一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法。该测试系统包括前置控制装置、交流信号装置、采集控制装置、采集适配装置、直流信号装置；前置控制装置接收不同的测试用例，将各个测试用例分别解析成不同的控制命令；交流信号装置向采集控制装置发送交流测试信号；直流信号装置向采集控制装置发送直流测试信号；采集控制装置将交流测试信号和直流测试信号发送至采集适配装置；采集适配装置对交流测试信号和直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试，将测试的反馈信号处理并上传至前置控制装置。本发明的技术方案，实现对电动头内部卡件输入输出引脚监测与分析，解决了测试对实验员专业要求高的问题。
【专利说明】
一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及核电站设备仿真测试技术，更具体地说，涉及一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法。
【背景技术】
[0002]电动头是工业自动化过程控制环节中的重要设备，智能电动头更是被广泛的应用到核电站生产运行中。目前在常规岛核电站中大规模使用的是ROTORK公司于20世纪90年代新推出的IQ系列智能型电动头，它们是核电站发电机定子冷却水系统装置中的重要部件，对整个保护系统的工作性能具有重要影响。安全、可靠是核电站的基本准则，因此，如何检测电动头的工作性能，预防事故的发生，是各核电站必须解决的问题。
[0003]电动头在具有便于集中控制，灵敏度和精度较高等优点的同时，也存在结构复杂，易发生故障等缺点，特别是电动头工作环境较为恶劣，在核电站的连续运行中，电动头受工作温度、压力、震动等因素的影响，可能引起电动头内部卡件的老化和产生各种故障隐患，若不提前处理将影响发电机组的正常运行，导致不必要的损失。
[0004]由于电动头结构复杂，内部包含多个卡件，其中IQ—代电动头包括就地输入板、远控输入板、主板、继电器板、电源板、位置反馈板、计数板；IQ二代电动头包括电源板、电源板、主板、继电器板、就地输入板、计数器板、位置反馈板、力矩反馈板、CPT板。同时，大部分设备维护人员对电动头内部结构和功能了解不足，导致目前对于电动头的检测一般都是对整个装置进行简单上电测试，这种方法只能粗略的反映电动头是否能正常工作，并不能检测到电动头内部各个卡件的性能状况。这种方法导致电动头装置不能正常工作时，由于不知道故障原因和故障部位，即使其内部卡件大部分都工作正常，整个电动头都必须更换掉，这样造成了巨大的资源浪费。此外，这种检测方法不需要拆开电动头，核电站操控人员和维修人员也不能很好的了解其内部结构和功能，因此给设备管理维护工作带来困难。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，提供一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法。
[0007]在本发明所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统中，所述测试系统包括前置控制装置、交流信号装置、采集控制装置、采集适配装置、直流信号装置；
[0008]所述前置控制装置与所述交流信号装置、所述采集控制装置、所述采集适配装置、所述直流信号装置相连接，用于接收不同的测试用例，将各个所述测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令，并将所述交流信号命令发送至所述交流信号装置，将所述直流信号命令发送至所述直流信号装置，将所述测试控制命令发送至所述采集控制装置，将所述适配反馈命令发送至所述采集适配装置；
[0009]所述交流信号装置与所述前置控制装置、所述采集控制装置相连接，用于接收所述交流信号命令，根据所述交流信号命令向所述采集控制装置发送交流测试信号；
[0010]所述直流信号装置与所述前置控制装置、所述采集控制装置相连接，用于接收所述直流信号命令，根据所述直流信号命令向所述采集控制装置发送直流测试信号；
[0011]所述采集控制装置与所述前置控制装置、所述交流信号装置、所述采集适配装置、所述直流信号装置相连接，用于接收所述测试控制命令和所述交流测试信号、所述直流测试信号，根据所述测试控制命令将所述交流测试信号和所述直流测试信号发送至所述采集适配装置；
[0012]所述采集适配装置与所述采集控制装置相连接，用于接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试；以及接收所述适配反馈命令，根据所述适配反馈命令将所述测试的反馈信号处理并上传至所述前置控制装置。
[0013]可选地，所述采集控制装置还采集所述交流测试信号上传至所述前置控制装置；
