CN107389116A - 模拟电流变送器信号的自动化测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站仪控系统的技术领域，为了克服现有技术中通过人工对校准测试数据分析技术问题，本发明提供一种数据分析可以自动执行的模拟电流变送器信号的自动化测试装置和方法；所述装置包括：存储器，所述存储器中存储有多种类型变送器模型，以及与所述每种变送器模型分别对应的分度表，所述分度表存储有预定输入条件和与所述预定输入条件对应的输出电流；控制器，所述控制器基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；电流变送器，用于生成预定电信号，并输出至待测试仪器仪表。

Description

模拟电流变送器信号的自动化测试装置和方法

技术领域

本发明涉及核电站仪控系统的技术领域，尤其涉及一种核电站中用于电流变送信号模拟测试方法，更具体地，涉及一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置和方法。

背景技术

核电站控制系统在运行过程中需要采集大量的现场信号，其中很多信号为热电偶、热电阻、电压、电流等信号转换为标准的4-20mA电流变送器信号，在仪器仪表端采集信号后再通过各种分度表转换到相应的数据；因此，需要对仪器仪表端的电流测量信号进行校准测试。

现有技术中，通常分别采用热电偶变送器、热电阻变送器、电压电流变送器等各种实际的装置进行校准测试；然后手工录入数据，人工进行数据结果的分析和处理。这样的测试方法及分析方法具有以下局限性：

1、需要各种校准装置，不利于操作；

2、需要查找各种分度表，操作过程复杂；

3、人工读取、记录测试结果效率低；

4、人工记录和处理数据容易造成数据丢失或篡改。

发明内容

为了克服现有技术中通过人工对校准测试数据分析技术问题，本发明提供一种数据分析可以自动执行的模拟电流变送器信号的自动化测试装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

本发明一方面提供一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器中存储有多种类型变送器模型，以及与所述每种变送器模型分别对应的分度表，所述分度表存储有预定输入条件和与所述预定输入条件对应的输出电流；

控制器，所述控制器基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；

电流变送器，包括数模转换电路和运放电路；所述数模转换电路将所述特定输出电流转换成模拟电流信号，所述运放电路将所述模拟电流信号转换成预定电信号，并将所述预定电信号输入至待测试仪器仪表。

本发明实施例优选地，所述装置还包括：测试结果输入端口，用于接收所述待测试仪器仪表的测试结果；所述存储器中还是设置与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的理论测试结果；所述控制器基于所述待测试仪器仪表的测试结果和所述理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

本发明实施例优选地，所述多种类型变送器模型包括热电偶型变送器、热电阻型变送器、电压变送器、电流变送器；所述存储器中分别存储有热电偶型变送器分度表、热电阻型变送器分度表、电压变送器分度表、电流变送器分度表。

本发明实施例优选地，所述电流变送器还包括程控电流源、与所述控制器连接的通信电路和单片机控制电路。

本发明实施例优选地，所述存储器为可改写类型的类型存储器，使得用户能够修改所述变送器模型和对应的所述分度表。

本发明另一方面，提供一种模拟电流变送器信号的自动化测试方法，其特征在于，包括：

存储有多种类型变送器模型，以及与所述每种变送器模型分别对应的分度表，所述分度表存储有预定输入条件和与所述预定输入条件对应的输出电流；

基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；

将所述特定输出电流转换成模拟电流信号，并所述模拟电流信号转换成预定电信号，然后将所述预定电信号输入至待测试仪器仪表。

本发明实施例优选地，所述方法还包括：接收所述待测试仪器仪表的测试结果，基于所述待测试仪器仪表的测试结果和理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

本发明实施例优选地，所述多种类型变送器模型包括热电偶型变送器、热电阻型变送器、电压变送器、电流变送器；所述分度表分别包括热电偶型变送器分度表、热电阻型变送器分度表、电压变送器分度表、电流变送器分度表。

