一种便携式的控制系统响应时间测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于核电站反应堆保护系统预防性维护技术领域，具体涉及一种便携式的控制系统响应时间测试装置。反应堆保护系统输入侧分成ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP四个保护通道，输出侧分成A1、A2、B1、B2四个逻辑系列或停堆断路器；测试装置的输出信号从保护通道注入，经过反应堆保护系统四取二或三取二逻辑运算后触发逻辑系列动作，该动作信号即为测试装置的输入信号；控制单元分别运行四个模拟量测试程序和一个开关量测试程序，按照程序逻辑控制对应的继电器选通测试通道或触发开光量动作，并对多组测试结果，即从测试装置输出到测试装置输入的时间差进行大小比较，得到最终测试结果。本发明专利技术可避免核电站专设安全设施误动作和反应堆保护信号误触发。

A portable response time testing device for control system

The invention belongs to the technical field of preventive maintenance of reactor protection system of nuclear power plant, in particular to a portable control system response time test device. The input side of the reactor protection system is divided into four protection channels, I P, II P, III P and IV P, and the output side is divided into four logic series or shutdown circuit breaker, i.e. A1, A2, B1 and B2; the output signal of the test device is injected from the protection channel, and the logic series action is triggered after the two out of four or two out of three logic operation of the reactor protection system, which is the input signal of the test device; control The system unit runs four analog quantity test programs and one switch quantity test program respectively. According to the program logic, it controls the corresponding relay to turn on the test channel or trigger the switching quantity action, and compares multiple groups of test results, that is, the time difference between the output of the test device and the input of the test device, to get the final test results. The invention can avoid misoperation of special safety facilities and mistriggering of reactor protection signal in nuclear power plant.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式的控制系统响应时间测试装置
本专利技术属于核电站反应堆保护系统预防性维护
，具体涉及一种便携式的控制系统响应时间测试装置。
技术介绍