[0014]所述测试系统还包括:
[0015]直流监测装置，与所述直流信号装置、所述前置控制装置相连接，用于采集所述直流测试信号上传至所述前置控制装置。
[0016]可选地，所述采集控制装置包括主控单元、开关量输出单元和模拟量输入单元，所述主控单元与所述开关量输出单元、所述模拟量输入单元相连接;其中
[0017]所述主控单元与所述前置控制装置相连接，用于接收所述测试控制命令，根据所述测试控制命令，控制所述开关量输出单元将所述交流测试信号和所述直流测试信号输出至所述采集适配装置，控制所述模拟量输入单元采集所述交流测试信号输出至所述主控单元并上传至所述前置控制装置；
[0018]所述开关量输出单元与所述交流信号装置、所述采集适配装置、所述直流信号装置相连接，用于接收所述主控单元的控制命令，控制所述交流测试信号和所述直流测试信号输出至所述采集适配装置；
[0019]所述模拟量输入单元与所述交流信号装置相连接，用于接收所述主控单元的控制命令，采集所述交流测试信号输出至所述主控单元。
[0020]可选地，所述采集适配装置包括电动头组合卡件适配单元和电动头组合卡件测控单元，所述电动头组合卡件适配单元与所述电动头组合卡件测控单元相连接;其中
[0021]所述电动头组合卡件适配单元与所述采集控制装置、所述电动头卡件相连接，用于接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至所述电动头卡件，以及接收所述测试的反馈信号进行调理；
[0022]所述电动头卡件测控单元与所述前置控制装置相连接，用于接收所述适配反馈命令采集调理后的所述测试的反馈信号上传至所述前置控制装置。
[0023]可选地，所述测试系统还包括环境测控装置；
[0024]所述环境测控装置与所述前置控制装置相连接，所述前置控制装置接收测试用例解析成环境采集命令发送至所述环境测控装置，所述环境测控装置采集周围环境参数信息上传至所述前置控制装置。
[0025]可选地，所述测试系统还包括采用统一的以太网通讯协议进行数据传输的数据交换装置；
[0026]所述前置控制装置通过所述数据交换装置分别与所述交流信号装置、所述采集控制装置、所述采集适配装置、所述直流信号装置、所述环境测控装置相连接。
[0027]可选地，所述测试系统包括人机交互终端与服务器；
[0028]所述服务器与所述人机交互终端、所述前置控制装置相连接，存储所述测试用例以及反馈的所述交流测试信号、所述直流测试信号和所述反馈信号的数据。
[0029]在本发明所述的核电站电动头卡件混合仿真测试方法中，包括以下步骤:
[0030]S1:通过前置控制装置接收不同的测试用例，将各个所述测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令，并将所述交流信号命令发送至交流信号装置，将所述直流信号命令发送至所述直流信号装置，将所述测试控制命令发送至采集控制装置，将所述适配反馈命令发送至采集适配装置；
[0031]S2:通过所述交流信号装置接收所述交流信号命令，根据所述交流信号命令向所述采集控制装置发送交流测试信号;通过所述直流信号装置接收所述直流信号命令，根据所述直流信号命令向所述采集控制装置发送直流测试信号；
[0032]S3:通过所述采集控制装置接收所述测试控制命令和所述交流测试信号、所述直流测试信号，根据所述测试控制命令将所述交流测试信号和所述直流测试信号发送至所述采集适配装置；
[0033]S4:通过所述采集适配装置接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试，并对所述测试的反馈信号进行调理；
[0034]S5:通过所述采集适配装置接收适配反馈命令，采集所述测试的反馈信号并上传至所述前置控制装置。
[0035]可选地，在步骤SI之前还包括:
[0036]SO:通过人机交互终端调用测试用例，并通过服务器下发到前置控制装置。
[0037]可选地，步骤SI还包括:通过前置控制装置接收环境测试用例，将所述环境测试用例解析成环境采集命令，并将所述环境采集命令发送至环境测控装置；
[0038]所述测试方法还包括:
[0039]S6:通过所述环境测控装置采集周围环境参数信息上传至所述前置控制装置。
[0040]可选地，所述测试方法还包括:
[0041 ] S7:通过所述采集控制装置采集所述交流测试信号上传至所述前置控制装置;通过直流监测装置，采集所述直流测试信号上传至所述前置控制装置。
[0042]可选地，所述测试方法还包括:
[0043]S8:通过所述前置控制装置将所述采集控制装置上传的交流测试信号、所述采集适配装置上传的反馈信号、所述环境测控装置上传的环境参数信息和所述直流监测装置上传的直流测试信号上传到人机交互终端进行实时展示，同时上传到服务器，并采用标准格式进行存储。