本发明实施例优选地，将所述特定输出电流转换成模拟电流信号包括：通过通信电路接收的所述特定输出电流，通过程控电流源和单片机控制电路，生成所述模拟电流信号。

本发明实施例优选地，存储的多种类型变送器模型为可改写的参数，使得用户能够修改所述变送器模型和对应的所述分度表。

采用本发明提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的至少一种：

1、简化的电流变送器模拟装置，不需要太多不同类型的实际变送器装置。

2、通过查找分度表的方式，可以快速、自动向电流变送器输入参数，无需人工查找，提高测试过程的效率和准确率。

3、还可以将测试结果自动反馈至控制器，并通过控制器自动录入数据并分析测试结果，进一步提高测试过程的效率和准确率。

4、存储的多种类型变送器模型为可改写的参数，这样更加便于后续扩展更多中不同类型的变送器，进一步增加了本发明测试装置和测试方法的应用范围，便于市场推广。

发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置的结构框图。

图2为本发明实施例一提供的一种模拟电流变送器信号的自动化测试方法的流程图。

图3为本发明实施例二提供的一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置中存储器内存储参数的示意图。

图4为本发明实施例二提供的一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置中电流变送器内部框图。

图5为本发明实施例二提供的一种模拟电流变送器信号的自动化测试温度仪表装置的结构框图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释；并且只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组控制器可执行指令的控制系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述：

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置，该装置包括：

计算机100，该计算机包括存储器200、控制器300，还可以包括显示器、输入键盘和/或鼠标等；其中存储器200可以包括存储加载预定运行系统或者程序的ROM(只读存储器，英文全称read-only memory)，以及用于存储下文中预定变送器模型和与之对应分度表等参数的RAM(随机存取存储器，英文全称Random-Access Memory)；控制器可以是计算机中加载运行程序的CPU(中央处理器，英文全称Central Processing Unit)；

存储器200中存储有多种类型变送器模型，以及与每种变送器模型分别对应的分度表，分度表存储有预定输入条件和与预定输入条件对应的输出电流；即存储器200中可以提前存储多种类型变送器对应的应用场景，每种类型的分别建立一个分度表(将输入的测试条件按照区间段或者不同刻度值，分别对应一个理论应该输出的值)，每个分度表分别看一个称为查找表(LUT，英文全称Look up table)，查找表将多种输入输出分别按照预定映射关系对应，这样可以通过输入参数，快速的得到输出值；并且每个分度表可以按照存储器划分的不同区域分开存储，也可以将所有的表格合并成一个表格存储；

控制器300基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与特定类型变送器和特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；即控制器300通过运行预定程序，能够接收通过键盘和/或鼠标输入的某一种或者多种特定类型变送器和对应输入的特定预设测试条件，然后通过加载上述分度表，可以快速确定特定输出电流，即需要输入至下面提及电流变送器400的参数；

电流变送器400，包括数模转换电路和运放电路；数模转换电路将特定输出电流转换成模拟电流信号，即控制器输入至电流变送器400只是一个理论需要得到的电流参数，该电流参数只是一个逻辑的数字信号，通过数模转换电路，将该逻辑数字信号转换成一个真实的电流信号；运放电路将模拟电流信号转换成预定电信号，即通过运放电路将数模转换的电流信号进一步调整，得到控制器实际需要生成的预定大小的电流信号，并将预定电信号输入至待测试仪器仪表500。

因此，采用上述技术方案，能够简化的电流变送器模拟装置，不需要太多不同类型的实际变送器装置；并且通过查找分度表的方式，可以快速、自动向电流变送器输入参数，无需人工查找，提高测试过程的效率和准确率。另外，通过借鉴计算器强大的逻辑运算能力和存储器大容量的特点，可以快速完成输入参数的确定，而电流变送器只需要单纯的处理生成预定电流信号，所以功能也不需要设计过于负责，加快整个装置的开发周期。

本实施例优选地，该装置还包括：测试结果输入端口，即设置在计算机上与待测试仪器仪表500连接的通信端口；用于接收待测试仪器仪表的测试结果；存储器中还是设置与特定类型变送器和特定预设测试条件对应的理论测试结果；控制器基于待测试仪器仪表的测试结果和理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

