一種斜波信號發(fā)生裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明所提供的一種斜波信號發(fā)生裝置，包括：人機(jī)交互模塊，用于接收斜波信號的屬性，包括斜率、上升狀態(tài)、下降狀態(tài)、上限值、下限值和保持指令；中央處理模塊，與所述人機(jī)交互模塊連接，用于對斜波信號的屬性進(jìn)行解析，并控制與其連接的斜波電壓輸出模塊進(jìn)行斜波信號的電壓輸出；電源模塊，用于向上述各模塊供電。由上，實(shí)現(xiàn)接收操作人員所輸入的斜波信號，該斜波信號可以為上升、下降和水平電壓信號，以在核電站檢修期間，模擬出反應(yīng)功率運(yùn)行狀態(tài)的電壓值及變化趨勢。
【專利說明】
-種斜波信號發(fā)生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及核電站控制技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種斜波信號發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)在役核電站換料運(yùn)行周期為12~18個(gè)月，在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)要對核電 站的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行一次較為全面的預(yù)防性維修，即通常所講的核電站大修。核電站大修質(zhì) 量對于核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。大修是所有電站都有的，核電站在經(jīng) 過一定時(shí)間運(yùn)行后都要對一些平時(shí)運(yùn)行時(shí)不能修的部件進(jìn)行檢修，同時(shí)也要對設(shè)備進(jìn)行一 次全范圍的體檢，確保設(shè)備是安全可用的
[0003] 核儀表系統(tǒng)(RPN系統(tǒng)，又叫核功率測量系統(tǒng)，W下簡稱RPN)是核電站非常重要的 組成系統(tǒng)，RPN系統(tǒng)的主要功能是：1、連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆功率，功率水平的變化即反應(yīng)堆軸向 功率分布;2、通過功率測量通道所得信號計(jì)算，可監(jiān)測反應(yīng)堆徑向功率的傾斜和軸向功率 的偏差;3、向功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)提供功率量程范圍內(nèi)中子注量率信息;4、它在 安全方面的作用是通過功率量程測量通道高中子注量率和中子注量率變化率高信號觸發(fā) 反應(yīng)堆緊急停閉。
[0004] RPN系統(tǒng)所需測定的范圍是從額定功率的1(T9直至額定功率的200%。核電站正常 運(yùn)行時(shí)，將反應(yīng)堆的功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換成為電壓信號，即停止0功率對應(yīng)0V，滿功率100%對應(yīng) 5V，并將該電壓信號發(fā)送給后端儀器儀表進(jìn)行監(jiān)測和運(yùn)算動作。
[0005] 在檢修期間，如何模擬該功率運(yùn)行狀態(tài)的電壓值及變化趨勢，對于核電站在檢修 期的測試便顯得異常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種斜波信號發(fā)生裝置，包括：
[0007] 人機(jī)交互模塊，用于接收斜波信號的屬性，包括斜率、上升狀態(tài)、下降狀態(tài)、上限 值、下限值和保持指令；
[000引中央處理模塊，與所述人機(jī)交互模塊連接，用于對斜波信號的屬性進(jìn)行解析，并控 制與其連接的斜波電壓輸出模塊進(jìn)行斜波信號的電壓輸出；
[0009] 電源模塊，用于向上述各模塊供電。
[0010] 由上，實(shí)現(xiàn)接收操作人員所輸入的斜波信號，該斜波信號可W為上升、下降和水平 電壓信號，W在核電站檢修期間，模擬出反應(yīng)功率運(yùn)行狀態(tài)的電壓值及變化趨勢。