核电站反应堆保护系统(以下简称：RPR系统)响应时间测试要求模拟真实的保护逻辑触发，测量从信号注入到控制系统产生动作输出的时间。以往的测试方法，通过临时布线，将控制系统的输入端和输出端信号串接临时电阻后，接到高速记录仪中，同时将信号发生器接入到输入端，进行信号模拟，同时启动记录仪，查看高速记录仪中的波形，计算输入与输出的时间差。该测试方法需要外接很多复杂的电路，对工作人员的熟练程度要求高；临时电路容易发生短路、接地，造成设备损坏；人工查看波形触发点，工作效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便携式的控制系统响应时间测试装置，降低临时布线所引入的因接地、短路造成设备损坏的风险，并减少操作记录仪、拆接信号线的次数，以降低操作难度，减少人因失误，避免核电站专设安全设施误动作和反应堆保护信号误触发。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种便携式的控制系统响应时间测试装置，该测试装置用于反应堆保护系统响应时间测试，反应堆保护系统输入侧分成ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP四个保护通道，输出侧分成A1、A2、B1、B2四个逻辑系列或停堆断路器；测试装置的输出信号从保护通道注入，经过反应堆保护系统四取二或三取二逻辑运算后触发逻辑系列动作，该动作信号即为测试装置的输入信号；测试装置包括：控制单元：分别运行四个模拟量测试程序和一个开关量测试程序，同一时刻只运行一个程序，按照程序逻辑控制对应的继电器选通测试通道或触发开光量动作，并对多组测试结果，即从测试装置输出到测试装置输入的时间差进行大小比较，得到最终测试结果；控制面板：提供按钮，实现测试程序的切换、确认、开启，以及显示内容的切换；计时单元：由启停信号触发计时单元启动计时、停止计时，将每一次启停计时得到的时间差进行存储，即得到每组测试结果；显示单元：将控制单元计算得到的最终测试结果显示在显示屏上，同时显示当前执行的测试程序、测试状态；接口单元：输入接口使用光隔离栅搭建，输出接口使用继电器搭建或直接由单片机DO口输出；继电器根据已选测试程序，负责选通测试装置的输出通道；光隔离栅负责采集测试装置输入信号；分流单元：根据测试程序，负责将不同的电流信号按给定的逻辑时序分配到接口单元指定的输出接口，触发反应堆保护系统被测试的逻辑。所述的控制单元使用单片机实现。所述的计时单元使用外部12MHz晶振构成的震荡电路实现。所述的显示单元使用LCD液晶显示屏实现。还包括供电单元，向接口单元、分流单元提供24VDC信号电源，向控制单元、计时单元、显示单元提供5VDC工作电源；同时，维持整个测试装置的接地保护。所述的接口单元配置高速记录仪校验预留口，支持测试装置精度校验。所述的分流单元使用单片机及DAC模块搭建。模拟量测试时：接口单元共有八个输入接口，分别为停堆A1、逻辑A1、停堆A2、逻辑A2、停堆B1、逻辑B1、停堆B2、逻辑B2，每个输入接口各布置一个光隔离栅，采用并联的方式由同一个24VDC电源供电，反应堆保护系统输出侧A1、A2、B1、B2动作信号为干触点，其中，A1动作信号有停堆断路器A1和逻辑系列A1两个干触点，A2、B1、B2与A1相同，其动作信号均由两个干触点组成，测试装置输入接口与反应堆保护系统输出侧干触点连接如表1：干触点闭合后即可使光隔离栅得电，这些干触点在装置内转接后组成8对高速记录仪校验预留口；来自反应堆保护系统同一个输出侧的两个光隔离栅，其触点以串联的方式与计时单元连接，作为停止计时信号，其他三对光隔离栅相同，共有四个停止计时信号；接口单元共有9个模拟量输出接口，与反应堆保护系统ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP连接的输出接口分别为：ARE_ⅠP和RCP_ⅠP，ARE_ⅡP和RCP_ⅡP，ARE_ⅢP、RCP_ⅢP和VVP_ⅢP，ARE_ⅣP和VVP_ⅣP，其配置的继电器个数分别为1个、1个、2个、1个，每个继电器有常开、常闭两个触点，由控制单元控制继电器线圈得电失电，在不同的模拟量测试程序中，将来自分流单元的电流信号分配至需要的输出接口；控制单元单独配置一个触发时刻输出信号，用于提供1对高速记录仪校验预留口；分流单元中，单片机将指定的8位数字量信号送给4个DAC模块，DAC采用多缓冲工作模式，将8位数字量信号转换成指定大小的4-20mA电流信号，由单片机控制4个DAC读写时序，同时输出4-20mA电流信号；模拟量测试程序、测试装置输出接口、电流大小、测试装置输入接口的关系如表2：准备阶段：将接口单元的9个输出接口按表3所示分别与RPR系统ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP保护通道相连：按照表1，将接口单元的8个输入接口与RPR系统A1、A2、B1、B2逻辑系列相连；选择指定的模拟量测试程序档位，并确认生效，控制单元随即判定将执行指定的模拟量测试程序，此时，控制单元执行程序的初始化