一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统技术方案

本实用新型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，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易于实施，能实现多项测试及监控功能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本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，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易于实施，能实现多项测试及监控功能。【专利说明】一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统
本技术涉及一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统。
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；SOE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
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统，该用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统易于实施，能实现多项测试及监控功能。 技术的技术解决方案如下: 一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: (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；(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；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0?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: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會K ; (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。 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0?255.5欧姆。 本技术实现了测量的网络化，将仪器【即前置机】放置于局域网或Internet上的任意位置，即可完成所需的测试及仿真任务；即，前置机与分析机的通讯距离不受限制，只要中间有局域网或Internet联接即可。 利用该系统可搭建水电厂计算机监控专业培训和竞赛仿真测试分析平台。 所有仪器输入、输出信号均通过10毫米直径的标准航空插头与前置机相连。输入输出通道是通过插头相连，但前置机与控制分析机通过TCP/IP网络口相连。 所述用于水电厂计算机监控系统的状态监测系统具有多路独立的高速光隔离开关量输出通道，双向MOSFET电子开关，可同时对多个S0E模件分辨率进行测试分析的功能。包括以下步骤:步骤1:将智能测试分析系统前置机多路开关量输出通道与S0E模件输入信号相连构建测试分析平台；步骤2:检测满足测试条件后，在控制分析机设置S0E触发间隔、触发顺序等参数；步骤3:在控制分析机下达开始进行S0E测试指令，在水电厂计算机监控系统工程师站记录S0E信号触发时间及顺序得出测试结果；步骤4:在控制分析机上设置减小S0E触发间隔或改变触发顺序，重复步骤2，直到水电厂计算机本文档来自技高网...

【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】

【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：新型
国别省市：北京;11