[0011] 可選的，所述人機(jī)交互模塊包括薄膜按鍵和顯示模塊，所述顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所 述薄膜按鍵所輸入的內(nèi)容。
[0012] 可選的，所述人機(jī)交互模塊包括還包括靜電保護(hù)模塊，與所述薄膜按鍵連接。
[0013] 由上，實(shí)現(xiàn)防止人體靜電等對電路器件的損害。
[0014] 可選的，還包括操作判斷模塊，與所述薄膜按鍵連接，用于檢測薄膜按鍵是否被誤 操作。
[0015] 可選的，所述檢測薄膜按鍵是否被誤操作包括：
[0016] 當(dāng)檢測到薄膜按鍵被按下時(shí)，設(shè)定一延時(shí)間隔Tl;
[0017] 由薄膜按鍵第一次被按下其，每間隔T2時(shí)長進(jìn)行按鍵狀態(tài)采集，連續(xù)采集N次；
[0018] 將運(yùn)N次采樣值進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，如果運(yùn)算結(jié)果一致，表示薄膜按鍵被按下；
[0019] 其中，Tl = 15mS、T2 = 10mS、N=3。
[0020] 由上，實(shí)現(xiàn)避免接收到用戶通過人機(jī)交互模塊的誤操作。可W達(dá)到時(shí)間耗費(fèi)在允 許范圍內(nèi)，屏蔽環(huán)境中帶來的干擾，最大程度的減少按鍵誤檢的次數(shù)，更有效的檢測按鍵狀 態(tài)。
[0021] 可選的，在所述中央處理模塊與所述斜波電壓輸出模塊之間，還包括信號平滑處 理模塊，用于修正中央處理模塊向斜波電壓輸出模塊輸出數(shù)據(jù)的步長。
[0022] 可選的，所述平滑處理包括：
[0023] 依據(jù)W下公式計(jì)算出修正步長后中央處理模塊向斜波電壓輸出模塊輸出數(shù)據(jù)N;
[0024] N=NO+ A N = N0+T* A NO = N0+T* ((S* 10-3) /10巧 16)，式中 VO表示斜波電壓輸出模 塊40最初輸出的電壓值;H表示上限值;S表示斜率;NO表示最初輸出的電壓值VO所對應(yīng)的轉(zhuǎn) 換數(shù)字量，NO= (V0/10)*216; A NO表示根據(jù)斜率S計(jì)算出的每秒鐘轉(zhuǎn)換的更新變長，A NO = (S*10-3)/10巧16;T表示設(shè)定的更新時(shí)間間隔，T = 6mS;AN表示實(shí)際對應(yīng)T時(shí)間間隔所更新 的步長，A N=T* A NO。
[0025] 由上，通過設(shè)定適宜步長，W使輸出的電壓平滑。
[00%]可選的，所述電源模塊包括：
[0027]電池；
[00%]第一非隔離開關(guān)電源，與所述電池連接，用于輸出12V供電電壓；
[0029] 隔離開關(guān)電源，與所述第一非隔離開關(guān)電源連接，用于輸出5V供電電壓；
[0030] 第二非隔離開關(guān)電源，與所述電池連接，用于輸出3.3V供電電壓。
[0031] 可選的，還包括：
[0032] 運(yùn)算放大器，與所述斜波電壓輸出模塊連接，用于將斜波電壓輸出模塊所輸出的0 ~2.5V電壓放大為0~10V;
[0033] 化Q分壓電阻，與所述運(yùn)算放大器連接；
[0034] IOKQ分壓電阻，與所述運(yùn)算放大器連接。
[0035] 由上，通過不同電壓值的輸出，滿足核電站現(xiàn)場多儀表接口的要求。
[0036] 可選的，還包括：
[0037] 報(bào)警模塊；
[0038] 所述中央處理模塊還用于對人機(jī)交互模塊所接收斜波信號的屬性進(jìn)行合理性判 斷，依據(jù)判斷結(jié)果控制報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0039] 由上，實(shí)現(xiàn)對于所輸入數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。
【附圖說明】
[0040] 圖1為本發(fā)明裝置的原理示意圖；
[0041] 圖2為薄膜按鍵的示意圖；
[0042] 圖3為中央處理模塊的忍片管腳圖；