[0044]实施本发明的核电站电动头卡件混合仿真测试系统及方法，具有以下有益效果:采用自动化、智能化、集成化的在线监测手段，并设计与之配套的监测系统，集成温湿度控制柜，实现环境参数变工况测试，同时实现对电动头内部卡件输入输出引脚监测与分析，解决了测试对实验员专业要求高的问题。
[0045]本发明提供的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，具备高度智能化的特点，应用于企业可实现减员增效的效果;具备优良的人机交互功能，有效减轻测试人员的工作量，有效提高测试系统的利用率。
[0046]本发明提供的核电站电动头卡件混合仿真测试方法，具备安全可操作性，可在最低风险的情况下利用温湿度控制柜对电动头组合卡件进行工况模拟测试甄别卡件的工作性能状态，同时通过仿真模型库的波形对比为卡件故障诊断提供依据。
【附图说明】
[0047]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0048]图1是本发明核电站电动头卡件混合仿真测试系统的结构示意图；
[0049]图2是本发明核电站电动头卡件混合仿真测试方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0050]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0051]本发明的目的在于提供一种核电站电动头卡件混合仿真测试方法及系统，通过研究IQ系列智能电动头的功能特性及其内部卡件结构和卡件之间信号交互，基于其内部卡件结构特点、相互关系和信号接口特性设计匹配的硬件采集装置和软件操作界面。同时集成温湿度控制柜，通过软硬件的协同工作实现电动头各种工况的仿真模拟，同时在线监测电动头内部各个卡件输入输出信号，解决了目前电动头装置只能进行整体功能测试的现状，能完成单卡件性能监测和分析有利于电动头新设备质量检测、旧设备性能评估、故障设备分析诊断工作的开展，从而提高测试人员的工作效率，降低维修的物质成本和时间成本。
[0052]请参阅图1，图1为本发明提供的核电站电动头卡件混合仿真测试系统的结构示意图。该测试系统包括前置控制装置101、交流信号装置102、采集控制装置103、采集适配装置104、直流信号装置105;
[0053]该前置控制装置101与交流信号装置102、采集控制装置103、采集适配装置104、直流信号装置105相连接，用于接收不同的测试用例，将各个测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令，并将交流信号命令发送至交流信号装置102，将直流信号命令发送至直流信号装置105，将测试控制命令发送至采集控制装置103，将适配反馈命令发送至采集适配装置104。此外，前置控制装置101还具有一定的数据储存功能，实验过程中的所有实时监测数据采集后，首先上传至前置控制装置101，在前置控制装置101进行预处理后再有序的送入服务器110进行结构化存储。前置控制装置101包括但不限于前置机，前置机主要负责测试用例的解析和命令的下发，其中测试用例是仿真测试的核心，测试用例由用例基本信息header、测试准备工作preparat1n、采集通道配置configure、测试过程时序控制time及设备定义devicedefine共五个部分构成。
[0054]该交流信号装置102与前置控制装置101、采集控制装置103相连接，用于接收交流信号命令，根据交流信号命令向采集控制装置103发送交流测试信号。具体的，在本发明的检测系统的实施例中，该交流信号装置102包括但不限于继保测试仪，继保测试仪是实验测试信号源，提供交流电压信号，其具体输出大小、相角、频率及输出时间等按照前置机下发的命令进行执行，继保测试仪与采集控制装置通过导线建立电气连接回路。在核电站智能电动头卡件混合仿真测试系统中，继保测试仪提供3相220V交流电压。继保测试仪输出端子接入采集控制装置开关量输出板，采集控制装置根据时序命令通过开关量输出板将继保测试仪输出的交流电压信号输出至电动头卡件采集适配装置；同时继保测试仪输出端子接入到采集控制装置模拟量输入板，采集控制装置根据通道配置命令通过相应通过采集继保测试仪输出信号。
[0055]该直流信号装置105与前置控制装置101、采集控制装置103相连接，用于接收直流信号命令，根据直流信号命令向采集控制装置103发送直流测试信号。具体的，在本发明的实施例中，该直流信号装置105包括但不限于开关电源。开关电源与采集控制装置相连，根据时序命令将24V直流电压接入到电动头卡件适配装置。同时开关电源与直流监测板连接，由直流检测板进行采集并上传到前置机。开关电源提供24V直流稳压电源，其输出端接入到采集控制装置开关量输出板，采集控制装置根据时序命令通过相应通道将24V直流电压信号输出至电动头卡件采集适配装置；同时开关电源输出端子接入到直流监测板，直流监测板根据通道配置命令通过相应通道采集开关电源输出信号。
