CN108051726A - 高压直流控制保护系统板卡测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压直流控制保护系统板卡测试装置，包括人机界面、控制单元、模拟量发生器、开关量发生器、通讯模块和物理接口模块；控制单元通过通讯模块与物理接口模块保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，CAN总线传输开关量信息，TDM总线传输模拟量信息，以太网传输板卡信息；控制单元通过通讯模块获取接入物理接口模块的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过模拟量发生器和开关量发生器向物理接口模块发送测试信号，控制单元通过通讯模块获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到人机界面。本发明能够一次进行多个相同或不同类型的板卡测试工作，检测步骤简单直观，能够高效完成高压直流控制保护系统板卡的测试工作。
Description
技术领域
本发明属于电网硬件测试技术领域，尤其是涉及一种高压直流控制保护系统板卡测试装置。
背景技术
直流输电技术是一种借助于大功率半控电力电子器件（如晶闸管）或全控电力电子器件（如IGBT、IGCT等）实现交流/直流转换的电力传输技术，是一种需要实时控制的输电方式。负责其控制和保护功能的直流输电控制保护系统具有如下特点：（1）复杂的全数字式大系统，依靠高速现场总线和以太网实现通讯；（2）采用分散、分布式结构，以插件板卡为最小可更换单位；（3）插件板卡中都有特定的应用程序，实现特定的功能；（4）使用的插件板卡数量庞大。
一般的，一个常规高压直流工程将使用到成千上万个插件板卡，并且在工程现场保存有数百个插件板卡作为备品备件，当运行设备中的板卡发生故障时用以替换。高压直流控制保护系统中板卡种类多、数量多，涉及高精度的交直流模拟量信号的采样和传输、高速的开关量信号采样和传输、报文处理等功能。在日常运维中，需定期对板卡进行功能、精度的测试，然而，由于不同型号、功能的板卡测试方法各不相同，测试步骤繁琐，测试工作效率低，对运维人员的技术水平有较高要求。
因此，需要设计一款新的用于高压直流控制保护系统板卡测试的装置，解决测试步骤繁琐，测试工作效率低，以及对运维人员的技术水平有较高要求的问题。
申请公布号为CN103278764A的发明专利公开了一种直流输电控制保护系统的板卡自动检测装置，包括工作站、检测主机和检测机箱；所述工作站包括显示器和主机，主机向检测主机下发控制指令，并接收来自检测主机的检测结果；显示器在主机的控制下显示人机界面；检测主机包括第一电源板卡、主机板卡和第一通讯板卡，主机板卡根据工作站的指令控制检测机箱进行相应检测，并将检测结果返回工作站；第一通讯板卡在主机板卡的控制下起到向上与工作站通讯和向下与检测机箱通讯的功能；检测机箱包括第二电源板卡、第二通讯板卡和检测辅助板卡，检测辅助板卡通过接口线束与被测板卡相连接。该是发明可自动、全面检测插件板卡的硬件、软件和功能，同时满足可靠性、安全性和经济性的多方面需求，然而，该发明一次只能进行一个板卡的测试，存在测试工作效率低的问题。
授权公告号为CN203217364U的实用新型专利公开了一种直流输电工程控制保护系统硬件板卡功能测试系统，包括：测试机柜和测试主机，所述测试机柜包括测试机箱，所述测试机箱上设有至少一个标准板卡插槽和至少一个测试板卡插槽，所述标准板卡插槽与至少一个标准端口连接，所述测试板卡插槽与至少一个测试端口连接，至少一个标准端口与至少一个测试端口连接，所述测试机箱上还设有与标准板卡插槽和测试板卡插槽分别连接的通讯接口，所述通讯接口与所述测试主机连接。该实用新型实现友好的检测操作控制、检测状态显示、检测数据分析、检测报告输出等功能，实现对直流系统的控制保护系统硬件板卡的功能检测，然而，该实用新型一次也只能进行一个板卡的测试，依然存在测试工作效率低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高压直流控制保护系统板卡测试装置，能够一次进行多个相同或不同类型的板卡测试工作，检测步骤简单、直观，能够高效完成高压直流控制保护系统板卡的测试工作。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
高压直流控制保护系统板卡测试装置，包括人机界面、控制单元、模拟量发生器、开关量发生器、通讯模块和物理接口模块；
所述人机界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，用于显示结果；
所述控制单元，用于控制高压直流控制保护系统的DSP高速浮点计算、实现快速的换流阀触发控制和保护；
所述模拟量发生器，用于0-20mA的直流电流输出与0-110V的直流电压输出；
所述开关量发生器，用于8路开关量输出，8路开关量的常开或常闭特性可以灵活配置；
所述通讯模块，其与所述控制单元相配合能够模拟高压直流控制保护系统的运行；
所述物理接口模块，用于接入待测试板卡；
