CN105573388B - 核电站卡件拷机测试温湿度监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站卡件拷机测试温湿度监控系统及方法，监控系统包括拷机测试柜、前置机、交换机、通过交换机连接前置机的温湿度监控装置、以及与温湿度监控装置连接的温湿度调节装置；前置机、交换机、温湿度监控装置和温湿度调节装置均设置在拷机测试柜内；前置机用于接收温湿度配置用例，并将温湿度配置用例解析为温湿度控制指令进行下发，以及反馈和存储监测数据；温湿度监控装置用于接收温湿度控制指令，监测拷机测试柜内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至前置机，同时结合温湿度控制指令、温度数据和湿度数据控制温湿度调节装置的启停。本发明实现卡件长时间拷机测试过程中环境温湿度保持在稳定水平。

Description

核电站卡件拷机测试温湿度监控系统及方法

技术领域

本发明涉及核电站电子卡件在线监测技术，尤其涉及一种核电站卡件拷机测试温湿度监控系统及方法。

背景技术

核电站生产的自动化水平高，核电站自动化、数字化的实现依赖于许许多多的控制、保护系统和设备，其核心是核电站电子卡件。核电站对系统、设备的可靠性、稳定性要求严格，相应的对核电站电子卡件功能可靠性和性能稳定性也具有很高的要求。电子卡件应用领域广，使用环境各不相同，例如电动头卡件长时间工作在湿度高、温度低的环境下，而保护卡件或逆变器卡件工作在室内，电气设备发热容易造成其工作环境温度升高。卡件在恶劣的环境下长时间工作后，容易出现性能下降、功能失效，进而影响到整个核电站电路保护系统的可靠性，对整个核电站电网系统的安全和稳定运行构成危险。因而，有必要保证其工作的可靠性。

目前核电站对重要电子卡件的检测还依赖于人工测试，且未考虑测试环境对测试结果的影响。然而，大部分的电子卡件的工作性能会随着工作环境的变化而呈现不同的特性。核电站进行的卡件拷机实验一般会持续较长的一段时间(一般为7*24小时)，在这样一个长时间的拷机实验中，环境参数会存在较大的波动，环境参数的变化势必会影响到卡件拷机实验的结果，从而影响对卡件功能稳定性和可靠性的判断，因此，在长时间拷机实验中保持一个相对稳定的环境状况，有利于对卡件性能的准确判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现在卡件长时间拷机测试过程中环境温湿度保持在稳定水平的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站卡件拷机测试温湿度监控系统，包括用于卡件拷机测试的拷机测试柜、与后台终端连接的前置机、交换机、通过所述交换机连接所述前置机的温湿度监控装置、以及与所述温湿度监控装置连接的温湿度调节装置；所述前置机、交换机、温湿度监控装置和温湿度调节装置均设置在所述拷机测试柜内；

所述前置机用于接收所述后台终端下发的温湿度配置用例，并将所述温湿度配置用例解析为温湿度控制指令进行下发，以及反馈和存储所述温湿度监控装置上传的监测数据；

所述温湿度监控装置用于接收所述温湿度控制指令，监测所述拷机测试柜内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制所述温湿度调节装置的启停，调节所述拷机测试柜内的温度和湿度。

优选地，所述温湿度监控装置包括核心控制板、与所述核心控制板连接的温度传感器、湿度传感器和电源模块；所述电源模块为所述核心控制板、温度传感器和湿度传感器供电；

所述温度传感器用于监测所述拷机测试柜内的温度，并将监测到的温度数据传送给所述核心控制板；

所述湿度传感器用于监测所述拷机测试柜内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给所述核心控制板；

所述核心控制板将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，还结合所述温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制所述温湿度调节装置的启停。

优选地，所述温湿度调节装置包括加热器和风扇；

所述温湿度监控装置结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制所述加热器和/或风扇的启停，以调节所述拷机测试柜内的温度和湿度。