[0056]该采集控制装置103与前置控制装置101、交流信号装置102、采集适配装置104、直流信号装置105相连接，用于接收测试控制命令和交流测试信号、直流测试信号，根据测试控制命令将交流测试信号和直流测试信号发送至采集适配装置104。同时，采集控制装置103还采集交流测试信号上传至前置控制装置101;进一步的，测试系统还包括:直流监测装置106，与直流信号装置105、前置控制装置101相连接，用于采集直流测试信号上传至前置控制装置101。具体的，在本发明的测试系统的实施例中，采集控制装置103包括主控单元1031、开关量输出单兀1032和模拟量输入单兀1033，主控单兀1031与开关量输出单兀1032、模拟量输入单元1033相连接;其中主控单元1031与前置控制装置101相连接，用于接收测试控制命令，根据测试控制命令，控制开关量输出单元1032将交流测试信号和直流测试信号输出至采集适配装置104，控制模拟量输入单元1033采集交流测试信号输出至主控单元1031并上传至前置控制装置101;开关量输出单元1032与交流信号装置102、采集适配装置104、直流信号装置105相连接，用于接收主控单元1031的控制命令，控制交流测试信号和直流测试信号输出至采集适配装置104;模拟量输入单元1033与交流信号装置102相连接，用于接收主控单元1031的控制命令，采集交流测试信号输出至主控单元1031。在本发明的检测系统的实施例中，主控单元1031包括但不限于主控板，开关量输出单元1032包括但不限于开关量输出板，模拟量输入单元1033包括但不限于模拟量输入板。采集控制装置由主控板、开关量输出板、模拟量输入板、开关量输入板组成，完成后台软件与实验设备和测试卡件之间通讯报文和物理信号的转换。主控板根据前置机下发的控制命令配置开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板的相应通道，并向前置机反馈实验监测数据;开关量输出板与继保测试仪相连，用于将测试信号源输出至电动头卡件采集适配装置;模拟量输入板与继保测试仪相连，用于采集继保测试仪输出的交流激励信号。
[0057]该采集适配装置104与采集控制装置103相连接，用于接收交流测试信号和直流测试信号，对交流测试信号和直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试；以及接收适配反馈命令，根据适配反馈命令将测试的反馈信号处理并上传至前置控制装置101。具体的，该采集适配装置104包括电动头组合卡件适配单元1041和电动头组合卡件测控单元1042，电动头组合卡件适配单元1041与电动头组合卡件测控单元1042相连接;其中电动头组合卡件适配单元1041与采集控制装置103、电动头卡件相连接，用于接收交流测试信号和直流测试信号，对交流测试信号和直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件，以及接收测试的反馈信号进行调理；电动头卡件测控单元1042与前置控制装置101相连接，用于接收适配反馈命令采集调理后的测试的反馈信号上传至前置控制装置101。具体的，采集适配装置104包括一代电动头组合卡件采集适配装置和二代电动头组合卡件采集适配装置。一代电动头组合卡件采集适配装置设计安放卡件有一代主板、一代继电器板、一代电源板、一代远控输入板、一代位置反馈板;二代电动头组合卡件采集适配装置设计安放二代主板、二代继电器板、二代位置反馈板、两块二代电源板(IQ10-35电源板、IQ40-91电源板)。通过适配板内部电路连接使单个卡件之间进行信号传输，组成功能完整的系统，实现卡件组仿真测试。采集控制装置与适配板形成电气连接，将卡件测试电源激励信号接入到适配板输入引脚，经适配板调理电路后输入相应卡件输入引脚。分布式测控板与采集控制装置功能相似，采集控制装置采用集中式设计，而分布式测控板采用分布式设计，主要用于卡件上大量分散信号的就地采集和转接，避免小信号远距离传输导致的失真。分布式测控板与电动头组合卡件适配板连接，负责对经调理后的电动头卡件的输出信号进行就地采集；同时分布式测控板与前置机连接，接收实验控制命令，将电动头各个卡件所需控制激励信号通过适配板输入到相应卡件的输入引脚，同时将采集到的卡件输出响应信号上传到前置机。本实施例中，实验对象为一代电动头卡件和二代电动头卡件，在一代电动头7个卡件中根据功能重要性挑选其中的主板、继电器板、电源板、远控输入板、位置反馈板共5个卡件进行混合仿真测试，而在8个二代电动头卡件中挑选的是主板、继电器板、位置反馈板、IQ10-35电源板、IQ40-91电源板5个卡件。在混合仿真测试实验前，需将电动头整体拆分成单独的卡件，采用平铺的方式固定在适配装置上，根据卡件输入输出端子类型及位置，采用直插或转接线等方式，使卡件输入输出端子排连接到适配装置相应的端子排上。