所述控制单元通过所述通讯模块与所述物理接口模块保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，所述CAN总线传输开关量信息，所述TDM总线传输模拟量信息，所述以太网传输板卡信息；所述控制单元通过所述通讯模块获取接入所述物理接口模块的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过所述模拟量发生器和开关量发生器向所述物理接口模块发送测试信号，所述控制单元通过所述通讯模块获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到所述人机界面。
优选地，所述物理接口模块使用标准的3U机箱，支持数字量板卡、模拟量板卡、开关控制板卡、隔离放大板卡和通讯板卡的接入。
优选地，所述控制单元采用PS700主机。
优选地，所述通讯模块采用PS835模块，具备2个PCI-express接口、12个高速光纤通讯SFP模块、2个千兆以太网接口、1个CAN接口和12阀控脉冲RS422输入输出通道。
优选地，所述物理接口模块接入的待测试板卡为模拟量采集板卡，所述模拟量采集板卡为PS841型模拟量采集板卡、PS845型模拟量采集板卡或PS862型模拟量采集板卡。
优选地，所述物理接口模块接入的待测试板卡为开关量输入板卡、开关量输出板卡或通讯板卡。
优选地，所述模拟量发生器，用于0-20mA直流电流和0-110V直流电压输出。
本发明的有益效果是：
本发明针对在日常运维中，需定期对板卡进行功能、精度的测试，然而不同型号、功能的板卡测试方法各不相同，测试步骤繁琐，测试工作效率低，对运维人员的技术水平有较高要求的问题，提供一种能够简便、高效地进行不同型号及功能的高压直流控制保护系统板卡的测试工作的高压直流控制保护系统板卡测试装置。该高压直流控制保护系统板卡测试装置主要包括人机界面、控制单元、模拟量发生器、开关量发生器、通讯模块和物理接口模块，其中，人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，用于显示结果；控制单元，用于控制高压直流控制保护系统的DSP高速浮点计算、实现快速的换流阀触发控制和保护；模拟量发生器，用于0-20mA的直流电流输出与0-110V的直流电压输出；开关量发生器，用于8路开关量输出，8路开关量的常开或常闭特性可以灵活配置；通讯模块，其与控制单元相配合能够模拟高压直流控制保护系统的运行；物理接口模块，用于接入待测试板卡；同时，控制单元通过通讯模块与物理接口模块保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，CAN总线传输开关量信息，TDM总线传输模拟量信息，以太网传输板卡信息；控制单元通过通讯模块获取接入物理接口模块的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过所述模拟量发生器和开关量发生器向物理接口模块发送测试信号，控制单元通过通讯模块获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到人机界面。
另外，物理接口模块使用标准的3U机箱，能够支持数字量板卡、模拟量板卡、开关控制板卡、隔离放大板卡和通讯板卡的接入。控制单元采用PS700主机，能够用于控制保护系统的DSP高速浮点计算、能够实现快速的换流阀触发控制和保护，而且支持在线Hibug功能。另外，通讯模块采用PS835模块，具备2个PCI-express接口、12个高速光纤通讯SFP模块、2个千兆以太网接口、1个CAN接口和12阀控脉冲RS422输入输出通道。
当接入待测试板卡为模拟量采集板卡（如PS841型模拟量采集板卡、PS845型模拟量采集板卡或PS862型模拟量采集板卡）时，控制单元根据待测试板卡类型控制模拟量发生器向待测试板卡发送模拟量数据，同时通过TDM总线接收待测试板卡的采集到模拟量信息，通过对比二者之间的差别判断板卡的精度，并将结果显示在人机界面。
当接入待测试板卡为开关量输入板卡（如PS851型开关量输入板卡）时，控制单元控制开关量发生器向物理接口模块发送逐个交替变化的路开关量信息，通讯模块将待测试的开关量输入板卡的开关量采集信息通过CAN总线发送给控制单元，控制单元通过对比开关量发生器发出的开关量信息和从CAN总线获取的开关量信息，判断待测试的开关量输入板卡是否正常，并将结果显示在人机界面。
当接入待测试板卡为开关量输出板卡（如PS850型开关量输出板卡）时，需配合物理接口模块上原有的模拟量采集板卡（如PS862型模拟量采集板卡）进行，将物理接口模块上原有的模拟量采集板卡的输入与模拟量发生器之间串入待测试的开关量输出板卡，在开关量值为1时物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量模拟量发生器的电压量输出，在开关量为0时物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量为0；控制单元控制模拟量发生器发出稳定的110V电压，同时通过CAN总线控制待测试的开关量输出板卡的开关量输出发生变化，通讯模块将物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量通过TDM总线发送给控制单元，控制单元通过对比物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量和发出开关量变化信息，判断待测试的开关量输出板卡是否正常，并将结果显示在人机界面。
