本发明专利技术公开了一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统及方法，该系统由负责数据采集和控制输出的前置机和负责数据分析和发出控制指令的控制分析机组成；前置机与分析机通信连接；前置机包含主控板和信号调理电路；主控板为基于DSP控制器的数据采集、控制和实时处理系统。该用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统及方法易于实施，能实现多项测试及监控功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
水电厂计算机监控系统是水电厂设备控制核心，是水电厂实现源网协调控制的关键设备。随着无人值班、少人值守工作的深入以及电网对水电厂源网协调能力的要求越来越高，水电厂计算机监控系统的重要性越来越明显。一旦水电厂计算机监控系统故障将严重影响水电厂设备安全甚至威胁电网安全。 目前还没有专门针对水电厂计算机监控系统开发的集测试分析于一体的系统。现有技术无法完成温度量保护回路的测试；开关量和模拟量保护回路的测试也只有个别系统有此附加功能；S0E分辨率测试一般使用单独的开关量通道测试仪完成测试，且通道数量少，操作不方便，不能实现程序输出。 因此，为保证水电厂计算机监控系统状态良好必须开展水电厂计算机监控系统测试分析，为实现水电厂计算机监控系统状态评价提供基础数据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统及方法易于实施，能实现多项测试及监控功能。 专利技术的技术解决方案如下: —种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统，由负责数据采集和控制输出的前置机和负责数据分析和发出控制指令的控制分析机组成；前置机与分析机通信连接； 前置机包含主控板和信号调理电路； 主控板为基于DSP控制器的数据采集、控制和实时处理系统； 信号调理电路配置有: (I) 32路独立的高速光隔离开关量输出通道，采用贴片安装式高速小型4脚光耦合式MOSFET继电器；最多能同时输出32路开关量，用于SOE分辨率测试和开关量保护回路测试; (2)4路独立的电阻输出通道；(4个电阻输出通道) 电阻输出通道为4个相同的、相互隔离的、由电阻构成的程序控制继电器切换电阻网络；每一个电阻输出通道包括N个依次串接的电阻和对应控制该N个电阻的N个继电器；NS 2 ;N个依次串接的电阻形成的2个端部即为电阻输出通道的2个引出端子；主控板上的DSP通过锁存与驱动电路(现有技术)控制每一个继电器；当某一个继电器动作，则与之对应的电阻由于常开触点的接通而被短路；否则，某一个继电器不动作时，该继电器对应的电阻作为有效电阻接入到该电阻输出通道中；(这里的电阻输出通道，事实上为精密的可变电阻。若要实现这一功能且不受使用条件的限制，可采用传统的可调精密电位器，也可采用继电器切换的加权电阻结构。前者实现简单，但指示困难且不易程序控制。后者实现较为困难、体积较大，但可以精确实现电阻阻值的程序控制。考虑到使用者的方便，在本案中采用的是后者方案。电阻的可控范围为O?255.5欧，可控步长为0.5欧。)电阻输出通道用于校验计算机监控系统测温通道的准确性以及温度量保护回路的测试；【这里的电阻采用精密电阻，精度为0.5欧】 【具体工作过程为:首先，原始的测温过程是基于热敏电阻与温度的对应关系实现的，计算机监控系统首先采集到包含有热敏电阻的电阻桥输出的电流信号再换算为温度值，而在本专利技术的状态监测系统中，将前述的电流信号引过来通过这里的一条电阻输出通道，实现对这个电流的检测，以验证计算机监控系统的测温通道的准确性；实际上每一个电阻输出通道就相当于一个阻值可调的测量电阻】 (3) 4路独立的光隔离开关量输入通道:采用光耦合器件(6N136或6N137)作为其输入级；开关量输入通道用于将现场的开关量信号引入测试分析系统，用于开关量保护回路以及监控系统功率调节性能、监控系统功能和性能测试分析； (4)4路独立的4?20mA电磁隔离式模拟电流信号输出通道:米用一体化磁电隔离型模块；电流输出通道输出4路4?20mA信号，用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (5) I路O?1V电磁隔离式模拟电压信号输出通道:采用一体化磁电隔离型模块和功率运算放大器；输出的电压信号用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试等监控系统功能和性能测试分析； (6) 4路独立的4?20mA电磁隔离式模拟电流信号输入通道，采用一体化磁电隔离型精密模块。模拟电流输入通道将现场4?20mA的电流输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (7)2路独立的O?1V电磁隔离式模拟电压信号输入通道，采用一体化磁电隔离型模块；模拟电压输入通道将现场O?1V的电压输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (8)4路独立的PT100三线制电磁隔离式的温度测量输入通道，采用一体化磁电隔离型精密温度测量模块，用于实现基于PT100电阻式测温元件的温度测量；温度测量输入通道将现场PT10电阻信号引入测试分析系统，用于测试分析计算机监控系统测温通道性倉泛; (9)2路独立的隔离式频率信号输出通道，0.03?10Hz ;频率输出通道能用作频率发生器； (10) 2路独立的隔离式频率信号输入通道，0.03?10Hz ;频率输入通道用于测量机组频率； (11) I路标准Ethernet 100M网络接口，用于连接控制分析机或计算机网络。 