优选地，所述拷机测试柜内设有至少一个用于安装卡件以进行拷机测试的机箱。

优选地，该监控系统还包括后台终端；所述后台终端包括与所述前置机连接的后台主机、以及与所述后台主机连接的人机交互模块；

所述后台主机用于向所述前置机发送温湿度配置用例，以及接收所述前置机反馈的监测数据；

所述人机交互模块用于对所述温湿度配置用例进行配置并输出所述监测数据。

本发明还提供一种核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，包括以下步骤：

S1、前置机接收后台终端下发的温湿度配置用例，将所述温湿度配置用例解析为温湿度控制指令，并下发至温湿度监控装置；

S2、所述温湿度监控装置接收所述温湿度控制指令且监测拷机测试柜内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制所述温湿度调节装置的启停，调节所述拷机测试柜内的温度和湿度；

S3、所述前置机存储并将所述温湿度监控装置上传的监测数据反馈给所述后台终端。

优选地，步骤S1中，所述温湿度配置用例包括配置温湿度标准值、温湿度动作阈值以及报警阈值；

在步骤S2中，所述温湿度监控装置将监测到的所述温度数据和湿度数据分别与温湿度标准值中的温度标准值和湿度标准值进行比较，计算差值；

若所述温度数据和温度标准值的差值、和/或所述湿度数据和湿度标准值的差值大于温湿度动作阈值且小于报警阈值，所述温湿度监控装置控制所述温湿度调节装置的加热器和/或风扇启停。

优选地，在所述温度数据低于温度标准值和/或湿度数据高于湿度标准值时，启动温湿度调节装置的加热器；在所述温度数据高于温度标准值时启动温湿度调节装置的风扇。

优选地，在步骤S2中，若所述温度数据和温度标准值的差值、和/或所述湿度数据和湿度标准值的差值达到报警阈值时，所述温湿度监控装置控制所述温湿度调节装置的加热器和/或风扇启停的同时，所述前置机还根据所述温湿度监控装置反馈的监测数据向后台终端发出报警信号。

优选地，步骤S2中，所述温湿度监控装置的温度传感器监测所述拷机测试柜内的温度，并将监测到的温度数据传送给所述温湿度监控装置的核心控制板；

所述温湿度监控装置的湿度传感器监测所述拷机测试柜内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给所述温湿度监控装置的核心控制板；

所述温湿度监控装置的核心控制板接收所述前置机下发的温湿度控制指令，以及将所述温度传感器和湿度传感器传送的将所述温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制所述温湿度调节装置的启停。

本发明通过在拷机测试柜中安装温湿度监控装置，与自动化拷机测试系统实现集成，实现拷机测试过程中温湿度的可控，可保证在卡件长时间拷机测试过程中环境温湿度保持一个稳定的水平，从而保证卡件拷机测试结果的可靠性；同时可实现不同温湿度工况下的拷机测试，能有效、及时发现卡件在不同温湿度环境下存在的缺陷，可有效降低核电站电路故障风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统的逻辑框图；

图2是本发明一实施例的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统中温湿度监控装置的逻辑框图；

图3是本发明一实施例的核电站卡件拷机测试温湿度监控方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的一实施例的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统，包括用于卡件拷机测试的拷机测试柜10、与后台终端连接的前置机20、交换机30、通过交换机30连接前置机20的温湿度监控装置40、以及与温湿度监控装置40连接的温湿度调节装置；前置机20、交换机30、温湿度监控装置40和温湿度调节装置均设置在拷机测试柜10内。其中：

前置机20用于接收后台终端下发的温湿度配置用例，并将温湿度配置用例解析为温湿度控制指令进行下发，以及反馈和存储温湿度监控装置40上传的监测数据；温湿度配置用例包括配置温湿度标准值、温湿度动作阈值以及报警阈值，温湿度动作阈值和报警阈值为标准值和监测到的温湿度之间的差值设定值，报警阈值大于温湿度动作阈值。温湿度监控装置40用于接收温湿度控制指令，监测拷机测试柜10内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至前置机20，同时结合温湿度控制指令、温度数据和湿度数据控制温湿度调节装置的启停，调节拷机测试柜10内的温度和湿度。

