CN108459184A - 一种电流故障注入方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流故障注入方法及系统，该方法包括：接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；对模拟量电流信号进行第一转换，得到与模拟量电流信号对应的数字量电压信号；根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号；对数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号；将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。本发明实施例中对模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

Description

一种电流故障注入方法及系统

技术领域

本发明涉及故障注入技术领域，特别是涉及一种电流故障注入方法及系统。

背景技术

当前针对电流故障注入普遍采用外接电流源实现，具体地，通过人工调节外接电流源，使外接电流源产生标准的、周期性的电流信号或恒定的电流信号，从而模拟故障电流。

发明人对现有技术的研究过程中发现，这种基于外接电流源的电流故障注入方式，依赖于对外接电流源的人工调节，不仅影响电流故障注入的效率，且由于外接电流源输出的电流并不是基于电流输出设备输出的实际电流信号生成，所以，外接电流源输出的电流并不能准确模拟实际电流信号在故障状态下的故障电流。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电流故障注入方法及系统，技术方案如下：

一种电流故障注入方法，包括：

接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；

对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号；

根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，所述故障注入策略包括至少一个故障项；

对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号；

将所述模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。

可选地，其特征在于，对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号，包括：

对所述模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号；

对所述第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号；

对所述第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到所述数字量电压信号；其中，所述数字量电压信号与所述模拟量电流信号的转换比例为第一比例。

可选地，根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，包括：

接收所述上位机发送的所述故障注入策略，解析所述故障注入策略中所包括的故障项；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号；所述模拟量故障注入电流信号与所述数字量故障注入电压信号的转换比例为所述第二比例。

可选地，所述故障注入策略中所包括的故障项为多个，所述故障注入策略中还包括故障执行次序，所述故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和所述第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号，包括：

按照所述故障执行次序依次从所述故障注入策略中选择出故障项；

每次选择出一个故障项时，利用所述第一比例、该次所选择出的故障项和所述第二比例，对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号。

可选地，对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号，包括：

对所述数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号；

对所述第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号；

对所述第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到所述模拟量故障注入电流信号。

一种电流故障注入系统，包括：

第一变换电路，智能器件，第二变换电路，所述第一变换电路与所述智能器件相连，所述智能器件还与所述第二变换电路相连；在进行故障注入时，所述第一变换电路还与电流输出设备相连，所述第二变换电路还与电流采集设备相连；

所述第一变换电路，用于接收所述电流输出设备输出的模拟量电流信号，并对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号；

所述智能器件，用于根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，所述故障注入策略包括至少一个故障项；

所述第二变换电路，用于对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号，并将所述模拟量故障注入电流信号输出至所述电流采集设备。

可选地，所述第一变换电路包括电流采样电路、第一放大和滤波电路以及模数转换器ADC；所述电流采样电路与所述第一放大和滤波电路相连，所述第一放大和滤波电路还与所述ADC相连；

所述电流采样电路还与所述电流输出设备相连，用于对所述模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号；

所述第一放大和滤波电路，用于对所述第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号；

所述ADC还与所述智能器件相连，用于对所述第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到所述数字量电压信号；其中，所述数字量电压信号与所述模拟量电流信号的转换比例为第一比例。

可选地，所述智能器件具体用于：

接收所述上位机发送的所述故障注入策略，解析所述故障注入策略中所包括的故障项；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号；所述模拟量故障注入电流信号与所述数字量故障注入电压信号的转换比例为所述第二比例。

可选地，所述故障注入策略中所包括的故障项为多个，所述故障注入策略中还包括故障执行次序，所述故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序；

所述智能器件具体用于：

按照所述故障执行次序依次从所述故障注入策略中选择出故障项；

每次选择出一个故障项时，利用所述第一比例、该次所选择出的故障项和所述第二比例，对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号。

可选地，所述第二转换电路，包括数字模拟转换器DAC、第二放大和滤波电路、压控电流源电路；所述DAC与所述第二放大和滤波电路相连，所述第二放大和滤波电路与所述压控电流源电路相连；