当接入待测试板卡为通讯板卡（如PS873型通讯板卡）时，需配合物理接口模块上原有的模拟量采集板卡（如PS862型模拟量采集板卡）或者物理接口模块上原有的开关量采集板（如PS851型开关量采集板）进行，控制单元控制模拟量发生器或开关量发生器使模拟量采集板（如PS862型模拟量采集板卡）或开关量采集板（如PS851型开关量采集板）的采集数据发生变化，通过对比接收到的数据与发出的数据，判断待测试的通讯板卡是否工作正常，并将结果显示在人机界面。
附图说明
图1为本发明的结构连接框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，高压直流控制保护系统板卡测试装置，包括人机界面1、控制单元2、模拟量发生器3、开关量发生器4、通讯模块5和物理接口模块6。
所述人机界面1，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，用于显示结果。
所述控制单元2，用于控制高压直流控制保护系统的DSP高速浮点计算、实现快速的换流阀触发控制和保护。
所述模拟量发生器3，用于0-20mA的直流电流输出与0-110V的直流电压输出。
所述开关量发生器4，用于8路开关量输出，8路开关量的常开或常闭特性可以灵活配置。
所述通讯模块5，其与所述控制单元2相配合能够模拟高压直流控制保护系统的运行。
所述物理接口模块6，用于接入待测试板卡7。
所述控制单元2通过所述通讯模块5与所述物理接口模块6保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，所述CAN总线传输开关量信息，所述TDM总线传输模拟量信息，所述以太网传输板卡信息；所述控制单元2通过所述通讯模块5获取接入所述物理接口模块6的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过所述模拟量发生器3和开关量发生器4向所述物理接口模块6发送测试信号，所述控制单元2通过所述通讯模块5获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到所述人机界面1。
所述物理接口模块6使用标准的3U机箱，支持数字量板卡、模拟量板卡、开关控制板卡、隔离放大板卡和通讯板卡的接入。
所述控制单元2采用PS700主机。
所述通讯模块5采用PS835模块，具备2个PCI-express接口、12个高速光纤通讯SFP模块、2个千兆以太网接口、1个CAN接口和12阀控脉冲RS422输入输出通道。
该实施例中针对在日常运维中，需定期对板卡进行功能、精度的测试，然而不同型号、功能的板卡测试方法各不相同，测试步骤繁琐，测试工作效率低，对运维人员的技术水平有较高要求的问题，提供一种能够简便、高效地进行不同型号及功能的高压直流控制保护系统板卡的测试工作的高压直流控制保护系统板卡测试装置。该高压直流控制保护系统板卡测试装置主要包括人机界面、控制单元、模拟量发生器、开关量发生器、通讯模块和物理接口模块，其中，人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，用于显示结果；控制单元，用于控制高压直流控制保护系统的DSP高速浮点计算、实现快速的换流阀触发控制和保护；模拟量发生器，用于0-20mA的直流电流输出与0-110V的直流电压输出；开关量发生器，用于8路开关量输出，8路开关量的常开或常闭特性可以灵活配置；通讯模块，其与控制单元相配合能够模拟高压直流控制保护系统的运行；物理接口模块，用于接入待测试板卡；同时，控制单元通过通讯模块与物理接口模块保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，CAN总线传输开关量信息，TDM总线传输模拟量信息，以太网传输板卡信息；控制单元通过通讯模块获取接入物理接口模块的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过所述模拟量发生器和开关量发生器向物理接口模块发送测试信号，控制单元通过通讯模块获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到人机界面。
另外，物理接口模块使用标准的3U机箱，能够支持数字量板卡、模拟量板卡、开关控制板卡、隔离放大板卡和通讯板卡的接入。控制单元采用PS700主机，能够用于控制保护系统的DSP高速浮点计算、能够实现快速的换流阀触发控制和保护，而且支持在线Hibug功能。另外，通讯模块采用PS835模块，具备2个PCI-express接口、12个高速光纤通讯SFP模块、2个千兆以太网接口、1个CAN接口和12阀控脉冲RS422输入输出通道。
实施例2
其与实施例1的区别在于：所述物理接口模块6接入的待测试板卡7为模拟量采集板卡，所述模拟量采集板卡为PS841型模拟量采集板卡。在进行测试时，控制单元根据待测试板卡类型控制模拟量发生器向待测试板卡发送模拟量数据，同时通过TDM总线接收待测试板卡的采集到模拟量信息，通过对比二者之间的差别判断板卡的精度，并将结果显示在人机界面。