[0058]本发明的目的在于提供一种核电站智能电动头卡件混合仿真测试方法及系统，集成温湿度控制柜，通过软硬件的协同工作实现电动头各种温湿度工况的仿真模拟，同时在线监测电动头内部各个卡件输入输出信号，实现单卡件性能监测和分析，有利于电动头新设备质量检测、旧设备性能评估、故障设备分析诊断工作的开展。测试系统可实现IQ系统电动头一代和二代组合卡件的仿真测试，具体包括:电动头一代主板、继电器板、电源板、远控输入板、位置反馈板拷机仿真实验。电动头二代主板、继电器板、位置反馈板、IQ10-35电源板、IQ40-91电源板仿真实验。
[0059]本发明提供的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，具备高度智能化的特点，应用于企业可实现减员增效的效果;具备优良的人机交互功能，有效减轻测试人员的工作量，有效提高测试系统的利用率。
[0060]进一步地，本发明实施例的测试系统还包括环境测控装置107。该环境测控装置107与前置控制装置101相连接，前置控制装置101接收测试用例解析成环境采集命令发送至环境测控装置107，环境测控装置107采集周围环境参数信息上传至前置控制装置101。环境测控装置107包括但不限于温湿度控制柜。温湿度控制柜与前置机连接，用于接收前置机下发的温湿度控制指令，同时向前置机实时上传温湿度控制柜内温湿度参数。温湿度控制柜是工况变化的控制核心，主要由温湿度控制模块、温湿度监测模块、通讯模块、测试机箱、电子卡件适配装置组成。通讯模块通过以太网与前置机连接，接收温湿度调节指令，上传控制柜中温湿度监测情况。温湿度调节由温湿度控制模块执行，温湿度环境参数监测由温湿度监测模块实现。
[0061]再进一步地，该测试系统还包括采用统一的以太网通讯协议进行数据传输的数据交换装置108;前置控制装置101通过数据交换装置108分别与交流信号装置102、采集控制装置103、采集适配装置104、直流信号装置105、环境测控装置107相连接。具体的，本发明实施例的数据交换装置108包括交换机，提供多路数据传输通道。前置控制装置101通过交换机，采用统一的以太网通讯协议与交流信号装置102、采集控制装置103、采集适配装置104、直流信号装置105、环境测控装置107进行信息传输。前置控制装置101与交流信号装置102、直流信号装置105链路为单向信息传递，前置控制装置101通过链路，将直流信号命令下发至直流信号装置105;前置控制装置101与采集控制装置103、环境测控装置107的链路则为双向信息传递，实验开始前置控制装置101通过链路向以上三种设备下发通道配置和测试控制命令，实验中采集控制装置103、采集适配装置104、环境测控装置107则通过链路向前置控制装置101分别上传测试信号、环境参数信息。本发明实施例的测试系统也可以忽略数据交换装置106。
[0062]再进一步地，该测试系统包括人机交互终端109与服务器110。服务器110与人机交互终端109、前置控制装置101相连接，存储测试用例以及反馈的交流测试信号、直流测试信号和反馈信号的数据。人机交互终端提供系统与用户的交互平台，用户通过人机交互终端上可以对测试卡件、设备的信息进行管理;可以对实验参数进行配置，对实验过程控制和监视;可以调用测试用例，可以查看历史测试信息等。同时人机交互终端具有报警分析功能，当监测到的数据超过设定值，在界面上将进行预警或报警提示，出现报警时，系统将立即停止试验过程。服务器作为数据和应用服务中心，存储有所有实验测试用例、系统程序、实验数据等，同时与人机交互终端和前置机进行数据和程序的交互。优选的，系统设计UPS供电机制确保服务器在断电时仍能正常工作。当市电因故障而停止供电时，UPS经空气开关给电源排插供电，电源排插的输出端接入前置机、交换机，从而能保证在断电的情况下，人机交互终端仍然能读取所需的数据。人机交互终端、服务器及前置机是系统展示、数据储存、数据处理的平台，是测试系统实现自动化、智能化控制的关键部分，三者之间通过以太网连接，为用户提供测试过程控制及监视平台。前置机上传实验实时数据通过人机交互终端展示，用户可通过人机交互终端从服务器数据库中调用查看历史实验数据，并且可以通过调用应用服务程序将试验波形数据与仿真模型标准波形进行对比分析。
[0063]再进一步地，系统除了温湿度控制柜，还包括机柜，交换机、前置机和采集控制装置安装于机柜内中，温湿度控制柜内放置电动头组合卡件采集适配装置。温湿度控制柜内部有两个6U隔层，分别安放一代电动头组合卡件采集适配装置和二代电动头组合卡件采集适配装置。
[0064]核电站智能电动头卡件混合仿真测试方法及系统的目的是检测卡件在环境温湿度变化的情况下功能是否正常，检测内容包括就地开阀到100%、就地开阀到50 %、就地关阀、远控开阀到100%、远控关阀等。