[0043] 圖4為中央處理模塊的最小系統(tǒng)電路原理示意圖；
[0044] 圖5為電流輸出模塊中AD5420忍片的內(nèi)部原理圖；
[0045] 圖6為電流輸出模塊的電路原理示意圖；
[0046] 圖7為斜波電壓輸出模塊中AD5683忍片的內(nèi)部原理圖；
[0047] 圖8為斜波電壓輸出模塊的電路原理示意圖；
[004引圖9為電源模塊的電路原理示意圖；
[0049] 圖10(A)為本發(fā)明裝置的主視圖；
[0050] 圖10(B)為本發(fā)明裝置的后視圖。
[0051] 圖1、4、6、8、9中，實(shí)線表示信號傳輸，虛線表示供電傳輸。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種斜波信號發(fā)生裝置，實(shí)現(xiàn)由操作 人員控制輸出斜波信號，該斜波信號可W為上升、下降和水平電壓信號，W在核電站檢修期 間，模擬出反應(yīng)功率運(yùn)行狀態(tài)的電壓值及變化趨勢。
[0053] 如圖1所示，本裝置包括中央處理模塊10, W及分別與其連接的人機(jī)交互模塊20、 電流輸出模塊30、斜波電壓輸出模塊40、電源模塊50和報(bào)警模塊60。所述中央處理模塊10、 電流輸出模塊30、斜波電壓輸出模塊40和報(bào)警模塊60可焊接與PCB板上。
[0054] 人機(jī)交互模塊20包括操作按鍵W及顯示模塊，其中，操作按鍵用于設(shè)定斜波信號 的屬性，包括設(shè)定斜波的斜率、上升狀態(tài)、下降狀態(tài)、上限值、下限值和保持功能。顯示模塊 用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前所設(shè)定的值。
[0055] 所述顯示模塊選用12864型的液晶顯示器，帶中文字庫的12864是一種具有4位/8 位并行，2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液 晶顯示模塊;其顯示分辨率為128X64,內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符 集。利用該顯示模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形 界面?？蒞顯示8X4行16 X 16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。
[0056] 如圖2所示，操作按鍵通過薄膜按鍵開關(guān)實(shí)現(xiàn)，薄膜按鍵開關(guān)來實(shí)現(xiàn)功能。所述薄 膜按健(Metal dome array)，是一塊帶觸點(diǎn)的PET薄片(包括金屬彈片），用在PCB、FPC等線 路板上作為開關(guān)使用。與傳統(tǒng)的硅膠按鍵相比，薄膜按鍵具有更好的手感、更長的壽命。薄 膜按健上的觸點(diǎn)位于PCB板上的導(dǎo)電部位(大部分位于線路板上的金手指上方），當(dāng)按鍵受 到外力按壓時(shí)，觸點(diǎn)的中屯、點(diǎn)下凹，接觸到PCB上的線路，從而形成回路，電流通過，整個(gè)產(chǎn) 品就得W正常工作。
[0057] 薄膜按鍵都是"按鍵+薄膜"的基本結(jié)構(gòu)，所W，按鍵的手感方面取決于薄膜按鍵的 設(shè)計(jì)。考慮到開關(guān)觸點(diǎn)的分離和回彈的可靠性，薄膜的厚度一般選擇在0.125-0.2mm為最 佳，過薄回彈無力，觸點(diǎn)分離不靈敏。過厚反應(yīng)遲純增加操作力度。鍵體采用方形按鍵或圓 形鍵按，對角線長度或直徑大于12mm時(shí)，選用0.15或0.2毫米厚的薄膜。薄膜稍厚，反彈有 力，鍵體經(jīng)多次按后薄膜松弛的傾向較小，從而保證觸點(diǎn)的正常工作。當(dāng)隔離層愈薄，電路 基材薄膜厚度應(yīng)該要厚，過薄的薄膜容易出現(xiàn)觸點(diǎn)的自通。平面型按鍵允許選用稍厚一點(diǎn) 的薄膜材料，而用作于電路觸點(diǎn)鼓泡的薄膜一般宜采用0.125毫米厚的薄膜，只有在鼓泡球 徑大而球頂?shù)南腋咻^小的情況下，才宜采用較厚的薄膜。薄膜按鍵是電子按鍵產(chǎn)品中必備 的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，它是金屬彈黃片按鍵產(chǎn)品和導(dǎo)電膠按鍵產(chǎn)品內(nèi)置的導(dǎo)電膜。薄膜按鍵的結(jié)構(gòu) 非常簡單，直接將接觸的按鍵蓋、鍵帽取下W后可W看到按鍵下方的薄膜電路和電路板。 [0化引按鍵包括功能區(qū)域的"上升"、"下降"、"保持"，還包括參數(shù)調(diào)整區(qū)域的"增加"、"減 小"、"左移"、"右移"。