具体地，本发明中，交换机30为前置机20与温湿度监控装置40提供通讯通道，前置机20将温湿度配置用例解析成温湿度控制指令，温湿度控制指令通过交换机30下发至温湿度控制装置40。

温湿度监控装置40与前置机20通过以太网TCP/IP协议进行通讯，接收前置机20下发的温湿度控制命令，还向前置机20上传实时监测的关于温湿度的监测数据。温湿度监控装置40可通过后台终端远程控制，也可以手动调节。

如图2所示，温湿度监控装置40包括核心控制板41、与核心控制板41连接的温度传感器42、湿度传感器43和电源模块44。其中，电源模块44为核心控制板41、温度传感器42和湿度传感器43供电；温度传感器42用于监测拷机测试柜10内的温度，并将监测到的温度数据传送给核心控制板41；湿度传感器43用于监测拷机测试柜10内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给核心控制板41；核心控制板41将监测到的温度数据和湿度数据上传至前置机20，还结合温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制温湿度调节装置的启停。

核心控制板41包括但不限于的型号为STM32F107VC单片机。此外，还可通过对温度传感器42和湿度传感器43的精度类型选择，可实现温湿度监控装置40对温度、湿度的精确监测和准确控制。

温度传感器42和湿度传感器43可按设定的频率监测拷机测试柜10内的温度和湿度，并向核心控制板41上传监测到的温度数据和湿度数据。

本实施例中，温湿度调节装置包括加热器50和风扇60，从而温湿度监控装置40结合温湿度控制指令、温度数据和湿度数据控制加热器50和/或风扇60的启停，以调节拷机测试柜10内的温度和湿度。

拷机测试柜10内设有一个或多个机箱11，用于安装卡件以进行拷机测试。拷机测试柜10为待测的卡件提供一个相对封闭的空间，将内部环境与外界环境进行隔离。优选地，拷机测试柜10采用标准化设计，机箱11之间具有预设的距离，确保卡件之间不相互影响，以及拷机测试柜10内部正常散热。

拷机测试柜10内还设有多个固定位置，供风扇60、机箱11、交换机30、温湿度监控装置40、前置机20以及加热器50等设备安装其上。作为一种选择性实施方式，风扇60、机箱11、交换机30、温湿度监控装置40、前置机20以及加热器50可自上而下安装在拷机测试柜10内。拷机测试柜10、前置机20、交换机30、温湿度监控装置40等设备统一采用220V市电。

本发明的系统可包括后台终端。后台终端包括与前置机20连接的后台主机101、以及与后台主机101连接的人机交互模块102。后台主机101用于向前置机10发送温湿度配置用例、以及接收前置机10反馈的监测数据；人机交互模块12用于对温湿度配置用例进行配置并输出监测数据。

具体地，后台主机101主要完成温湿度配置用例、监测数据的存储，测试过程监视，测试结果分析、测试报告生成等功能。人机交互模块12提供温湿度配置用例配置、温湿度配置用例修改、测试过程实时监视等功能，同时具有报警指示功能以及温湿度监控装置40远程控制功能。

当然，后台终端也可不包括在本发明的系统中，在对卡件进行测试时连接即可。

参考图1、2所示，本发明一实施例的核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，可采用上述的监控系统实现，该监控方法包括以下步骤：

S1、前置机20接收后台终端下发的温湿度配置用例，将温湿度配置用例解析为温湿度控制指令，并下发至温湿度监控装置40。

S2、温湿度监控装置40接收温湿度控制指令且监测拷机测试柜10内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至前置机20，同时结合温湿度控制指令、温度数据和湿度数据控制指令控制温湿度调节装置的启停，调节拷机测试柜10内的温度和湿度。