前置机与分析机通过局域网或Internet联接。 DSP 控制器采用 TMS320F28335 芯片。 主控板上集成有硬件协议栈W5300。 每一路电阻输出通道的阻值范围为O?255.5欧姆。 一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测方法，采用前述的状态监测系统实施状态监测；包括以下状态监测项目: (I)SOE分辨率测试:启动控制分析机上的SOE分辨率测试界面，通过开关量输出通道发出精确可控的开关量时序脉冲，实施对监控系统事件顺序响应时间分辨率的测试；测试分析系统按设定顺序和设定时间间隔顺序输出多路(最多32路)开关量信号触发SOE模件，通过比对监控系统SOE记录和测试分析系统输出标准信号的顺序和时间间隔的差异，验证监控系统SOE记录是否准确；逐步减小测试分析系统输出信号时间间隔(最小0.1毫秒)，直到监控系统不能准确分辨为止(测试仪发出的信号，监控系统上显示的时间为一样则判断监控系统不能分辨，如测试仪发出的信号相隔I毫秒，而监控系统采集到的数据显示时间相同，则判断监控系统不能达到I毫秒的分辨率)，监控系统能准确分辨的最小时间间隔即为监控系统SOE分辨率；(S0E:sequence of event的简称:是指重要事件及其发生时刻和先后顺序的记录)； (2)开关量保护动作测试:启动控制分析机上的开关量保护回路响应时间测试界面；通过开关量输出通道发出可控的开关量组合脉冲，实施对监控系统测量保护/联锁回路的逻辑和响应时间进行测试；测试分析系统输出一路或多路开关量至开关量保护回路的输入通道，触发开关量保护动作逻辑，开关量保护回路动作出口引入测试分析系统开关量输入通道，测试分析系统开关量输出跳变和开关量输入跳变的时间差即为开关量保护回路响应时间，同时能检验开关量保护逻辑是否正确； (3)模拟量保护动作测试:启动控制分析机上的模拟量保护回路响应时间测试界面，通过模拟量输出通道发出可控阶跃幅值的模拟量，实施对监控系统模拟量保护回路的逻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统，其特征在于，由负责数据采集和控制输出的前置机和负责数据分析和发出控制指令的控制分析机组成；前置机与分析机通信连接；前置机包含主控板和信号调理电路；主控板为基于DSP控制器的数据采集、控制和实时处理系统；信号调理电路配置有：(1)32路独立的高速光隔离开关量输出通道，采用贴片安装式高速小型4脚光耦合式MOSFET继电器；最多能同时输出32路开关量，用于SOE分辨率测试和开关量保护回路测试；(2)4路独立的电阻输出通道；电阻输出通道为4个相同的、相互隔离的、由电阻构成的程序控制继电器切换电阻网络；每一个电阻输出通道包括N个依次串接的电阻和对应控制该N个电阻的N个继电器；N≥2；N个依次串接的电阻形成的2个端部即为电阻输出通道的2个引出端子；主控板上的DSP通过锁存与驱动电路(现有技术)控制每一个继电器；当某一个继电器动作，则与之对应的电阻由于常开触点的接通而被短路；否则，某一个继电器不动作时，该继电器对应的电阻作为有效电阻接入到该电阻输出通道中；电阻输出通道用于校验计算机监控系统测温通道的准确性以及温度量保护回路的测试；(3)4路独立的光隔离开关量输入通道：采用光耦合器件(6N136或6N137)作为其输入级；开关量输入通道用于将现场的开关量信号引入测试分析系统，用于开关量保护回路以及监控系统功率调节性能、监控系统功能和性能测试分析；(4)4路独立的4～20mA电磁隔离式模拟电流信号输出通道：采用一体化磁电隔离型模块；电流输出通道输出4路4～20mA信号，用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试；(5)1路0～10V电磁隔离式模拟电压信号输出通道：采用一体化磁电隔离型模块和功率运算放大器；输出的电压信号用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试等监控系统功能和性能测试分析；(6)4路独立的4～20mA电磁隔离式模拟电流信号输入通道，采用一体化磁电隔离型精密模块。模拟电流输入通道将现场4～20mA的电流输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试；(7)2路独立的0～10V电磁隔离式模拟电压信号输入通道，采用一体化磁电隔离型模块；模拟电压输入通道将现场0～10V的电压输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试；(8)4路独立的PT100三线制电磁隔离式的温度测量输入通道，采用一体化磁电隔离型精密温度测量模块，用于实现基于PT100电阻式测温元件的温度测量；温度测量输入通道将现场PT100电阻信号引入测试分析系统，用于测试分析计算机监控系统测温通道性能；(9)2路独立的隔离式频率信号输出通道，0.03～100Hz；频率输出通道能用作频率发生器；(10)2路独立的隔离式频率信号输入通道，0.03～100Hz；频率输入通道用于测量机组频率；(11)1路标准Ethernet 100M网络接口，用于连接控制分析机或计算机网络。...
