通断状态、对地短路状态和信号失准状态；所述信号采集模块，用于采集所述设备的内部线路信号，包括至少32个第一模拟量输入端和至少16个第二模拟量输入端，将所述设备的内部线路信号反馈给所述组态服务器；所述故障仿真模块，用于根据所述组态服务器的控制信号仿真所述设备的内部线路的通断状态、对地短路状态和信号失准状态，包括至少32个第一继电器输出端、至少8个模拟量输出端和至少16个第二继电器输出端，所述第一继电器输出端、第二继电器输出端和模拟量输出端通过所述线束模块与外部的测试台和所述设备电性连接，从所述测试台对所述第一继电器输出端、第二继电器输出端和所述模拟量输出端进行测量。
[0007]所述信号采集模块，故障仿真模块，第一通信接口和线束模块被集成在面积小于或等于10cm2的印刷电路板。
[0008]所述仿真控制器还包括第二通信接口，所述第二通信接口被用作测试接口与所述设备连接。
[0009]所述故障仿真模块包括第一继电器输出子模块，第二继电器输出子模块和模拟量输出子模块；所述第一继电器输出子模块与第二继电器输出子模块之间通过RS-485总线连接；所述第一通信接口、线束模块与信号采集模块集成在所述第一继电器输出子模块和第二继电器输出子模块中的任意一个，所述模拟量输出子模块集成在第一继电器输出子模块中；所述第一通信接口为RS-232通信接口。
[0010]所述RS-485总线的长度小于或等于1000米，波特率缺省为115200，其他波特率可设置。
[0011 ] 所述RS-232通信接口的数据通信采用Modbus RTU协议，并将保持寄存器的每一数据位分别映射到不同的继电器，用针对所述保持寄存器的读命令和写命令来代替针对所述继电器的读命令和写命令，所述组态服务器通过针对所述保持寄存器的每一位数据的按位操作来控制相应的继电器。
[0012]所述RS-232通信接口的数据通信采用Modbus RTU协议，并将32个模拟量数据用一个保持寄存器分别读取，所述组态服务器通过针对所述保持寄存器分别写入所述32个模拟量的地址来分别读取所述32个模拟量数据。
[0013]所述信号采集模块还包括:至少2个计数器输入端，用于采集所述设备的转速、工作频率等参数。
[0014]为了解决上述技术问题，本申请公开了一种设备仿真系统，包括组态服务器，测试台和权利要求1-8任一所述的仿真控制器，所述组态服务器通过RS-232接口与所述仿真控制器连接，所述测试台通过线束与所述仿真控制器和被仿真设备电性连接；所述组态服务器包括显示器，用于显示所述被仿真设备的内部线路图，并从所述内部线路图中选取线路并设置所述线路的状态，以模拟所述被仿真设备内部线路的通断状态、对地短路状态与信号失准状态；所述测试台绘制有所述被仿真设备的内部线路图，用于测量所述仿真控制器各输出端的参数，以测试出所述被仿真设备内部线路的通断状态、对地短路状态与信号失准状态。
[0015]所述组态服务器接入以太网，将显示的所述被仿真设备的内部线路图传输至远程计算机终端。
[0016]与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果:提供了多路继电器输出端和模拟量输出端，可仿真的设备范围较广，可用于仿真多领域的设备，并且该仿真控制器可用于针对被仿真设备的故障仿真测试以及诊断和排除相应故障的教学，使该仿真控制器的适用范围更广。
[0017]当然，实施本申请的任一产品不必一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0019]图1是本申请实施例的一种仿真控制器的示例性结构框图；
[0020]图2是本申请实施例的一种仿真控制器的示例性结构框图；
[0021]图3是本申请实施例的一种设备仿真系统的示例性结构框图。
【具体实施方式】
[0022]以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0023]图1是本申请实施例提供的一种仿真控制器，包括:信号采集模块10，故障仿真模块11，第一通信接口 12和线束模块14。
[0024]仿真控制器通过线束模块14与该仿真控制器外部的设备20连接，该仿真控制器用于仿真设备20的内部线路的状态，包括通路、断路、对地短路、信号失准等状态。
[0025]仿真控制器通过第一通信接口 12与该仿真控制器外部的组态服务器30连接，由组态服务器30控制设备20的内部线路的通断状态、对地短路状态与信号失准状态。组态服务器30可根据用户的选择操作来选择设备20内部的线路并设置该线路的通断状态、对地短路状态与信号失准状态，组态服务器30的控制信号由仿真控制器内部的MCU单片机(图中未示出)通过线束模块14转发至设备20。
[0026]信号采集模块10用于采集设备20的内部线路信号，包括至少32个第一模拟量输入端和至少16个第二模拟量输入端。其中，第一模拟量输入端用于采集额定输出参数较小的设备的模拟量，例如1A/220V ;第二模拟量输入端用于采集额定输出参数