部分，输出五个开关量输出信号SW_ⅠP、SW_ⅡP、SW_ⅢP1、SW_ⅢP2、SW_ⅣP作为分流控制信号，控制继电器得电/失电，使继电器触点最终将分流单元的四个模拟量输出信号AO_ⅠP、AO_ⅡP、AO_ⅢP、AO_ⅣP选通到ARE_ⅠP、ARE_ⅡP、ARE_ⅢP、ARE_ⅣP的输出接口；手动输入时间差判定阈值；试验阶段：开始试验后，控制单元开始运行指定的模拟量测试程序；显示单元显示测试状态为“测试中”；测试程序按照表4顺序及步骤，同时按照表2对应测试程序的电流大小，依次触发分流单元四个模拟量输出信号AO_ⅠP、AO_ⅡP、AO_ⅢP、AO_ⅣP各自输出指定的电流信号：整个测试程序共进行4次测试，在每次测试过程中，在触发电流和正常电流之间反复切换模拟量输出信号电流大小3遍，完成一次测试后，再执行下一次测试；以第1次测试为例：分流单元AO_ⅠP、AO_ⅡP切换触发电流后，此时测试装置ARE_ⅠP、ARE_ⅡP两个输出接口向RPR系统ⅠP、ⅡP保护通道注入触发电流信号，ARE_ⅢP、ARE_ⅣP输出接口向RPR系统ⅢP、ⅣP保护通道注入正常电流信号，在单片机切换电流大小的同一个扫描周期，测试程序向启动计时信号赋有效值，计时单元开始计时；信号注入后，经RPR系统内部的逻辑计算，得到A1、A2、B1、B2停堆断路器的响应动作，停堆断路器的干触点在试验开始前为闭合状态，此时测试装置接口单元中输入接口的光隔离栅得电，实际上，在试验过程中，A1、A2、B1、B2四个停堆断路器干触点非同时地打开，使光隔离栅失电，将开关量信号送到计时单元作为停止计时信号，计时单元依次停止计时；计时单元将得到的四个时间差发送到控制单元进行存储；按照步骤0到步骤6的顺序，当3遍动作循环完毕后，控制单元共存储得到12个测试结果，经程序比较计算，得到最大值和最小值，同时，将测试结果最大值与准备阶段手动输入的时间差判定阈值进行比较，自动判定本次试验结果是否合格，并将所有测试结果、最大值、试验结果送往显示单元，将机器数转化成十进制数据和文本进行显示；重复上述顺序，自动执行第2次、第3次、第4次测试；执行完毕后，在显示单元液晶屏上通过滚动的方式显示第1次测试得到的12个测试结果及其最大值，以及第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：该测试装置用于反应堆保护系统响应时间测试，反应堆保护系统输入侧分成ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP四个保护通道，输出侧分成A1、A2、B1、B2四个逻辑系列或停堆断路器；测试装置的输出信号从保护通道注入，经过反应堆保护系统四取二或三取二逻辑运算后触发逻辑系列动作，该动作信号即为测试装置的输入信号；测试装置包括：控制单元：分别运行四个模拟量测试程序和一个开关量测试程序，同一时刻只运行一个程序，按照程序逻辑控制对应的继电器选通测试通道或触发开光量动作，并对多组测试结果，即从测试装置输出到测试装置输入的时间差进行大小比较，得到最终测试结果；控制面板：提供按钮，实现测试程序的切换、确认、开启，以及显示内容的切换；计时单元：由启停信号触发计时单元启动计时、停止计时，将每一次启停计时得到的时间差进行存储，即得到每组测试结果；显示单元：将控制单元计算得到的最终测试结果显示在显示屏上，同时显示当前执行的测试程序、测试状态；接口单元：输入接口使用光隔离栅搭建，输出接口使用继电器搭建或直接由单片机DO口输出；继电器根据已选测试程序，负责选通测试装置的输出通道；光隔离栅负责采集测试装置输入信号；分流单元：根据测试程序，负责将不同的电流信号按给定的逻辑时序分配到接口单元指定的输出接口，触发反应堆保护系统被测试的逻辑。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：该测试装置用于反应堆保护系统响应时间测试，反应堆保护系统输入侧分成ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP四个保护通道，输出侧分成A1、A2、B1、B2四个逻辑系列或停堆断路器；测试装置的输出信号从保护通道注入，经过反应堆保护系统四取二或三取二逻辑运算后触发逻辑系列动作，该动作信号即为测试装置的输入信号；测试装置包括：控制单元：分别运行四个模拟量测试程序和一个开关量测试程序，同一时刻只运行一个程序，按照程序逻辑控制对应的继电器选通测试通道或触发开光量动作，并对多组测试结果，即从测试装置输出到测试装置输入的时间差进行大小比较，得到最终测试结果；控制面板：提供按钮，实现测试程序的切换、确认、开启，以及显示内容的切换；计时单元：由启停信号触发计时单元启动计时、停止计时，将每一次启停计时得到的时间差进行存储，即得到每组测试结果；显示单元：将控制单元计算得到的最终测试结果显示在显示屏上，同时显示当前执行的测试程序、测试状态；接口单元：输入接口使用光隔离栅搭建，输出接口使用继电器搭建或直接由单片机DO口输出；继电器根据已选测试程序，负责选通测试装置的输出通道；光隔离栅负责采集测试装置输入信号；分流单元：根据测试程序，负责将不同的电流信号按给定的逻辑时序分配到接口单元指定的输出接口，触发反应堆保护系统被测试的逻辑。