用于控制系统的校准设备的制作方法

本发明的实施例总体涉及工业自动控制领域，并且更具体地涉及一种用于控制系统的校准设备。

背景技术：

1、随着工业自动化的发展，控制系统在各行各业的应用越发普遍，而控制系统中所搭载的板卡类型也越来越多。每种板卡在经过一段时间的使用后，都会出现一定程度的参数漂移，尤其是模拟量板卡。因此，每隔一段时间都要对系统中的板卡进行校准和检测。

2、传统的用于控制系统校准的方式，例如采用高精度测量仪表对每个通道打点的方式；例如为每种信号板卡配备对应的高精度源卡进行校准，比如用ao（ao，analog output，模拟信号输出）源卡对ai（ai，analog input，模拟信号输入）板卡进行校准，用ai源卡对ao板卡进行校准，用do（digital output，数字信号输出）源卡对di（digital input，数字信号输入）板卡进行校准，用di源卡对do板卡进行校准；上述两种方法，前者工作量大且操作复杂；后者需要为每个信号类型的板卡准备专用源卡，且对于非标信号还需要重新定制源，成本高昂。

3、综上，传统的用于控制系统校准的方式存在的不足之处在于：在应对控制系统中的多种类型板卡的校对检测需求时，操作复杂且成本高昂。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种用于控制系统的校准设备，能够有效的提高适用于多种类型板卡的校对检测需求，且操作简单硬件成本低。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制系统的校准设备，包括：多个检测单元，耦合于控制单元，用于分别针对检测单元的输入输出进行检测；切换单元，包括多个开关，被配置为基于控制单元所生成的关于校准设备的校准模式控制指令，使得多个开关中的至少部分开关导通或者关断，以便变换多个检测单元的检测通路；以及控制单元，被配置为基于所获取的校准指令，生成关于校准设备的校准模式控制指令，以使得变换后的检测通路与校准设备的校准模式相适应，校准指令至少与待校准的控制系统和/或校准设备相关。

3、在一些实施例中，控制系统的校准设备还包括：信号接口，耦合于切换单元，用于与控制系统连接，使得所连接的控制系统至少可接入部分检测通路，以便针对多个检测单元中的至少一个检测单元输入或输出电信号；以及至少一个通讯接口，被配置为与控制系统通信连接，以便控制单元接收来自所连接的控制系统的校准反馈信息；以及被配置为与上位机连接，以便控制单元接收上位机发送的校准指令和/或向上位机发送校准进度。

4、在一些实施例中，控制系统的校准设备还包括：模式切换按钮，被配置为接收用户的触发操作，以便控制单元基于用户的触发操作生成校准模式控制指令；其中，校准模式控制指令指示关于校准设备的以下至少一项：自校准模式、外校准模式、待自校的准检测单元、待外校准的信号类型。

5、在一些实施例中，多个检测单元包括：模拟信号检测单元，包括模拟信号输出检测单元和模拟信号输入检测单元；以及数字信号检测单元，包括数字信号输出检测单元和数字信号输入检测单元。

6、在一些实施例中，变换后的检测通路支持以下电信号传输关系中的一项或多项：通过模拟信号检测单元接收控制系统输出的模拟信号；通过数字信号检测单元接收控制系统输出的数字信号；通过模拟信号检测单元向控制系统输出模拟信号；通过数字信号检测单元向控制系统输出数字信号；通过模拟信号检测单元向数字信号检测单元输出模拟信号；通过数字信号检测单元向模拟信号检测单元输出数字信号；通过模拟信号输出检测单元接收模拟信号输入检测单元输出的模拟信号；通过数字信号输出监测单元接收数字信号输入检测单元输出的数字信号。