因此，还可以将测试结果自动反馈至控制器，并通过控制器自动录入数据并分析测试结果，进一步提高测试过程的效率和准确率。

如图2所示，本实施例还提供一种模拟电流变送器信号的自动化测试方法，该方法包括：

S100、存储有多种类型变送器模型，以及与每种变送器模型分别对应的分度表，分度表存储有预定输入条件和与预定输入条件对应的输出电流；即再计算机中的存储器内提前存储多种类型变送器对应的应用场景，每种类型的分别建立一个分度表(将输入的测试条件按照区间段或者不同刻度值，分别对应一个理论应该输出的值)，每个分度表分别看一个称为查找表(LUT，英文全称Look up table)，查找表将多种输入输出分别按照预定映射关系对应，这样可以通过输入参数，快速的得到输出值；并且每个分度表可以按照存储器划分的不同区域分开存储，也可以将所有的表格合并成一个表格存储；

S200、基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与特定类型变送器和特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；即控制器通过运行预定程序，能够接收通过键盘和/或鼠标输入的某一种或者多种特定类型变送器和对应输入的特定预设测试条件，然后通过加载上述分度表，可以快速确定特定输出电流，即需要输入至下面提及电流变送器400的参数；

S300、将特定输出电流转换成模拟电流信号，并模拟电流信号转换成预定电信号，然后将预定电信号输入至待测试仪器仪表。

因此，采用上述方法，能够简化的电流变送器模拟装置，不需要太多不同类型的实际变送器装置；并且通过查找分度表的方式，可以快速、自动向电流变送器输入参数，无需人工查找，提高测试过程的效率和准确率。

本实施例优选地，上述方法还包括：

S400、接收待测试仪器仪表的测试结果，基于待测试仪器仪表的测试结果和理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

因此，还可以将测试结果自动反馈至控制器，并通过控制器自动录入数据并分析测试结果，进一步提高测试过程的效率和准确率。

实施例二

本实施例在实施例一基础上对存储器和电流转发器进一步优化，具体地：

如图3所示，本实施例优选地，存储器中存储的多种类型变送器模型包括热电偶型变送器、热电阻型变送器、电压变送器、电流变送器；存储器中分别存储有热电偶型变送器分度表、热电阻型变送器分度表、电压变送器分度表、电流变送器分度表；并且每种分度表中分表设置有标准温度、标准温度、标准电压、标准电流；这样用户在计算机中选择好某种特定的变送器，并输入标准的输入信号之后，控制器能够在对应的分度表中快速找到需要输入至电流变送器中的输入参数。

如图4所示，本实施例优选地，电流变送器400除包括数模转换电路(即DA转换器440)和运放电路(即运算放大器450)，数模转换电路还是将特定输出电流转换成模拟电流信号，即控制器输入至电流变送器400只是一个理论需要得到的电流参数，该电流参数只是一个逻辑的数字信号，通过数模转换电路，将该逻辑数字信号转换成一个真实的电流信号；运放电路将模拟电流信号转换成预定电信号，即通过运放电路将数模转换的电流信号进一步调整，得到控制器实际需要生成的预定大小的电流信号，并将预定电信号输入至待测试仪器仪表500；但是电流变送器400还包括程控电流源430、与控制器连接的通信电路410和单片机控制电路420；通信电路410接收来自控制器的输入信号，单片机电路420相当于电流变送器400内部的控制器，并且单片机控制程控电流源和DA转换器440生成预定大小的电流，并控制运放电路产生预定大小的运放倍数。一种用选的实施方式，通信电路芯片型号为SP485R，程控电流源型号为LP2950-5V，供电电源为12V，输出范围为4-20mA，单片机型号为C8051F410c，运放电路的型号为LM258。

本实施例优选地，存储器为可改写类型的类型存储器，使得用户能够修改变送器模型和对应的分度表。这样更加便于后续扩展更多中不同类型的变送器，进一步增加了本发明测试装置和测试方法的应用范围，便于市场推广。