2.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：所述的控制单元使用单片机实现。3.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：所述的计时单元使用外部12MHz晶振构成的震荡电路实现。4.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：所述的显示单元使用LCD液晶显示屏实现。5.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：还包括供电单元，向接口单元、分流单元提供24VDC信号电源，向控制单元、计时单元、显示单元提供5VDC工作电源；同时，维持整个测试装置的接地保护。6.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：所述的接口单元配置高速记录仪校验预留口，支持测试装置精度校验。7.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：所述的分流单元使用单片机及DAC模块搭建。8.根据权利要求1所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：模拟量测试时：接口单元共有八个输入接口，分别为停堆A1、逻辑A1、停堆A2、逻辑A2、停堆B1、逻辑B1、停堆B2、逻辑B2，每个输入接口各布置一个光隔离栅，采用并联的方式由同一个24VDC电源供电，反应堆保护系统输出侧A1、A2、B1、B2动作信号为干触点，其中，A1动作信号有停堆断路器A1和逻辑系列A1两个干触点，A2、B1、B2与A1相同，其动作信号均由两个干触点组成，测试装置输入接口与反应堆保护系统输出侧干触点连接如表1：干触点闭合后即可使光隔离栅得电，这些干触点在装置内转接后组成8对高速记录仪校验预留口；来自反应堆保护系统同一个输出侧的两个光隔离栅，其触点以串联的方式与计时单元连接，作为停止计时信号，其他三对光隔离栅相同，共有四个停止计时信号；接口单元共有9个模拟量输出接口，与反应堆保护系统ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP连接的输出接口分别为：ARE_ⅠP和RCP_ⅠP，ARE_ⅡP和RCP_ⅡP，ARE_ⅢP、RCP_ⅢP和VVP_ⅢP，ARE_ⅣP和VVP_ⅣP，其配置的继电器个数分别为1个、1个、2个、1个，每个继电器有常开、常闭两个触点，由控制单元控制继电器线圈得电失电，在不同的模拟量测试程序中，将来自分流单元的电流信号分配至需要的输出接口；控制单元单独配置一个触发时刻输出信号，用于提供1对高速记录仪校验预留口；分流单元中，单片机将指定的8位数字量信号送给4个DAC模块，DAC采用多缓冲工作模式，将8位数字量信号转换成指定大小的4-20mA电流信号，由单片机控制4个DAC读写时序，同时输出4-20mA电流信号；模拟量测试程序、测试装置输出接口、电流大小、测试装置输入接口的关系如表2：9.根据权利要求8所述的便携式的控制系统响应时间测试装置，其特征在于：准备阶段：将接口单元的9个输出接口按表3所示分别与RPR系统ⅠP、ⅡP、ⅢP、ⅣP保护通道相连：按照表1，将接口单元的8个输入接口与RPR系统A1、A2、B1、B2逻辑系列相连；选择指定的模拟量测试程序档位，并确认生效，控制单元随即判定将执行指定的模拟量测试程序，此时，控制单元执行程序的初始化部分，输出五个开关量输出信号SW_ⅠP、SW_ⅡP、SW_ⅢP1、SW_ⅢP2、SW_ⅣP作为分流控制信号，控制继电器得电/失电，使继电器触点最终将分流单元的四个模拟量输出信号AO_ⅠP、AO_ⅡP、AO_ⅢP、AO_ⅣP选通到ARE_ⅠP、ARE_ⅡP、ARE_Ⅲ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，王云翔，黄四和，杨浩，王五妹，王佳，彭磊，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35