该步骤S2中，温湿度监控装置40的温度传感器42监测拷机测试柜10内的温度，并将监测到的温度数据传送给温湿度监控装置40的核心控制板41；

温湿度监控装置40的湿度传感器43监测拷机测试柜10内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给温湿度监控装置40的核心控制板41；

温湿度监控装置40的核心控制板41接收前置机20下发的温湿度控制指令，以及将温度传感器42和湿度传感器43传送的将温度数据和湿度数据上传至前置机20，同时结合温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制温湿度调节装置的启停。

S3、前置机20存储并将温湿度监控装置40上传的监测数据反馈给后台终端。温湿度监控装置40反馈的监测数据还可采用图形化方式直观地通过人机交互模块102展示出来。

具体地，本发明中，步骤S1中，其中，温湿度配置用例由人机交互模块102调用，并通过后台主机101进行下发。温湿度配置用例包括配置温湿度标准值、温湿度动作阈值以及报警阈值；温湿度动作阈值和报警阈值为标准值和监测到的温湿度之间的差值设定值，报警阈值大于温湿度动作阈值。

在步骤S2中，结合图2、3，温湿度监控装置40接收温湿度控制指令后初始化，通过温度传感器42和湿度传感器43分别进行温度采样和湿度采样，并将获得的温度数据和湿度数据送入核心控制板41以进行处理。

温湿度监控装置40(核心控制板41)将监测到的温度数据和湿度数据分别与温湿度标准值中的温度标准值和湿度标准值进行比较，计算差值；并将温度差值和湿度差值分别进行判断是否在设置阈值内(温湿度动作阈值和报警阈值之间)；若温度数据和温度标准值的差值、和/或湿度数据和湿度标准值的差值大于温湿度动作阈值且小于报警阈值，温湿度监控装置40控制温湿度调节装置的加热器50和/或风扇60启停。通过控制温湿度调节装置的启停，使得拷机测试柜10内的温度、湿度维持在温湿度标注值或温湿度标准值的附近。

例如，在温度数据低于温度标准值和/或湿度数据高于湿度标准值时，启动温湿度调节装置的加热器50，从而达到升温、降湿的效果；在温度数据高于温度标准值时启动温湿度调节装置的风扇60，从而达到降温的效果。

进一步地，在步骤S2中，若温度数据和温度标准值的差值、和/或湿度数据和湿度标准值的差值达到报警阈值时，温湿度监控装置40控制温湿度调节装置的加热器50和/或风扇60启停的同时，前置机20还根据温湿度监控装置40反馈的监测数据向后台终端发出报警信号。后台终端通过人机交互模块102向测试操作员发出警报提示，以便测试操作员采取相应措施。

温湿度监控装置40反馈的监测数据还可采用图形化方式直观地通过人机交互模块102展示出来。

本发明方法的步骤S1-S3可反复执行，以将拷机测试柜10中温湿度始终维持在标注值附近。

可以理解地，本发明中，温湿度的监控可在卡件的拷机测试中一起操作实现，温湿度配置用例可集成在拷机测试用例中，通过后台终端下发到前置机20，再通过前置机20和交换机30至温湿度监控装置40，在卡件的拷机测试中监控调节拷机测试柜10内的温度和湿度，保证在卡件长时间拷机测试过程中环境温湿度保持一个稳定的水平，从而保证卡件拷机测试结果的可靠性；同时可实现不同温湿度工况下的拷机测试，能有效、及时发现卡件在不同温湿度环境下存在的缺陷，可有效降低核电站电路故障风险。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种核电站卡件拷机测试温湿度监控系统，其特征在于，包括用于卡件拷机测试的拷机测试柜、与后台终端连接的前置机、交换机、通过所述交换机连接所述前置机的温湿度监控装置、以及与所述温湿度监控装置连接的温湿度调节装置；所述前置机、交换机、温湿度监控装置和温湿度调节装置均设置在所述拷机测试柜内；