[0065]系统中建立有以卡件为基本单元的仿真模型库，模型库中存储有大量PSpice仿真波形文件，包括电动头单个卡件引脚正常输出波形及故障输出波形，仿真测试结束后将实时监测引脚输出波形与仿真模型库中标准波形进行对比分析，为卡件故障诊断分析和定位提供依据。
[0066]本发明还提供一种核电站电动头卡件混合仿真测试方法，包括以下步骤:
[0067]SO:通过人机交互终端109调用测试用例，并通过服务器110下发到前置控制装置101。
[0068]S1:通过前置控制装置101接收不同的测试用例，将各个测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令、环境采集命令，并将交流信号命令发送至交流信号装置102，将直流信号命令发送至直流信号装置105，将测试控制命令发送至采集控制装置103，将适配反馈命令发送至采集适配装置104，将环境采集命令发送至环境测控装置107;
[0069]S2:通过交流信号装置102接收交流信号命令，根据交流信号命令向采集控制装置103发送交流测试信号;通过直流信号装置105接收直流信号命令，根据直流信号命令向采集控制装置103发送直流测试信号；
[0070]S3:通过采集控制装置103接收测试控制命令和交流测试信号、直流测试信号，根据测试控制命令将交流测试信号和直流测试信号发送至采集适配装置104;
[0071]S4:通过采集适配装置104接收交流测试信号和直流测试信号，对交流测试信号和直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试，并对测试的反馈信号进行调理；
[0072]S5:通过采集适配装置104接收适配反馈命令，采集测试的反馈信号并上传至前置控制装置101。
[0073]S6:通过环境测控装置107采集周围环境参数信息上传至前置控制装置101。
[0074]S7:通过采集控制装置103采集交流测试信号上传至前置控制装置101;通过直流监测装置106，采集直流测试信号上传至前置控制装置101。
[0075]S8:通过前置控制装置101将采集控制装置103上传的交流测试信号、采集适配装置104上传的反馈信号、环境测控装置107上传的环境参数信息和直流监测装置106上传的直流测试信号上传到人机交互终端109进行实时展示，同时上传到服务器110，并采用标准格式进行存储。
[0076]如图2所示，本实施例中，电动头卡件混合仿真测试方法的具体步骤包括如下:
[0077]在试验开始前需要佩戴防静电手套，防止不必要的人为损坏；
[0078]实验第一步为实验准备工作，包括卡件型号、外观检查，实验接线，测试系统和装置初始化等。在实验准备工作中若发现卡件型号不对需及时更换卡件；当从卡件外观就能判断卡件存在故障时，需立即停止试验，避免卡件的进一步损坏，减少测试系统的破坏风险。卡件准备好并且没有外观缺陷时，可以进行测试信号源接线准备工作，继保测试仪可提供6路电压和6路电流输出，实施例中只需其中部分相数输出，实验人员需要根据硬件设计图纸将试验所需的继保输出相接入到机柜端子。在实验接线完成并检查无误后，便可以开启整个实验系统，打开机柜电源，启动继保测试仪、温湿度控制柜、开关电源、前置机，并且检查设备之间通讯情况，保证测试过程中控制命令下发和采集数据上传的有效可靠。
[0079]完成准备工作后，实验人员便可以对实验系统进行远程控制了，通过人机交互界面进入到仿真测试模块，完成实验相关配置，包括实验卡件选择、实验卡槽选择、实验测试用例选择和下发。实施例中测试用例包括空载测试、小电源闭环检测和混合仿真测试。
[0080]首先是空载测试，则是在无卡件的情况下对实验系统进行安全性检查，避免由于实验系统的故障对卡件造成破坏。给适配板输入端子加入仿真实验需要的激励信号，观察适配板输出端子是否输出卡件所需的激励信号，若适配板输出不正常，则应查找原因并排除故障。
[0081]空载测试通过后，便进入带载测试阶段，首先将待测电动头卡件按照硬件设计接线图接入到适配板，将整个测试机箱安置于温湿度控制柜内。并在人机交互界面启动小电源测试用例。在测试过程中，实验人员需要通过实时监视界面监视卡件输出情况，当卡件输出出现异常现象时，系统将会给予故障提示，此时实验人员需要采取相应的应急措施，防止事故发生。
[0082]小电源测试通过后，实验人员便可以通过人机交互界面启动混合仿真测试用例，在此之前可以对测试用例进行针对性的修改和保存。仿真实验过程中，温湿度控制柜将保持或按照测例中设置变化环境温度，实现卡件变工况仿真测试，用户可以通过实时监视界面实时监控卡件输入输出信号和波形。实验中，后台主机对实时上传的实验数据进行阈值判断，根据系统设置的引脚输出信号预警值和报警值对卡件实时响应信号进行判断，当实时信号越限后便通过界面指示灯进行预警或报警提示，报警的同时系统将自动停止实验。