[0059] 系統(tǒng)上電后，顯示模塊即亮起，系統(tǒng)顯示斜波的初始默認(rèn)值，例如斜率120mV/s，上 限值對應(yīng)120%FP核功率），下限0.000V。
[0060] 在設(shè)定斜率時(shí)，接收用戶按下"左移"或"右移"按鍵，每按下一次"左移"按鍵，顯示 模塊所顯示的光標(biāo)左移一位，每按下"右移"按鍵一次，顯示模塊所顯示的光標(biāo)右移一位;其 次，接收用戶按下"增加"或"減小"按鍵來增大或減小相應(yīng)位的數(shù)值，修改完的斜率值可實(shí) 時(shí)的顯示在顯示模塊上。
[0061] 上限值和下限值設(shè)定時(shí)，接收用戶按下"左移"或"右移"按鍵W確定上限值或下限 值的相應(yīng)位，然后接收"增加"或"減小"鍵來修改上限值的當(dāng)前選定位，其具體過程與斜率 設(shè)定相同。
[0062] 在完成設(shè)定斜率值、上限值和下限值后即可進(jìn)行上升值設(shè)定，接收用戶按下功能 設(shè)定區(qū)域中的"上升"按鍵，則接收到上升斜波信號指令，W便在后續(xù)輸出相應(yīng)的上升斜波 信號，具體將在后文詳述。
[0063] 同理，按下"下降"按鍵，則接收到下降斜波信號指令，W便在后續(xù)輸出相應(yīng)的下降 斜波信號。
[0064] 另外，在任何時(shí)刻，當(dāng)接收到用戶所按下的"保持"按鈕，則保持當(dāng)前值輸出水平電 壓信號。在上升或下降過程中可設(shè)定保持當(dāng)前值輸出，按下保持按鍵即可進(jìn)入保持功能，輸 出當(dāng)前電壓電流值且保持不變。具體將在后文詳述。
[0065] 較佳的，人機(jī)交互模塊20還包括靜電保護(hù)模塊，與所述各個(gè)薄膜按鍵連接，W防止 人體靜電等對電路板或忍片器件的損害。本實(shí)施例中，所述靜電保護(hù)模塊采用ESD保護(hù)忍 片，W對整個(gè)發(fā)明裝置進(jìn)行靜電保護(hù)。
[0066] 另外，所述人機(jī)交互模塊20還包括誤操作判斷模塊(未圖示），分別與所述各個(gè)薄 膜按鍵連接，用于檢測各個(gè)薄膜按鍵是否被誤操作。所述誤操作判斷模塊持續(xù)采集薄膜按 鍵的輸入狀態(tài)，當(dāng)檢測到薄膜按鍵狀態(tài)發(fā)生變化后（例如電平發(fā)生變化），則首先延時(shí)一定 時(shí)間間隔Tl,然后W每隔固定時(shí)間T2進(jìn)行按鍵狀態(tài)采集，連續(xù)采集N次，將運(yùn)N次采樣值進(jìn)行 "與"邏輯運(yùn)算，如果運(yùn)算結(jié)果相同，就認(rèn)為狀態(tài)改變?？紤]用戶對按鍵進(jìn)行操作時(shí)按下和松 開按鍵的時(shí)效性，按鍵抖動回彈及環(huán)境中干擾噪聲等，Tl、T2和N選擇W下數(shù)值時(shí)：Tl = 15mS、T2=10mS、N = 3?；诖?，可W達(dá)到時(shí)間耗費(fèi)在允許范圍內(nèi)，屏蔽環(huán)境中帶來的干擾， 最大程度的減少按鍵誤檢的次數(shù)，更有效的檢測按鍵狀態(tài)。
[0067] 中央處理模塊10與所述人機(jī)交互模塊20連接，用于對用戶通過人機(jī)交互模塊20設(shè) 定斜波信號的屬性進(jìn)行解析，解析出轉(zhuǎn)換數(shù)字量，W控制電流輸出模塊30、斜波電壓輸出模 塊40進(jìn)行電流值、電壓值的輸出，W及控制顯示模塊60顯示。例如，中央處理模塊10接收人 機(jī)交互模塊20所設(shè)定的斜率等屬性，對應(yīng)解析出上述屬性對應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)字量，將上述轉(zhuǎn)換 數(shù)字量輸出給斜波電壓輸出模塊40,則斜波電壓輸出模塊40將上述轉(zhuǎn)換數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓 值并輸出。對應(yīng)的，電流輸出模塊30所輸出的電流值與所述斜波電壓輸出模塊40所輸出的 電壓值相對應(yīng)。