【技术特征摘要】
1.一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统，其特征在于，由负责数据采集和控制输出的前置机和负责数据分析和发出控制指令的控制分析机组成；前置机与分析机通信连接； 前置机包含主控板和信号调理电路； 主控板为基于DSP控制器的数据采集、控制和实时处理系统； 信号调理电路配置有: (1)32路独立的高速光隔离开关量输出通道，采用贴片安装式高速小型4脚光耦合式MOSFET继电器；最多能同时输出32路开关量，用于SOE分辨率测试和开关量保护回路测试； (2)4路独立的电阻输出通道； 电阻输出通道为4个相同的、相互隔离的、由电阻构成的程序控制继电器切换电阻网络；每一个电阻输出通道包括N个依次串接的电阻和对应控制该N个电阻的N个继电器；N ^ 2 ;N个依次串接的电阻形成的2个端部即为电阻输出通道的2个引出端子；主控板上的DSP通过锁存与驱动电路(现有技术)控制每一个继电器；当某一个继电器动作，则与之对应的电阻由于常开触点的接通而被短路；否则，某一个继电器不动作时，该继电器对应的电阻作为有效电阻接入到该电阻输出通道中；电阻输出通道用于校验计算机监控系统测温通道的准确性以及温度量保护回路的测试； (3)4路独立的光隔离开关量输入通道:采用光耦合器件(6N136或6N137)作为其输入级；开关量输入通道用于将现场的开关量信号引入测试分析系统，用于开关量保护回路以及监控系统功率调节性能、监控系统功能和性能测试分析； (4)4路独立的4?20mA电磁隔离式模拟电流信号输出通道:采用一体化磁电隔离型模块；电流输出通道输出4路4?20mA信号，用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (5)I路O?1V电磁隔离式模拟电压信号输出通道:采用一体化磁电隔离型模块和功率运算放大器；输出的电压信号用于模拟量通道检测、模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试等监控系统功能和性能测试分析； (6)4路独立的4?20mA电磁隔离式模拟电流信号输入通道，采用一体化磁电隔离型精密模块。模拟电流输入通道将现场4?20mA的电流输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (7)2路独立的O?1V电磁隔离式模拟电压信号输入通道，采用一体化磁电隔离型模块；模拟电压输入通道将现场O?1V的电压输入信号引入测试分析系统，用于模拟量保护回路测试、计算机监控系统画面刷新时间测试、监控系统功率调节性能测试； (8)4路独立的PT100三线制电磁隔离式的温度测量输入通道，采用一体化磁电隔离型精密温度测量模块，用于实现基于PT100电阻式测温元件的温度测量；温度测量输入通道将现场PT100电阻信号引入测试分析系统，用于测试分析计算机监控系统测温通道性能； (9)2路独立的隔离式频率信号输出通道，0.03?10Hz ;频率输出通道能用作频率发生器； (10)2路独立的隔离式频率信号输入通道，0.03?10Hz ;频率输入通道用于测量机组频率； (11)I路标准Ethernet 10M网络接口，用于连接控制分析机或计算机网络。2.根据权利要求1所述的用于水...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹桂丽，魏加富，王辉斌，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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