CN107422187A - 一种采样电阻漂移的诊断方法 - Google Patents

一种采样电阻漂移的诊断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107422187A
CN107422187A CN201710495857.9A CN201710495857A CN107422187A CN 107422187 A CN107422187 A CN 107422187A CN 201710495857 A CN201710495857 A CN 201710495857A CN 107422187 A CN107422187 A CN 107422187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
voltage
sampling resistor
diagnostic
uhx
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710495857.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘明星
童强
马权
吴志强
刘艳阳
曾少立
王远兵
周静
梁建
李建辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHINA NUCLEAR CONTROL SYSTEM ENGINEERING Co.,Ltd.
Original Assignee
Nuclear Power Institute of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuclear Power Institute of China filed Critical Nuclear Power Institute of China
Priority to CN201710495857.9A priority Critical patent/CN107422187A/zh
Publication of CN107422187A publication Critical patent/CN107422187A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采样电阻漂移的诊断方法和诊断系统及数字化控制系统，诊断方法包括：(1)构建采样电路Uhx和Ux，获得；(2)将Uhx和Ux进行门限比较，获得比较后的输出信号；(3)基于输出信号获得采样电阻漂移的诊断结果；诊断系统包括采样模块和诊断模块，采样模块用于获取Uhx信号和Ux，并将Uhx信号和Ux分别传递给诊断模块；诊断模块用于将Uhx信号和Ux进行比较，根据比较结果获得输出信号。本发明可诊断模拟量输入的采样电阻漂移故障，保证了信号输入的可预见性和验证采集通道电路的可靠性，方法新颖独特、切实可用。