所述前置机用于接收所述后台终端下发的温湿度配置用例，并将所述温湿度配置用例解析为温湿度控制指令进行下发，以及反馈和存储所述温湿度监控装置上传的监测数据；

所述温湿度监控装置用于接收所述温湿度控制指令，监测所述拷机测试柜内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制所述温湿度调节装置的启停，调节所述拷机测试柜内的温度和湿度；

所述温湿度监控装置包括核心控制板、与所述核心控制板连接的温度传感器、湿度传感器和电源模块；所述电源模块为所述核心控制板、温度传感器和湿度传感器供电；

所述温度传感器用于监测所述拷机测试柜内的温度，并将监测到的温度数据传送给所述核心控制板；

所述湿度传感器用于监测所述拷机测试柜内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给所述核心控制板；

所述核心控制板将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，还结合所述温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制所述温湿度调节装置的启停；

所述温湿度调节装置包括加热器和风扇；

所述温湿度监控装置结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制指令控制所述加热器和/或风扇的启停，以调节所述拷机测试柜内的温度和湿度。

2.根据权利要求1所述的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统，其特征在于，所述拷机测试柜内设有至少一个用于安装卡件以进行拷机测试的机箱。

3.根据权利要求1-2任一项所述的核电站卡件拷机测试温湿度监控系统，其特征在于，该监控系统还包括后台终端；所述后台终端包括与所述前置机连接的后台主机、以及与所述后台主机连接的人机交互模块；

所述后台主机用于向所述前置机发送温湿度配置用例，以及接收所述前置机反馈的监测数据；

所述人机交互模块用于对所述温湿度配置用例进行配置并输出所述监测数据。

4.一种核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、前置机接收后台终端下发的温湿度配置用例，将所述温湿度配置用例解析为温湿度控制指令，并下发至温湿度监控装置；

S2、所述温湿度监控装置接收所述温湿度控制指令且监测拷机测试柜内的温度和湿度，并将监测到的温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温湿度控制指令、所述温度数据和湿度数据控制所述温湿度调节装置的启停，调节所述拷机测试柜内的温度和湿度；

S3、所述前置机存储并将所述温湿度监控装置上传的监测数据反馈给所述后台终端；

步骤S1中，所述温湿度配置用例包括配置温湿度标准值、温湿度动作阈值以及报警阈值；

在步骤S2中，所述温湿度监控装置将监测到的所述温度数据和湿度数据分别与温湿度标准值中的温度标准值和湿度标准值进行比较，计算差值；

若所述温度数据和温度标准值的差值、和/或所述湿度数据和湿度标准值的差值大于温湿度动作阈值且小于报警阈值，所述温湿度监控装置控制所述温湿度调节装置的加热器和/或风扇启停。

5.根据权利要求4所述的核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，其特征在于，在所述温度数据低于温度标准值和/或湿度数据高于湿度标准值时，启动温湿度调节装置的加热器；在所述温度数据高于温度标准值时启动温湿度调节装置的风扇。

6.根据权利要求4所述的核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，其特征在于，在步骤S2中，若所述温度数据和温度标准值的差值、和/或所述湿度数据和湿度标准值的差值达到报警阈值时，所述温湿度监控装置控制所述温湿度调节装置的加热器和/或风扇启停的同时，所述前置机还根据所述温湿度监控装置反馈的监测数据向后台终端发出报警信号。

7.根据权利要求4所述的核电站卡件拷机测试温湿度监控方法，其特征在于，步骤S2中，所述温湿度监控装置的温度传感器监测所述拷机测试柜内的温度，并将监测到的温度数据传送给所述温湿度监控装置的核心控制板；

所述温湿度监控装置的湿度传感器监测所述拷机测试柜内的湿度，并将监测到的湿度数据传送给所述温湿度监控装置的核心控制板；

所述温湿度监控装置的核心控制板接收所述前置机下发的温湿度控制指令，以及将所述温度传感器和湿度传感器传送的将所述温度数据和湿度数据上传至所述前置机，同时结合所述温度数据、湿度数据和温湿度控制指令，控制所述温湿度调节装置的启停。