[0083]实验完成后，实验过程数据将全部被保存在服务器数据库中，用户可以随时查看卡件历史测试数据，同时系统可以根据用户自定义自动生成仿真实验报告。
[0084]在整个测试过程中信号加量和采集都是测试系统自动完成，用户不需进行手动操作。综上所述，核电站智能电动头卡件混合仿真测试方法及系统测试的全过程操作简便，使用安全，实现对电动头内部卡件输入输出引脚监测与分析，降低了人工需求。
[0085]可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
【主权项】
1.一种核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述测试系统包括前置控制装置(101)、交流信号装置(102)、采集控制装置(103)、采集适配装置(104)、直流信号装置(105); 所述前置控制装置(101)与所述交流信号装置(102)、所述采集控制装置(103)、所述采集适配装置(104)、所述直流信号装置(105)相连接，用于接收不同的测试用例，将各个所述测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令，并将所述交流信号命令发送至所述交流信号装置(102)，将所述直流信号命令发送至所述直流信号装置(105)，将所述测试控制命令发送至所述采集控制装置(103)，将所述适配反馈命令发送至所述采集适配装置(104); 所述交流信号装置(102)与所述前置控制装置(101)、所述采集控制装置(103)相连接，用于接收所述交流信号命令，根据所述交流信号命令向所述采集控制装置(103)发送交流测试信号； 所述直流信号装置(105)与所述前置控制装置(101)、所述采集控制装置(103)相连接，用于接收所述直流信号命令，根据所述直流信号命令向所述采集控制装置(103)发送直流测试信号； 所述采集控制装置(103)与所述前置控制装置(101)、所述交流信号装置(102)、所述采集适配装置(104)、所述直流信号装置(105)相连接，用于接收所述测试控制命令和所述交流测试信号、所述直流测试信号，根据所述测试控制命令将所述交流测试信号和所述直流测试信号发送至所述采集适配装置(104); 所述采集适配装置(104)与所述采集控制装置(103)相连接，用于接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试；以及接收所述适配反馈命令，根据所述适配反馈命令将所述测试的反馈信号处理并上传至所述前置控制装置(101)。2.根据权利要求1所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述采集控制装置(103)还采集所述交流测试信号上传至所述前置控制装置(101); 所述测试系统还包括: 直流监测装置(106)，与所述直流信号装置(105)、所述前置控制装置(101)相连接，用于采集所述直流测试信号上传至所述前置控制装置(101)。3.根据权利要求2所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述采集控制装置(103)包括主控单元(1031)、开关量输出单元(1032)和模拟量输入单元(1033)，所述主控单元(1031)与所述开关量输出单元(1032)、所述模拟量输入单元(1033)相连接;其中 所述主控单元(1031)与所述前置控制装置(101)相连接，用于接收所述测试控制命令，根据所述测试控制命令，控制所述开关量输出单元(1032)将所述交流测试信号和所述直流测试信号输出至所述采集适配装置(104)，控制所述模拟量输入单元(1033)采集所述交流测试信号输出至所述主控单元(1031)并上传至所述前置控制装置(101); 所述开关量输出单元(1032)与所述交流信号装置(102)、所述采集适配装置(104)、所述直流信号装置(105)相连接，用于接收所述主控单元(1031)的控制命令，控制所述交流测试信号和所述直流测试信号输出至所述采集适配装置(104); 所述模拟量输入单元(1033)与所述交流信号装置(102)相连接，用于接收所述主控单元(1031)的控制命令，采集所述交流测试信号输出至所述主控单元(1031)。4.根据权利要求1所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述采集适配装置(104)包括电动头组合卡件适配单元(1041)和电动头组合卡件测控单元(1042)，所述电动头组合卡件适配单元(1041)与所述电动头组合卡件测控单元(1042)相连接;其中 所述电动头组合卡件适配单元(1041)与所述采集控制装置(103)、所述电动头卡件相连接，用于接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至所述电动头卡件，以及接收所述测试的反馈信号进行调理； 所述电动头卡件测控单元(1042)与所述前置控制装置(101)相连接，用于接收所述适配反馈命令采集调理后的所述测试的反馈信号上传至所述前置控制装置(101)。