[0068] 需要說明的是，所述中央處理模塊10還需對解析后的屬性的合理性進(jìn)行判斷。即， 在中央處理模塊10中預(yù)存有各個(gè)數(shù)據(jù)的安全值范圍，當(dāng)解析出用戶通過人機(jī)交互模塊20所 設(shè)定的數(shù)值在所述安全值范圍W外時(shí)，控制報(bào)警模塊60進(jìn)行報(bào)警。
[0069] 另外，中央處理模塊10還需針對用戶所輸入的邏輯進(jìn)行檢測，當(dāng)出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤時(shí)， 同樣控制報(bào)警模塊60進(jìn)行報(bào)警。所述邏輯錯(cuò)誤包括但不限于:上限值低于下限值、未設(shè)定斜 率。
[0070] 所述報(bào)警模塊60包括蜂鳴器和Lm)燈條，通過驅(qū)動電路與所述中央處理模塊10連 接，由于其采用現(xiàn)有電路進(jìn)行連接，不再寶述。
[0071] 如圖3所示，本實(shí)施例中，所述中央處理模塊10選用MSP430型單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。MSP430 單片機(jī)還具有W下特點(diǎn)：
[0072] 處理能力強(qiáng):MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡指令集結(jié)構(gòu)，具 有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的27條內(nèi)核指令W及大 量的模擬指令;其寄存器W及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運(yùn)算;還有高效的查表處理指 令。運(yùn)些特點(diǎn)保證了可編制出高效率的源程序。
[0073] 運(yùn)算速度快:MSP430系列單片機(jī)能在25MHz晶體的驅(qū)動下，實(shí)現(xiàn)40ns的指令周期。 16位的數(shù)據(jù)寬度、40ns的指令周期W及多功能的硬件乘法器相配合，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理 的某些算法。
[0074] 超低功耗:首先，MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1.8-3.6V電壓。因而可使 其在IMHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，忍片的電流最低為16扣A左右，RAM保持模式下的最低功耗 為0.化A。其次，在MSP430系列中有不同的時(shí)鐘系統(tǒng):基本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)(化L和化L+)時(shí) 鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)?？蒞只使用一個(gè)晶體振蕩器，也可W使用兩個(gè)晶體振蕩 器。由系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生CPU和各功能所需的時(shí)鐘。并且運(yùn)些時(shí)鐘可W在指令的控制下打開 和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對總體功耗的控制。
[0075] 片內(nèi)資源豐富:MSP430系列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。分別是 看口狗、模擬比較器A、定時(shí)器、UART、SPI、12C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、16 位X - A ADC、DMA、I/O端口、基本定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和USB控制器。另夕hMSP430系列單片機(jī)的 中斷源較多，可W任意嵌套，靈活方便。