该实施例中，模拟量采集板卡为PS841型模拟量采集板卡，很显然待测试的模拟量采集板卡也可以是其他类型的模拟量采集板卡，比如PS845型模拟量采集板卡或PS862型模拟量采集板卡，同样能够应用本测试装置进行测量。
实施例3
其与实施例1的区别在于：所述物理接口模块6接入的待测试板卡7为开关量输入板卡。在进行测试时，控制单元控制开关量发生器向物理接口模块发送逐个交替变化的路开关量信息，通讯模块将待测试的开关量输入板卡的开关量采集信息通过CAN总线发送给控制单元，控制单元通过对比开关量发生器发出的开关量信息和从CAN总线获取的开关量信息，判断待测试的开关量输入板卡是否正常，并将结果显示在人机界面。
实施例4
其与实施例1的区别在于：所述物理接口模块6接入的待测试板卡7为开关量输出板卡。在进行测试时，需配合物理接口模块上原有的模拟量采集板卡（如PS862型模拟量采集板卡）进行，将物理接口模块上原有的模拟量采集板卡的输入与模拟量发生器之间串入待测试的开关量输出板卡，在开关量值为1时物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量模拟量发生器的电压量输出，在开关量为0时物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量为0；控制单元控制模拟量发生器发出稳定的110V电压，同时通过CAN总线控制待测试的开关量输出板卡的开关量输出发生变化，通讯模块将物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量通过TDM总线发送给控制单元，控制单元通过对比物理接口模块上原有的模拟量采集板卡采集到的电压量和发出开关量变化信息，判断待测试的开关量输出板卡是否正常，并将结果显示在人机界面。
实施例5
其与实施例1的区别在于：所述物理接口模块6接入的待测试板卡7为通讯板卡。在进行测试时，需配合物理接口模块上原有的模拟量采集板卡（如PS862型模拟量采集板卡）或者物理接口模块上原有的开关量采集板（如PS851型开关量采集板）进行，控制单元控制模拟量发生器或开关量发生器使模拟量采集板（如PS862型模拟量采集板卡）或开关量采集板（如PS851型开关量采集板）的采集数据发生变化，通过对比接收到的数据与发出的数据，判断待测试的通讯板卡是否工作正常，并将结果显示在人机界面。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：包括人机界面、控制单元、模拟量发生器、开关量发生器、通讯模块和物理接口模块；
所述人机界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，用于显示结果；
所述控制单元，用于控制高压直流控制保护系统的DSP高速浮点计算、实现快速的换流阀触发控制和保护；
所述模拟量发生器，用于直流电流和直流电压输出；
所述开关量发生器，用于8路开关量输出，8路开关量的常开或常闭特性可以灵活配置；
所述通讯模块，其与所述控制单元相配合能够模拟高压直流控制保护系统的运行；
所述物理接口模块，用于接入待测试板卡；
所述控制单元通过所述通讯模块与所述物理接口模块保持CAN总线、TDM总线和以太网连接，所述CAN总线传输开关量信息，所述TDM总线传输模拟量信息，所述以太网传输板卡信息；所述控制单元通过所述通讯模块获取接入所述物理接口模块的板卡信息，并将根据板卡信息启动对应的测试流程，根据测试流程通过所述模拟量发生器和开关量发生器向所述物理接口模块发送测试信号，所述控制单元通过所述通讯模块获取待测试板卡的测试结果，并将之展示到所述人机界面。
2.根据权利要求1所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述物理接口模块使用标准的3U机箱，支持数字量板卡、模拟量板卡、开关控制板卡、隔离放大板卡和通讯板卡的接入。
3.根据权利要求2所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述控制单元采用PS700主机。
4.根据权利要求3所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述通讯模块采用PS835模块，具备2个PCI-express接口、12个高速光纤通讯SFP模块、2个千兆以太网接口、1个CAN接口和12阀控脉冲RS422输入输出通道。
5.根据权利要求4所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述物理接口模块接入的待测试板卡为模拟量采集板卡，所述模拟量采集板卡为PS841型模拟量采集板卡、PS845型模拟量采集板卡或PS862型模拟量采集板卡。
6.根据权利要求4所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述物理接口模块接入的待测试板卡为开关量输入板卡、开关量输出板卡或通讯板卡。
7.根据权利要求1～6任一项所述的高压直流控制保护系统板卡测试装置，其特征在于：所述模拟量发生器，用于0-20mA直流电流和0-110V直流电压输出。
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