Description

一种采样电阻漂移的诊断方法
技术领域
本发明属于数字化仪控领域，涉及核电厂、工业现场等模拟信号采集的采样电阻漂移的诊断方法。
背景技术
核电站、工业现场数字化仪表控制系统中有大量模拟量采集模块。核电厂现场的物理参数(如温度、压力、流量等)通过传感器、变送器转换为电流、电压等模拟信号，并由模拟量输入模块(AI)进行采集、量化、上传，最终传送到保护系统和操纵系统的上位机中，从而实现对系统或设备运行状态的实时监控、记录、决策和控制。AI模块的采集精度直接影响核电站仪表控制系统的决策和控制的正确性与及时性，而影响AI模块采样精度的关键指标就是其采样电阻的稳定度。
电阻的三种故障模式为开路、短路和阻值漂移。在开路和短路故障下，AI模块通过采样值与阈值的比较很容易定位，而对于阻值漂移，现有技术的AI模块很难发现，使得AI模块采集精度是否超标无法确认，严重导致信息上报主控做出错误判定和发出错误指令。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采样电阻漂移的诊断方法，用于解决现有技术中因电阻漂移导致AI模块无法识别采集通道精度是否超标的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种采样电阻漂移的诊断方法，包括以下步骤：
构建采样电路，基于所述采样电路获得采样电阻的诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux；
构建比较电路，基于诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux之间的对应关系，将获得的采样电阻的诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux，进行门限比较，获得比较后的结果；
基于门限比较后的结果，判定采样电阻是否漂移。
采样电路包括电流源输入、采样电阻，采样电阻包括第一采样电阻和第二采样电阻，第一采样电阻和第二采样阻值相等。
诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux之间的对应关系为Ux＝2Uhx±Uerror，Uerror为允许误差，Uerror和采样误差t之间的关系为：-tUFS<Uerror<tUFS，t为规定值，UFS为满量程电压值。
门限比较的具体方法为：定义门限比较的窗口电压U1为(Ux-tUFS)/2、窗口电压U2为(Ux+tUFS)/2，将Uhx和U1、U2比较。
判断的具体方法为：若U1＜Uhx＜U2，不输出故障信号，判定采样电阻不漂移；若Uhx＜U1或者Uhx＞U2，输出故障信号，判定采样电阻漂移。
所述比较电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器和电压比较器，第一电压跟随器的输入端和第一采样电阻的输出端相连，第一电压跟随器的输出端和电压比较器相连，第二电压跟随器的输入端和第二采样电阻的输出端相连，第二电压跟随器的输出端和电压比较器相连。
基于前所述的诊断方法的一种采样电阻漂移的诊断系统，包括采样模块和诊断模块，采样模块用于获取第一采样电阻的诊断基准电压Uhx信号和采样模块的全电压信号Ux，并将诊断基准电压Uhx信号和全电压信号Ux分别传递给诊断模块；诊断模块用于将诊断基准电压Uhx信号和全电压信号Ux进行门限比较，根据比较结果判定采样电阻是否漂移。
一种基于前述的诊断系统构建的数字化控制系统。
用于核电厂安全级，包括底板连接模块、采样电阻、差分输入模块、电压分压模块、电压跟随模块、采样电阻漂移诊断模块、数字隔离模块、ADC采样模块、控制模块、通信FPGA；
底板连接模块用于将模拟信号传输给采样电阻，
采样电阻用于将模拟信号传输给差分输入模块，同时也将模拟信号传递给诊断模块处理，诊断模块将处理后的诊断结果传输给数字隔离模块；
差分输入模块将模拟信号传输给电压分压模块，电压分压模块将模拟信号传递给ADC采样模块，ADC采样模块将模拟信号传递给数字隔离模块；
数字隔离模块将采集到的模拟信号和诊断模块输出信号进行处理，将处理结果传输给控制模块，控制模块将处理结果反馈给通信FPGA处理，通信FPGA将通信FPGA的处理结果传输给底板连接模块。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、基于本发明的AI模块可以实现对电阻漂移故障的在线诊断，保证了输出信号的实时、准确，保证了信号输入的可预见性和验证采集通道电路的可靠性，实现了AI模块对电流采样电阻故障诊断的全覆盖，大大减少了因采样电阻漂移故障导致后级系统做出错误判定、发出错误指令的故障风险，有利于核电厂的正常运行。
2、本发明应用于核电厂安全级DCS的AI模块，能够对采样电阻进行阻值漂移诊断，在核电厂具有广泛的应用前景。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
图2为实施例2的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
(1)获得诊断基准电压Uhx和全电路电压Ux
构建采样电路：采样电路包括电源和采样电阻，采样电阻包括第一采样电阻和第二采样电阻，第一采样电阻和第二采样阻值相等。
(2)将获得的采样电阻的诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux进行门限比较，获得比较后的结果；
采样电路由2个阻值相等的高精度电阻串联而成，Uhx为其中一个电阻产生的电压，全电路电压，Ux为两个电阻产生的压降。由于器件参数离散型以及实际电路中信号差异等因素造成电压值不成2倍关系，实际的对应关系应该为:
Ux＝2Uhx±Uerror ①
Uerror：允许误差；
如规定采样误差t，如t为0.2％，则：
-0.002UFS<Uerror<0.002UFS ②
UFS：满量程电压值；
定义比较的窗口电压U1为(Ux-tUFS)/2、窗口电压U2为(Ux+tUFS)/2，将Uhx和U1、U2比较。
(3)基于门限比较后的结果进行判定，获得采样电阻漂移的诊断结果
若U1＜Uhx＜U2，则说明采样电阻未发生漂移，采样电压值准确可靠，不输出故障信号；若Uhx＜U1或者Uhx＞U2，则说明采样电阻发生了漂移，采样电压值不可靠，输出故障信号。
