一种核电仪控机柜状态监测装置的制作方法

本实用新型涉及核控制技术领域，尤其涉及一种核电仪控机柜状态监测装置。

背景技术：

在核电仪控系统中，监测机柜状态主要采用的方法：利用机柜内现有的板卡和网络进行机柜状态采集、输出和上报。例如使用柜内的RTD板卡采集机柜的温度，使用柜内的DI板卡采集柜门开关、风扇电源等开关量信号，处理结果通过通信发送给主控制器板卡，主控制器板卡进行处理之后控制DO板卡驱动柜门灯报警，并将采集、处理结果上报至网关/服务器站。

利用机柜内现有的板卡和网络进行监测的方法具有以下问题：

1)监测不含智能板卡的机柜比如电源机柜，则需要将柜内传感器接口引出到含有板卡的机柜进行数据采集、输出和通信，会增加柜间走线。

2)机柜内的正常工作系统和监测系统采用同一套系统，如果正常工作系统出现问题了，监测系统很可能也无法正常工作，起不到监测作用。

技术实现要素：

为了解决上述问题。本实用新型提供了一种核电仪控机柜状态监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案包括：

一种核电仪控机柜状态监测装置，包括单片机和分别与单片机相连的热电阻采集通道、数字量采集通道、脉冲量采集通道、通信模块、电源模块，

所述热电阻采集通道包括一路RTD通道，用于采集机柜内温度；

所述数字量采集通道用于采集机柜的开关量信号，包括八路DI通道；

所述脉冲量采集通道采集脉冲信号，用于监测冗余控制器板卡的运行状态，包括两路PI通道；

所述通信模块用于状态监测装置与外界进行通信，包括两路RS485通道；

所述电源模块包括两路24V电源输入通道。

进一步，所述八路DI通道采集的开关量信号包括柜门开关、风扇开关、机箱电源开关信号。

进一步，所述数字量采集通道包括多个预留通道，用于增加监测点。

进一步，还包括数字量输出通道，所述数字量输出通道用于报警输出，包括三路DO通道，一路DO输出通道用于驱动机柜柜门报警灯和两路DO输出触点信号通道用于执行报警动作。

进一步，所述电源模块入口端设置防护滤波电路。

本装置的主要优点为：

1)减少柜间接线，易于工程应用；

2)有单独的供电电源和通信链路，作为第三方监测装置有良好的独立性；

3)可对工作参数进行配置，功能更加丰富，使用更加灵活；

4)体积较少，为机柜节省空间，且安装方式灵活，既支持35mm DIN导轨固定，也支持螺钉固定。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型在被监测系统中的应用示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本实用新型，而非对本实用新型的限定性解释；并且只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

下面通过附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述：

如图1，核电仪控机柜状态监测装置(简称CMU)，以16位单片机为核心和分别与单片机相连的热电阻采集通道、数字量采集通道、脉冲量采集通道、数字量输出通道、RS485通信模块、电源模块。通道、通信模块、单片机互相之间隔离。

热电阻采集通道用于采集机柜内温度，包括一路RTD通道，1路RTD通道采用PT100铂热电阻作为测温元件，采集机柜内温度，测温精度高。PT100模拟量信号经过ADC芯片转换为数字量信号，数字量信号通过SPI通信发送给单片机进行处理。隔离模块可以实现RTD通道的电源和信号与单片机系统隔离。(ADC名词解释：Analog-to-Digital Converter的缩写，指模数转换器。SPI名词解释：Serial Peripheral Interface的缩写，是一种高速的，全双工，同步的串行通信总线。)

数字量采集通道包括八路DI通道，用于采集柜门开关、风扇开关、机箱电源开关等开关量信号，并且预留了多个预留通道方便后续增加监测点。八路DI通道与单片机及外围电路采用光耦隔离模块进行隔离。隔离的目的是保护单片机系统。

脉冲量采集通道采集脉冲信号，用于监测冗余控制器板卡的运行状态，包括两路PI通道。两路PI通道与单片机及外围电路采用光耦隔离模块进行隔离。

数字量输出通道用于报警输出，包括三路DO通道，三路DO通道采用继电器与单片机及外围电路隔离。其中1路DO输出24V，用于驱动柜门报警灯，2路DO输出触点信号，用于执行其他报警动作。

通信模块用于CMU与外界进行通信，通信应用层协议为MODBUS，物理层接口为RS485。该部分包括两路RS485通信，(即A路485通信和B路485通信)，每一路RS485通信设置端口防护模块、485收发器和光耦隔离模块。RS485通信可以分别与网关/服务器站的主/从控制器板卡连接实现冗余的MODBUS通信，以读取机柜当前运行状态。另外，CMU支持参数配置功能。将CMU的RS485通道接口与PC机的串口连接，则可通过PC机上安装的参数配置软件向CMU写入参数配置信息，主要可配置的内容包括：温度或者柜门开关等不同类型的报警功能使能与禁止、某种报警通过哪路数字量通道进行输出、温度报警的限值、RTD采集断线上报值选择等。(MODBUS名称解释：MODBUS是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。)

电源模块采用了冗余设计，包括两路24V电源输入通道。电源输入端口经过了防护滤波电路，可满足浪涌、快速脉冲群等EMC要求，使装置可靠性更高。两路电源输入通道经过电源输入端口的防护滤波电路后分成四路，其中三路通道分别连接隔离DCDC模块，另一路为一路DO通道、2路PI通道和8路DI通道供电。经过隔离DCDC模块后的一路5V电压为各通道隔离后端和单片机及外围电路提供电源，两路3.3V电压分别为A路和B路485通信通道提供电源。(DCDC名词解释：直流变直流。)

如图2，CMU在监测系统中的应用。

Gatway：将状态监测装置(CMU)采集的状态信息传送给服务器。

图中的服务器A包含了实时服务器A和历史服务器A，服务器B包含了实时服务器B和历史服务器B。实时服务器用来接收通讯站的实时信息；对状态信息进行报警逻辑判断，并对报警信息进行管理，例如报警确认。历史服务器用来对实时信息记录保存。

OPS为操作站：接受来自服务器A和服务器B的信息。显示所有的机柜状态信息、报警信息。

最后需要说明的是，上述说明仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本实用新型技术方案保护的范围。