專利名稱：一種dcs系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核電站領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字化核電站控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
核電站的DCS控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中要對(duì)產(chǎn)生的各種工況狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，控制的時(shí)效性尤為重要，控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是否精確、是否按預(yù)定要求實(shí)現(xiàn)控制是核電站控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有的核電站控制系統(tǒng)都是模擬系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間較數(shù)字電站控制系統(tǒng)而言較方便測(cè)得響應(yīng)時(shí)間。由于計(jì)算機(jī)的引入，使得核電站DCS控制系統(tǒng)能夠同時(shí)處理數(shù)以萬(wàn)計(jì)的運(yùn)算、報(bào)警、故障等信息，工作的效率大大加強(qiáng)。但由于Windows調(diào)度時(shí)間的不確定性而使得響應(yīng)時(shí)間不方便測(cè)試，而模擬系統(tǒng)的控制時(shí)間測(cè)試手段不能夠應(yīng)用到數(shù)字系統(tǒng)上，因此，就需要提供一種適合DCS控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試裝置，來(lái)完成對(duì)各種信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間測(cè)試。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有手段無(wú)法對(duì)數(shù)字化核電站DCS控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種利用可編程邏輯器件接收受控設(shè)備和DCS系統(tǒng)控制端的信號(hào)來(lái)判斷DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的測(cè)試裝置。具體方案如下一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，包括一個(gè)用于接收并處理信號(hào)的FPGA，一個(gè)用于轉(zhuǎn)換受控設(shè)備圖像顏色變化的光電轉(zhuǎn)換模塊，其中FPGA分別與光電轉(zhuǎn)換模塊和受控設(shè)備連接，光電轉(zhuǎn)換模塊與DCS控制端連接。為便于人員實(shí)時(shí)了解當(dāng)前測(cè)試狀況；所述FPGA連接有一個(gè)用于顯示FPGA處理過(guò)程和結(jié)果的顯示終端，為方便FPGA進(jìn)行信號(hào)處理；所述FPGA與受控設(shè)備之間設(shè)置有將動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)的光電耦合器。為精確采集時(shí)間的變化點(diǎn)；所述受控設(shè)備通過(guò)IO板卡、服務(wù)器與DCS控制端連接， 受控設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)由IO板卡采集后沿服務(wù)器傳送到DCS控制端。為了方便信號(hào)采集；所述DCS控制端設(shè)置有監(jiān)視受控設(shè)備的顯示屏，顯示屏利用不同的顏色變化來(lái)區(qū)分同一受控設(shè)備是否接到控制信號(hào)。為提高光電轉(zhuǎn)換的精度；所述光電轉(zhuǎn)換模塊采用PMT光電轉(zhuǎn)換模塊。本實(shí)用新型利用FPGA接收同一個(gè)受控設(shè)備收到控制信號(hào)時(shí)的動(dòng)作變化時(shí)間和 DCS控制端收到的回饋時(shí)間，經(jīng)過(guò)計(jì)算即可得到當(dāng)前受控設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間，光電轉(zhuǎn)換模塊能夠及時(shí)根據(jù)DCS控制端表示受控設(shè)備的圖像顏色變化，向FPGA發(fā)出電平信號(hào)，保證了時(shí)間計(jì)算的準(zhǔn)確性。利用顯示終端能夠了解當(dāng)前受控設(shè)備響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果，方便觀察人員的了解。本實(shí)用新型能夠?qū)?shù)字化核電站儀控系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行全面驗(yàn)證，從而保證核電站的可靠及穩(wěn)定運(yùn)行。
附圖1本實(shí)用新型與數(shù)字化核電站DCS控制系統(tǒng)的連接示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-DCS控制端、2-服務(wù)器、3-1/0板卡、4-受控設(shè)備、5-光電耦合器、6-FPGA、7-光電轉(zhuǎn)換模塊、8-顯示終端。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，數(shù)字化核電站中DCS控制系統(tǒng)對(duì)受控設(shè)備的控制過(guò)程為，在DCS控制端1利用網(wǎng)絡(luò)通過(guò)服務(wù)器2、I/O板卡3與各種受控設(shè)備4連接，當(dāng)DCS控制端1對(duì)受控設(shè)備4發(fā)出控制信號(hào)時(shí)，受控信號(hào)通過(guò)上述部件傳到受控設(shè)備，受控設(shè)備4根據(jù)受控信號(hào)的內(nèi)容產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，受控設(shè)備4的動(dòng)作變化由I/O板卡3中的采集板卡進(jìn)行采集并回傳到 DCS控制端1，在DCS控制端的顯示屏上有各個(gè)受控設(shè)備4的原始狀態(tài)，并分別用一個(gè)基色來(lái)表示受控設(shè)備未收到控制信號(hào)時(shí)的狀態(tài)，當(dāng)采集板卡采集的信號(hào)回傳到DCS控制端時(shí)， 在DCS控制端上相應(yīng)的受控設(shè)備的基色就會(huì)發(fā)生改變，從而表示受控設(shè)備已經(jīng)完成控制過(guò)程，本方案的目的就是測(cè)試出受控設(shè)備4接到控制信號(hào)后反應(yīng)到DCS控制端1的時(shí)間，也就是受控設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。