本诊断系统的硬件实现包含以下几个部分：
(1)采样电阻
采样电阻将输入的直流电流信号转换为电压信号，作为后级的电压模拟量输入。采样电路由2个阻值相等的高精度电阻串联而成，继而可产生一组全电压信号Ux和一组半电压信号Uhx，分别为主通道即全电路和诊断半电路提供信号输入。
(2)比较电路
主通道的输入信号与诊断输入信号理论为2倍关系，即Ux＝2Uhx。比较电路应包含以下电路：电压跟随电路、电阻分压电路以及电压比较电路。所述电压跟随电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器并联，电压比较电路包括电压比较器，电压跟随电路将信号传递给电压比较电路，电压比较电路对输入的信号进行门限比较。
图1为模拟量采集电路采样电阻漂移诊断电路系统框图，模拟信号由模拟量调理模块输出给采集板卡，采集板卡采集电阻为2个相同的精密电阻串联，产生的2个电压信号分别经过电压跟随后再进行门限比较，若采样电阻正常，则精密比较电路不输出故障信号，否则输出故障信号，主控采集到故障信号后可判断出采集板卡采集电阻漂移故障。
实施例2
如图2所示，一种基于采样电阻漂移诊断系统构建的核电厂安全级数字化控制系统，用于核电厂安全级，包括底板连接模块、采样电阻、差分输入模块、电压分压模块、电压跟随模块、采样电阻漂移诊断模块、数字隔离模块、ADC采样模块、控制模块、通信FPGA；
底板连接模块用于将模拟信号传输给采样电阻，
采样电阻用于将模拟信号传输给差分输入模块，同时也将模拟信号传递给采样电阻漂移诊断模块处理，采样电阻漂移诊断模块将处理后的诊断结果传输给数字隔离模块；
差分输入模块将模拟信号传输给电压分压模块，电压分压模块将模拟信号传递给ADC采样模块，ADC采样模块将模拟信号传递给数字隔离模块；
数字隔离模块将采集到的模拟信号和采样电阻漂移诊断模块将处理后的诊断结果进行处理后，将处理结果传输给控制模块，控制模块将处理结果反馈给通信FPGA处理，通信FPGA将通信FPGA的处理结果传输给底板连接模块。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采样电阻漂移的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建采样电路，基于所述采用电路获得采样电阻的诊断基准电压Uhx和采样电路的全电压输出信号Ux；
构建比较电路，基于Uhx和Ux之间的对应关系，将Uhx和Ux进行门限比较，获得比较结果；
基于门限比较结果，判定采样电阻是否发生漂移。
2.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，采样电路包括电流输入、采样电阻，采样电阻包括第一采样电阻和第二采样电阻，第一采样电阻和第二采样阻值相等。
3.根据权利要求2所述的诊断方法，其特征在于，Uhx和Ux之间的对应关系为Ux＝2Uhx±Uerror，其中Uerror为允许误差；Uerror和t之间的关系为：-tUFS<Uerror<tUFS，其中t为规定值，UFS为满量程电压值。
4.根据权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，门限比较的具体方法为：定义门限比较的窗口电压U1为(Ux-tUFS)/2、窗口电压U2为(Ux+tUFS)/2，将Uhx和U1、U2比较。
5.根据权利要求4所述的诊断方法，其特征在于，判断的具体方法为：若U1＜Uhx＜U2，不输出故障信号，判定采样电阻不漂移；若Uhx＜U1或者Uhx＞U2，输出故障信号，判定采样电阻漂移。
6.根据权利要求5所述的诊断方法，其特征在于，所述比较电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器和电压比较器，第一电压跟随器的输入端和第一采样电阻的输出端相连，第一电压跟随器的输出端和电压比较器相连，第二电压跟随器的输入端和第二采样电阻的输出端相连，第二电压跟随器的输出端和电压比较器相连。
7.基于权利要求6所述的诊断方法，其特征在于，采样模块用于获取第一采样电阻的诊断基准电压Uhx信号和采样模块的全电压信号Ux，并将诊断基准电压Uhx信号和全电压信号Ux分别传递给诊断模块；诊断模块用于将诊断基准电压Uhx信号和全电压信号Ux进行门限比较，根据比较结果判定采样电阻是否漂移。
8.一种基于如权利要求7所述的诊断系统构建的数字化控制系统。
9.根据权利要求8所述的数字化控制系统，其特征在于，用于核电厂安全级，包括底板连接模块、采样电阻、差分输入模块、电压分压模块、电压跟随模块、采样电阻漂移诊断模块、数字隔离模块、ADC采样模块、控制模块、通信FPGA；
底板连接模块用于将模拟信号传输给采样电阻，
采样电阻用于将模拟信号传输给差分输入模块，同时也将模拟信号传递给诊断模块处理，诊断模块将处理后的诊断结果传输给数字隔离模块；
差分输入模块将模拟信号传输给电压分压模块，电压分压模块将模拟信号传递给ADC采样模块，ADC采样模块将模拟信号传递给数字隔离模块；
数字隔离模块将采集到的模拟信号和诊断模块输出信号进行处理，将处理结果传输给控制模块，控制模块将处理结果反馈给通信FPGA处理，通信FPGA将通信FPGA的处理结果传输给底板连接模块。
CN201710495857.9A 2017-06-26 2017-06-26 一种采样电阻漂移的诊断方法 Pending CN107422187A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710495857.9A CN107422187A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种采样电阻漂移的诊断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710495857.9A CN107422187A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种采样电阻漂移的诊断方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107422187A true CN107422187A (zh) 2017-12-01