5.根据权利要求1所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括环境测控装置(107); 所述环境测控装置(107)与所述前置控制装置(101)相连接，所述前置控制装置(101)接收测试用例解析成环境采集命令发送至所述环境测控装置(107)，所述环境测控装置(107)采集周围环境参数信息上传至所述前置控制装置(101)。6.根据权利要求5所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括采用统一的以太网通讯协议进行数据传输的数据交换装置(108); 所述前置控制装置(101)通过所述数据交换装置(108)分别与所述交流信号装置(102)、所述采集控制装置(103)、所述采集适配装置(104)、所述直流信号装置(105)、所述环境测控装置(107)相连接。7.根据权利要求1所述的核电站电动头卡件混合仿真测试系统，其特征在于，所述测试系统包括人机交互终端(109)与服务器(110); 所述服务器(110)与所述人机交互终端(109)、所述前置控制装置(101)相连接，存储所述测试用例以及反馈的所述交流测试信号、所述直流测试信号和所述反馈信号的数据。8.一种核电站电动头卡件混合仿真测试方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:通过前置控制装置(101)接收不同的测试用例，将各个所述测试用例分别解析成交流信号命令、直流信号命令、测试控制命令、适配反馈命令，并将所述交流信号命令发送至交流信号装置(102)，将所述直流信号命令发送至所述直流信号装置(105)，将所述测试控制命令发送至采集控制装置(103)，将所述适配反馈命令发送至采集适配装置(104); S2:通过所述交流信号装置(102)接收所述交流信号命令，根据所述交流信号命令向所述采集控制装置(103)发送交流测试信号;通过所述直流信号装置(105)接收所述直流信号命令，根据所述直流信号命令向所述采集控制装置(103)发送直流测试信号； S3:通过所述采集控制装置(103)接收所述测试控制命令和所述交流测试信号、所述直流测试信号，根据所述测试控制命令将所述交流测试信号和所述直流测试信号发送至所述采集适配装置(104); S4:通过所述采集适配装置(104)接收所述交流测试信号和所述直流测试信号，对所述交流测试信号和所述直流测试信号进行调理并输出至电动头卡件进行测试，并对所述测试的反馈信号进行调理；S5:通过所述采集适配装置(104)接收适配反馈命令，采集所述测试的反馈信号并上传至所述前置控制装置(101)。9.根据权利要求8所述的核电站电动头卡件混合仿真测试方法，其特征在于，在步骤SI之前还包括: S0:通过人机交互终端(109)调用测试用例，并通过服务器(110)下发到前置控制装置(ΙΟΙ)ο10.根据权利要求8所述的核电站电动头卡件混合仿真测试方法，其特征在于， 步骤SI还包括:通过前置控制装置(101)接收环境测试用例，将所述环境测试用例解析成环境采集命令，并将所述环境采集命令发送至环境测控装置(107); 所述测试方法还包括: S6:通过所述环境测控装置(107)采集周围环境参数信息上传至所述前置控制装置(ΙΟΙ)ο11.根据权利要求10所述的核电站电动头卡件混合仿真测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括: S7:通过所述采集控制装置(103)采集所述交流测试信号上传至所述前置控制装置(101);通过直流监测装置(106)，采集所述直流测试信号上传至所述前置控制装置(101)。12.根据权利要求11所述的核电站电动头卡件混合仿真测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括: S8:通过所述前置控制装置(101)将所述采集控制装置(103)上传的交流测试信号、所述采集适配装置(104)上传的反馈信号、所述环境测控装置(107)上传的环境参数信息和所述直流监测装置(106)上传的直流测试信号上传到人机交互终端(109)进行实时展示，同时上传到服务器(110)，并采用标准格式进行存储。
【文档编号】G01R31/00GK105929269SQ201610243548
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】朱效勇, 袁佳煌, 胡清明, 董连生, 任滈, 陈吉胜, 张伟
【申请人】中广核核电运营有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司