如圖1所示，本方案的測(cè)試裝置包括用于接收并處理信號(hào)的可編程邏輯器件 FPGA6，反映FPGA處理過(guò)程和結(jié)果的顯示終端8，用于轉(zhuǎn)換DCS控制端受控設(shè)備圖像顏色變化的光電轉(zhuǎn)換模塊7，其中FPGA6分別與顯示終端8、光電轉(zhuǎn)換模塊7和受控設(shè)備4連接，光電轉(zhuǎn)換模塊6與DCS控制端1連接，在FPGA6與受控設(shè)備4之間設(shè)置有將受控設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)輸出的光電耦合器5。本方案的工作過(guò)程如下受控設(shè)備在接到DCS控制端發(fā)出的控制信號(hào)時(shí)會(huì)作出相應(yīng)的動(dòng)作變化，這就觸發(fā)了線路上的光電耦合器將開(kāi)關(guān)動(dòng)作轉(zhuǎn)換成電平變化并發(fā)送到FPGA 上，F(xiàn)PGA在接到電平信號(hào)時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，受控設(shè)備的動(dòng)作變化同時(shí)還會(huì)被I/O板卡中的采集板卡獲取并經(jīng)過(guò)服務(wù)器回傳到DCS控制端，DCS控制端在接到采集信號(hào)后會(huì)改變顯示屏上相應(yīng)受控設(shè)備的基色，此時(shí)PMT光電轉(zhuǎn)換模塊會(huì)檢測(cè)到此圖像的顏色變化，并向FPGA發(fā)送3. 3V的TTL電平信號(hào)，F(xiàn)PGA收到此3. 3V的電平信號(hào)時(shí)即停止定時(shí)器的計(jì)時(shí)， 此時(shí)在顯示終端上顯示的從收到光電耦合器的電平信號(hào)至收到光電轉(zhuǎn)換模塊的電平信號(hào)之間的時(shí)間即為該受控設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。通常DCS控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間在200ms至500ms 之間，受控設(shè)備不同而時(shí)間也有所不同，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格書(shū)要求的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)，能夠判定測(cè)試指標(biāo)是否合格。本方案中可編程邏輯器件FPGA的內(nèi)部采用自頂向下(TOP-DOWN)的設(shè)計(jì)原則，利用行為描述語(yǔ)言對(duì)光電耦合器發(fā)送來(lái)的信號(hào)、光電轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行時(shí)間計(jì)算編程，經(jīng)過(guò)綜合、優(yōu)化、并針對(duì)所選用的器件進(jìn)行映射、布局、布線后，進(jìn)行功能仿真、時(shí)序仿真、器件驗(yàn)證，從而得到受控設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。
權(quán)利要求1.一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，包括一個(gè)用于接收并處理信號(hào)的 FPGA(6)，一個(gè)用于轉(zhuǎn)換受控設(shè)備圖像顏色變化的光電轉(zhuǎn)換模塊(7)，其中FPGA(6)分別與光電轉(zhuǎn)換模塊(7)和受控設(shè)備(4)連接，光電轉(zhuǎn)換模塊(7)與DCS控制端(1)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，所述FPGA(6)連接有一個(gè)用于顯示FPGA處理過(guò)程和結(jié)果的顯示終端(8)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，所述FPGA(6)與受控設(shè)備(4)之間設(shè)置有將動(dòng)作信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)的光電耦合器(5)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，所述受控設(shè)備 ⑷通過(guò)IO板卡(3)、服務(wù)器⑵與DCS控制端(1)連接，受控設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)由IO板卡采集后沿服務(wù)器傳送到DCS控制端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，所述DCS控制端(1)設(shè)置有監(jiān)視受控設(shè)備的顯示屏，顯示屏利用不同的顏色變化來(lái)區(qū)分同一受控設(shè)備是否接到控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊(7)采用PMT光電轉(zhuǎn)換模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種DCS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試裝置，涉及核電站領(lǐng)域，包括一個(gè)顯示FPGA處理過(guò)程和結(jié)果的顯示屏，一個(gè)用于接收并處理信號(hào)的FPGA模塊，一個(gè)用于轉(zhuǎn)換受控設(shè)備圖像顏色變化的光電轉(zhuǎn)換模塊，其中FPGA分別與顯示屏、光電轉(zhuǎn)換模塊和受控設(shè)備連接，光電轉(zhuǎn)換模塊與DCS控制端連接。本實(shí)用新型利用FPGA接收同一個(gè)受控設(shè)備收到控制信號(hào)時(shí)的動(dòng)作變化時(shí)間和DCS控制端收到的回饋時(shí)間，經(jīng)過(guò)計(jì)算即可得到當(dāng)前受控設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。本實(shí)用新型能夠?qū)?shù)字化核電站儀控系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行全面驗(yàn)證，從而保證核電站的可靠及穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)G05B23/02GK202189274SQ20112029053
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者宋立新, 曹宗生, 裴紅偉 申請(qǐng)人:中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司, 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司