Family

ID=60427451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710495857.9A Pending CN107422187A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种采样电阻漂移的诊断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107422187A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111190047A (zh) * 2019-10-11 2020-05-22 浙江中控技术股份有限公司 一种电流采集诊断电路及其失效诊断方法
WO2022193505A1 (zh) * 2021-03-15 2022-09-22 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种故障检测电路与方法、电源适配器及电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103631176A (zh) * 2013-08-30 2014-03-12 天津大学 基于fpga的超高速工业控制器
CN103869151A (zh) * 2014-03-24 2014-06-18 国网河南省电力公司漯河供电公司 一种基于红外原理的采样电阻实时纠偏补偿方法
CN105425019A (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 浙江中控技术股份有限公司 一种可靠的开关量信号检测电路
CN105612696A (zh) * 2013-10-10 2016-05-25 日立汽车系统株式会社 电子控制装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103631176A (zh) * 2013-08-30 2014-03-12 天津大学 基于fpga的超高速工业控制器
CN105612696A (zh) * 2013-10-10 2016-05-25 日立汽车系统株式会社 电子控制装置
CN103869151A (zh) * 2014-03-24 2014-06-18 国网河南省电力公司漯河供电公司 一种基于红外原理的采样电阻实时纠偏补偿方法
CN105425019A (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 浙江中控技术股份有限公司 一种可靠的开关量信号检测电路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111190047A (zh) * 2019-10-11 2020-05-22 浙江中控技术股份有限公司 一种电流采集诊断电路及其失效诊断方法
CN111190047B (zh) * 2019-10-11 2022-03-25 浙江中控技术股份有限公司 一种电流采集诊断电路及其失效诊断方法
WO2022193505A1 (zh) * 2021-03-15 2022-09-22 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种故障检测电路与方法、电源适配器及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103901882B (zh) 一种列车动力系统在线监控故障诊断的系统及其方法
CN203454922U (zh) 火炮随动系统检测仪
CN207281579U (zh) 配电自动化终端自动测试仪
CN204527212U (zh) 高速动车组的轴温报警装置
CN109084835A (zh) 一种基于PXIe测试平台的电机检测与远程监控系统
CN106803340A (zh) Mbus通信电路、通信方法及其制成的计量仪表
CN109752588A (zh) 电机控制器直流母线电压信号采样与监控电路及方法
CN107490735A (zh) 一种配电网终端自动测试方法及测试装置
CN107422187A (zh) 一种采样电阻漂移的诊断方法
CN104076813A (zh) 基于贝叶斯决策树的tcas系统故障综合诊断方法和系统
CN105203981B (zh) 变压器铁芯接地电流在线监测设备的现场检验装置及方法
CN204789852U (zh) 直流电源系统蓄电池组接地故障的检测装置
CN108803410A (zh) 一种高可靠的键相脉冲自适应采样电路
CN206818859U (zh) 一种高压电能表误差校验装置
CN206858674U (zh) 一种铝电解阳极导杆分布电流检测与控制装置及系统
CN109991895A (zh) 一种电流输入通道的诊断系统及方法
CN103472307A (zh) 基于cpci计算机微电阻高精度测试装置
CN202383206U (zh) 变压器直流电阻测试仪
CN210376540U (zh) 一种驼峰测长设备在线监测系统
CN104777400A (zh) 一种变电站接地网三维数字化监控装置及评估方法
CN107085186A (zh) 一种stm32的ups电池故障检测系统
CN207586405U (zh) 一种基于usb数据采集卡的直流电源监测系统
CN206460161U (zh) 电子式互感器状态采集装置
CN209086421U (zh) 便携式换流站直流测量系统远端模块校验装置
CN204214947U (zh) 一种在线检测和监测的关口电能计量远程维护分析平台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201225

Address after: No.3, Hongda South Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing

Applicant after: CHINA NUCLEAR CONTROL SYSTEM ENGINEERING Co.,Ltd.

Address before: 610000, No. three, 28 south section of Ring Road, Chengdu, Sichuan

Applicant before: NUCLEAR POWER INSTITUTE OF CHINA

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171201