[0076] 方便高效的開發(fā)環(huán)境:MSP430系列有OTP型、FLA細(xì)型和ROM型S種類型的器件，運(yùn) 些器件的開發(fā)手段不同。MSP430系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖見附圖4所示。
[0077] 電流輸出模塊30,與所述中央處理模塊10連接，用于反應(yīng)所輸入斜波信號的電流 值，W模擬出功率試驗(yàn)時(shí)的電流信號，并將其輸出至電流端子。
[0078] 電流信號輸出范圍為0-20mA，與后文所述斜波電壓輸出模塊40所輸出的O-IOVDC 電壓信號線性對應(yīng)。如圖5所示，本實(shí)施例中，選用了AD公司的16位DA轉(zhuǎn)換器AD5420，AD5420 是低成本、精密、完全集成的12/16位轉(zhuǎn)換器，提供可編程電流源輸出。如圖6所示為電流輸 出模塊30的電路原理圖，輸出電流范圍可編程設(shè)置為4mA至20mA、OmA至20mA或者OmA至24mA 的超量程。該器件采用10.8V至60V的電源供電，本實(shí)施例中，采用12V供電。靈活的串行接口 為SPI、MICR0WIRE?、QSPI?和DSP兼容接口，可在S線式模式下工作。該器件還包含一個(gè)確 保器件在已知狀態(tài)下上電的上電復(fù)位功能，W及一個(gè)將輸出設(shè)定為所選電流范圍低端的異 步清零引腳?？偡钦{(diào)整誤差典型值為±〇.〇l%FSR。
[0079] 斜波電壓輸出模塊40,與所述中央處理模塊10連接，用于反應(yīng)所輸入斜波信號的 電壓值，W模擬出功率試驗(yàn)時(shí)的電壓信號，將其輸出至電壓端子。
[0080] 斜波電壓信號范圍為0-10VDC。如圖7所示，本實(shí)施例選用AD公司的16位DA轉(zhuǎn)換器 AD5683，AD5683屬于nanoDAC+?系列，低功耗、單通道、16位緩沖電壓輸出DAC。輸出范 圍可編程設(shè)置為OV~VREF或OV~2*VREF。采用2.7V至5.5V單電源供電。提供2 . OOmm* 2. OOmm、8引腳LFCSP或10引腳MSOP封裝。
[0081] 如圖8所示，在斜波電壓輸出模塊40內(nèi)部電路實(shí)現(xiàn)上，通過中央處理模塊10控制 AD5683忍片輸出0~2.5V的低電壓，再經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行4倍放大后即可輸出相應(yīng)的電壓 值，即放大為0~10V，根據(jù)現(xiàn)場使用情況及運(yùn)放輸出的驅(qū)動能力，電壓輸出要求所接負(fù)載阻 抗不低于500Q，否則會因輸出電流過大引起運(yùn)放過度發(fā)熱而損壞或輸出達(dá)不到設(shè)定數(shù)值。
[0082] 同時(shí)為了滿足核電站現(xiàn)場多儀表接口的要求，在輸出O-IOV電壓信號的同時(shí)，采用 電阻分壓的方式，在輸出端串接兩個(gè)電阻，兩個(gè)電阻值分別為化Q和IOKQ，運(yùn)樣就可得到 兩個(gè)輸出信號，一路為O-IOV電壓信號，另外一路為O-IV電壓信號。
[0083] 較佳的，在所述中央處理模塊10與斜波電壓輸出模塊40之間，還設(shè)有信號平滑處 理模塊(未圖示），用于通過更新步長的方式對由中央處理模塊10輸出至斜波電壓輸出模塊 40的轉(zhuǎn)換數(shù)字量進(jìn)行平滑處理。
[0084] 處理后，單片機(jī)發(fā)給斜波電壓輸出模塊40的轉(zhuǎn)換數(shù)字量為N，
[00化]N=No+ A N = No+T* A No = No+T* ((S* 1 〇-3) /10*216)，式中 Vo表示斜波電壓輸出模塊 40最初輸出的電壓值;H表示上限值;S表示斜率;No表示最初輸出的電壓值Vo所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換 數(shù)字量，No= (Vo/10)*2i6; A No表示根據(jù)斜率S計(jì)算出的每秒鐘轉(zhuǎn)換的更新變長，A No= (S* 1 (T3)/10巧IS; T表示設(shè)定的更新時(shí)間間隔，T = 6mS; A N表示實(shí)際對應(yīng)T時(shí)間間隔所更新的步 長，AN=T*ANo，