下面结合图5，以Pt100热电阻型温度变送器，测试温度输出型仪510，为例进行详细的解释说明，需要操作的步骤如下：

①.在计算机输入界面中设定标准温度值，假如为0℃；

②.控制器基于输入温度值，查找温度电流分度表，假如对应的电流值10mA；

③.控制器将电流值传送到电流变送器；

④.电流变送器产生10mA的标准电流；

⑤.温度仪表显示测量的温度值0.1℃；

⑥.计算机的输入端口采集并记录温度仪表的温度值；

⑦.重复①-⑥步骤，例如，分别设定温度值20℃、40℃、60℃、80℃，

假如，本次采样的电流变送器分别产生12mA、14mA、16mA、18mA的标准电流；

假如，本次采样的中采集并记录的温度值20.2℃、40.1℃、60.0℃、80.1℃

⑧.计算机生成测试结果表格，具体如下：

表1.温度输出型仪表的采样结果

因此，可以通过计算机直接快速完成上述采用结果；进一步地，还可以在存储器中增加对预定结果判定好坏等级的模板，计算机采集到输出表格之后，还能够按照预定模板，给出进一步的测试结果建议。

采用本发明提供的上述技术方案，可以获得以下有益效果中的至少一种：

1、简化的电流变送器模拟装置，不需要太多不同类型的实际变送器装置。

2、通过查找分度表的方式，可以快速、自动向电流变送器输入参数，无需人工查找，提高测试过程的效率和准确率。

3、还可以将测试结果自动反馈至控制器，并通过控制器自动录入数据并分析测试结果，进一步提高测试过程的效率和准确率。

4、存储的多种类型变送器模型为可改写的参数，这样更加便于后续扩展更多中不同类型的变送器，进一步增加了本发明测试装置和测试方法的应用范围，便于市场推广。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种模拟电流变送器信号的自动化测试装置，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器中存储有多种类型变送器模型，以及与所述每种变送器模型分别对应的分度表，所述分度表存储有预定输入条件和与所述预定输入条件对应的输出电流；

控制器，所述控制器基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；

电流变送器，包括数模转换电路和运放电路；所述数模转换电路将所述特定输出电流转换成模拟电流信号，所述运放电路将所述模拟电流信号转换成预定电信号，并将所述预定电信号输入至待测试仪器仪表。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：测试结果输入端口，用于接收所述待测试仪器仪表的测试结果；所述存储器中还是设置与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的理论测试结果；所述控制器基于所述待测试仪器仪表的测试结果和所述理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多种类型变送器模型包括热电偶型变送器、热电阻型变送器、电压变送器、电流变送器；所述存储器中分别存储有热电偶型变送器分度表、热电阻型变送器分度表、电压变送器分度表、电流变送器分度表。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流变送器还包括程控电流源、与所述控制器连接的通信电路和单片机控制电路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储器为可改写类型的类型存储器，使得用户能够修改所述变送器模型和对应的所述分度表。

6.一种模拟电流变送器信号的自动化测试方法，其特征在于，包括：

存储有多种类型变送器模型，以及与所述每种变送器模型分别对应的分度表，所述分度表存储有预定输入条件和与所述预定输入条件对应的输出电流；

基于输入的特定类型变送器和输入的特定预设测试条件，从与所述特定类型变送器和所述特定预设测试条件对应的分度表中，确定特定输出电流；

将所述特定输出电流转换成模拟电流信号，并所述模拟电流信号转换成预定电信号，然后将所述预定电信号输入至待测试仪器仪表。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：接收所述待测试仪器仪表的测试结果，基于所述待测试仪器仪表的测试结果和理论测试结果进行对比分析，输出测试结果。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多种类型变送器模型包括热电偶型变送器、热电阻型变送器、电压变送器、电流变送器；所述分度表分别包括热电偶型变送器分度表、热电阻型变送器分度表、电压变送器分度表、电流变送器分度表。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述特定输出电流转换成模拟电流信号包括：通过通信电路接收的所述特定输出电流，通过程控电流源和单片机控制电路，生成所述模拟电流信号。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，存储的多种类型变送器模型为可改写的参数，使得用户能够修改所述变送器模型和对应的所述分度表。