7、在一些实施例中，切换单元中的多个开关组成多条开关支路，多条开关支路包括：第一开关支路，被配置为第一开关支路的第一开关闭合后建立模拟信号输出检测单元和信号接口之间的电连接；第二开关支路，被配置为第二开关支路的第二开关闭合后建立模拟信号输出检测单元和模拟信号输入检测单元之间的电连接；第三开关支路，被配置为第三开关支路的第三开关闭合后建立模拟信号输入检测单元和信号接口之间的电连接；第四开关支路，被配置为第四开关支路的第四开关闭合后建立数字信号输入检测单元和信号接口之间的电连接；第五开关支路，被配置为第五开关支路的第五开关闭合后建立模拟信号输入检测单元和数字信号输出检测单元之间的电连接；第六开关支路，被配置为第六开关支路的第六开关闭合后建立数字信号输出检测单元和信号接口之间的电连接；第七开关支路，被配置为第七开关支路的第七开关闭合后建立数字信号输入检测单元和数字信号输出检测单元之间的电连接。

8、在一些实施例中，控制单元被配置为：响应于确定所生成的校准模式控制指令指示自校准模式，控制切换单元，以实现信号接口和用于模拟信号检测的第一模拟信号检测单元之间的电连接，以便校准第一模拟信号检测单元；控制切换单元分别建立多个检测单元中的第一模拟信号检测单元与多个检测单中的其他检测单元之间的电连接，或者建立其他检测单元中的两个检测单元之间的电连接，以便直接或间接的基于已校准的第一模拟信号检测单元，校准其他检测单元；其中，第一标准模拟信号源是模拟输入信号或者模拟输出信号。

9、在一些实施例中，控制单元还被配置为：响应于确定所生成的校准模式控制指令指示外校准模式，确定所接收的校准指令所指示的信号类型和待校准目标；在校准设备进入外校准模式之前，使得校准设备进入自校准模式，以便基于所确定的信号类型，至少针对所确定的信号类型所对应的检测单元进行自校准；以及通过已校准的检测单元，执行校准指令，以校准检测单元所连接的待校准的控制系统。

10、在一些实施例中，控制单元还被配置为：基于第一标准模拟信号源和校准指令所指示的校准精度阈值，对多个预定的检测点进行校准，检测点指示关于校准设备的待校准的最大量程的比例；基于每个检测点的校准结果，将每两个相邻的检测点的校准结果拟合，以生成至少一条关于相邻检测点所对应的量程范围的拟合直线；以及基于拟合结果确定多个预定的检测点所指示的各量程范围的自校准结果。

11、在一些实施例中，控制单元还被配置为：响应于确定一条拟合直线不符合预定的校准精度阈值，在所确定的不符合校准精度阈值的拟合直线所对应的两个相邻检测点之间，确定至少一个新的检测点；对新的检测点进行校准；基于新的检测点的校准结果，将所确定的不符合校准精度阈值的拟合直线所对应的量程范围内的每两个相邻的检测点的校准结果重新拟合，以生成至少两条新的拟合直线。

12、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种用于控制系统的校准设备，其特征在于，包括：

2. 根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，还包括：

4. 根据权利要求2所述的校准设备，其特征在于，所述多个检测单元包括：

5.根据权利要求4所述的校准设备，其特征在于，变换后的检测通路支持以下电信号传输关系中的一项或多项：

6.根据权利要求4所述的校准设备，其特征在于，所述切换单元中的多个开关组成多条开关支路，所述多条开关支路包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的校准设备，其特征在于，所述控制单元被配置为：

8.根据权利要求7所述的校准设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为：

9.根据权利要求7所述的校准设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为：

10.根据权利要求9所述的校准设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为：

技术总结
本发明的实施例涉及一种用于控制系统的校准设备。该设备包括：多个检测单元，耦合于控制单元，用于分别针对检测单元的输入输出进行检测；切换单元，包括多个开关，被配置为基于控制单元所生成的关于所述校准设备的校准模式控制指令，使得多个开关中的至少部分开关导通或者关断，以便变换多个检测单元的检测通路；以及控制单元，被配置为基于所获取的校准指令，生成关于校准设备的校准模式控制指令，以使得变换后的检测通路与校准设备的校准模式相适应，所述校准指令至少与待校准的控制系统和/或所述校准设备相关。由此，能够有效的提高适用于多种类型板卡的校对检测需求，且操作简单硬件成本低。

技术研发人员：朱宗志,屠烟波,高棋兴,解群眺
受保护的技术使用者：浙江国利信安科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15