[0086] 由此，可W實(shí)現(xiàn)輸出斜波信號足夠的平滑線性。
[0087] 較佳的，還包括一濾波電容(未圖示），與所述斜波電壓輸出模塊40連接，W使輸出 電壓信號進(jìn)一步平滑線性，滿足實(shí)際輸出電壓信號的線性變化狀態(tài)。
[0088] 另外，還包括動態(tài)監(jiān)測模塊(未圖示），連接于所述中央處理模塊10與所述斜波電 壓輸出模塊40之間，用于動態(tài)監(jiān)測當(dāng)前數(shù)字量與上限值或下限值對應(yīng)數(shù)字量的大小關(guān)系， 如果當(dāng)前數(shù)字量超過上限值，則不再發(fā)送當(dāng)前數(shù)字量，而直接發(fā)送上限值對應(yīng)數(shù)字量給斜 波電壓輸出模塊40,并保持該上限值輸出不變。如果當(dāng)前數(shù)字量低于下限值，則直接發(fā)送下 限對應(yīng)數(shù)字量給斜波電壓輸出模塊40,并保持該下限值輸出不變。
[0089] 電源模塊50用于向整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0090] 外部提供不低于5V(本實(shí)施例中，采用5節(jié)1.5V干電池）的直流電源，該直流電源經(jīng) 過內(nèi)部變壓和穩(wěn)定，輸出兩路相互獨(dú)立的電源。
[0091] 第一路經(jīng)過第一非隔離開關(guān)電源，輸出穩(wěn)定的12V電壓。該12V電壓供給斜波電壓 輸出模塊40中的運(yùn)算放大器，同時(shí)該12V電壓再經(jīng)過隔離開關(guān)電源得到穩(wěn)定隔離的5V電源 電壓，該電源電壓供給顯示模塊，避免顯示模塊的高耗電流對整個(gè)系統(tǒng)的電壓造成影響。所 述第一非隔離開關(guān)采用型號為LMR62014的忍片實(shí)現(xiàn)。所述隔離開關(guān)電源通過型號為 DCR01120抓的忍片實(shí)現(xiàn)。
[0092] 第二路經(jīng)過第二非隔離開關(guān)電源穩(wěn)壓后，輸出3.3V電壓，給整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)供 電。所述第二非隔離開關(guān)電源采用型號為TPS62177的忍片實(shí)現(xiàn)，該忍片輸入電源電壓范圍 寬，輸出紋波低。
[0093] 如圖10(A)、（B)所示，上述各部件封裝于塑料材質(zhì)的矩形盒體內(nèi)，在盒體正面上部 開孔安裝液晶顯示模塊，在盒體正面下部開孔安裝薄膜按鍵和電源開關(guān)，在盒體頂部開孔 安裝輸出斜波電壓接口端子，在盒體的背面開孔安裝固定電池盒，最后在盒體內(nèi)部加裝螺 釘固定孔來安裝固定PCB板。人機(jī)交互模塊20中的薄膜按鍵和顯示模塊通過內(nèi)部焊接低煙 無氯阻燃的線纜與PCB板連接，輸出最大為IOV直流電壓信號，考慮到輸出電壓信號不大且 要兼顧現(xiàn)場使用和接線方便，選用了標(biāo)準(zhǔn)的4MM接線孔，運(yùn)種接線孔可W方便接入標(biāo)準(zhǔn)和各 種線纜插頭，同時(shí)外部絕緣保護(hù)好，接線接觸點(diǎn)全部在端子內(nèi)部，不會出現(xiàn)接線時(shí)手碰觸干 擾或帶來觸電等不安全因素。
[0094] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明?？傊?，凡在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種斜波信號發(fā)生裝置，其特征在于，包括： 人機(jī)交互模塊，用于接收斜波信號的屬性，包括斜率、上升狀態(tài)、下降狀態(tài)、上限值、下 限值和保持指令； 中央處理模塊，與所述人機(jī)交互模塊連接，用于對斜波信號的屬性進(jìn)行解析，并控制與 其連接的斜波電壓輸出模塊進(jìn)行斜波信號的電壓輸出； 電源模塊，用于向上述各模塊供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊包括薄膜按鍵和顯示模 塊，所述顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所述薄膜按鍵所輸入的內(nèi)容。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊包括還包括靜電保護(hù)模 塊，與所述薄膜按鍵連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括操作判斷模塊，與所述薄膜按鍵連 接，用于檢測薄膜按鍵是否被誤操作。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述檢測薄膜按鍵是否被誤操作包括： 當(dāng)檢測到薄膜按鍵被按下時(shí)，設(shè)定一延時(shí)間隔T1; 由薄膜按鍵第一次被按下其，每間隔T2時(shí)長進(jìn)行按鍵狀態(tài)采集，連續(xù)采集N次； 將這N次采樣值進(jìn)行與邏輯運(yùn)算，如果運(yùn)算結(jié)果一致，表示薄膜按鍵被按下； 其中，Tl = 15mS、T2 = 10mS、N=3。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述中央處理模塊與所述斜波電壓輸出 模塊之間，還包括信號平滑處理模塊，用于修正中央處理模塊向斜波電壓輸出模塊輸出數(shù) 據(jù)的步長。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述平滑處理包括： 依據(jù)以下公式計(jì)算出修正步長后中央處理模塊向斜波電壓輸出模塊輸出數(shù)據(jù)N; Ν = Νο+ Δ Ν = Νο+Τ* Δ Nq = Nq+T*( (S*10-3)/10*216)，式中Vo表示斜波電壓輸出模塊40最 初輸出的電壓值;Η表示上限值;S表示斜率;No表示最初輸出的電壓值Vo所對應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)字 量，NQ=(V Q/10)*216; ΔΝο表示根據(jù)斜率S計(jì)算出的每秒鐘轉(zhuǎn)換的更新變長，ΔΝ()=(5*10-3)/ 10*216;Τ表示設(shè)定的更新時(shí)間間隔，T = 6mS; △ Ν表示實(shí)際對應(yīng)Τ時(shí)間間隔所更新的步長，△ Ν =Τ* Δ No〇8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電源模塊包括： 電池； 第一非隔離開關(guān)電源，與所述電池連接，用于輸出12V供電電壓； 隔離開關(guān)電源，與所述第一非隔離開關(guān)電源連接，用于輸出5V供電電壓； 第二非隔離開關(guān)電源，與所述電池連接，用于輸出3.3V供電電壓。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 運(yùn)算放大器，與所述斜波電壓輸出模塊連接，用于將斜波電壓輸出模塊所輸出的0~ 2.5V電壓放大為0~10V; 1K Ω分壓電阻，與所述運(yùn)算放大器連接； 10K Ω分壓電阻，與所述運(yùn)算放大器連接。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 報(bào)警模塊； 所述中央處理模塊還用于對人機(jī)交互模塊所接收斜波信號的屬性進(jìn)行合理性判斷，依 據(jù)判斷結(jié)果控制報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
【文檔編號】H03K4/50GK105978536SQ201511018943
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】石曉偉, 邱建文, 李久銳, 楊曉奇, 李琦, 王宇
【申請人】中廣核研究院有限公司北京分公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司, 中國廣核電力股份有限公司