所述DAC还与所述智能器件相连，用于对所述数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号；

所述第二放大和滤波电路，用于对所述第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号；

所述压控电流源电路还与所述电流采集设备相连，用于对所述第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到所述模拟量故障注入电流信号；将所述模拟量故障注入电流信号输出至所述电流采集设备。

本发明实施例提供的技术方案，接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；对模拟量电流信号进行第一转换，得到数字量电压信号；根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入得到数字量故障注入电压信号；对数字量故障注入电压信号进行第二转换得到模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。相对于现有技术，本发明实施例中对电流输出设备输出的模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此，不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种电流故障注入方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种电流故障注入方法的另一种流程示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种电流故障注入系统的一种结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种电流故障注入系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种电流故障注入方法的一种实现流程图，该方法包括：

步骤S101、接收电流输出设备输出的模拟量电流信号。

可选地，本实施例的模拟量电流信号可以为4～20mA的模拟量电流信号。

本实施例的电流故障注入方法应用于电流故障注入系统，其中，电流输出设备、电流故障注入系统与电流采集设备的信号连接为：电流输出设备、电流故障注入系统与电流采集设备依次串联连接。电流输出设备输出如大小为4～20mA的模拟量电流信号，经过电流故障注入系统，产生包含故障的模拟量电流信号，输出给电流采集设备，从而验证电流采集设备的故障检测和处理能力。在实际应用时，常用传感器作为电流输出设备。

步骤S102、对模拟量电流信号进行第一转换，得到与模拟量电流信号对应的数字量电压信号。

步骤S103、根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，故障注入策略包括至少一个故障项。

其中，这里的数字量故障注入电压信号是指进行故障注入后的数字量电压信号。

实际应用中，在故障注入策略所包括的故障项为多个时，故障注入策略中还可以包括故障执行次序，故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序，因此在根据故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入时，可以根据故障执行次序指示的多个故障项的执行次序对数字量电压信号进行故障注入。

当然根据实际应用的需要，故障注入策略中也可以不包括故障执行次序，此时在故障注入策略中包括多个故障项的情况下，可以同时执行对数字量电压信号的多个故障项的故障注入。

本发明实施例的故障注入基于真实的电流输出设备输出的模拟量电流信号进行。故障注入策略中的故障项可以为调节电流幅值，以检测电流采集设备在电流幅值超出范围的响应，如低于4mA或高于20mA时电流采集设备对于故障的响应。故障注入策略中的故障项也可以为叠加周期性变化信号，以为输入的模拟量电流信号叠加周期性变化信号测试电流波动时电流采集设备的响应。故障注入策略中的故障项还可以为叠加噪声电流，以实现注入叠加噪声电流，以测试电流采集设备的抗干扰性能，从而快速验证电流采集设备的性能。当然，故障注入策略中也可以同时包括调节电流幅值、叠加周期性变化信号、叠加噪声电流等故障项。

步骤S104、对数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号。

其中，这里的模拟量故障注入电流信号与数字量故障注入电压信号对应，相当于进行故障注入后的模拟量电流信号。

步骤S105、将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。

本发明实施例提供的技术方案，接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；对模拟量电流信号进行第一转换，得到数字量电压信号；根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入得到数字量故障注入电压信号；对数字量故障注入电压信号进行第二转换得到模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。相对于现有技术，本发明实施例中对电流输出设备输出的模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此，不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种电流故障注入方法的另一种实现流程图，该方法包括：

步骤S201、接收电流输出设备输出的模拟量电流信号。

步骤S202、对模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号。

由于后续的模-数转换只能对电压信号进行转换，所以需要先将模拟量电流信号转换为第一模拟量电压信号。

步骤S203、对第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号。

由于模-数转换时的输入阻抗会对输入信号(即模拟量电流信号)产生分流，影响测量精度，因此第一模拟量电压信号不能直接作为模-数转换的输入，需要经过放大和滤波后，转换成模-数转换可以采集的第二模拟量电压信号。

步骤S204、对第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到数字量电压信号。

其中，数字量电压信号与模拟量电流信号的转换比例为第一比例，模拟量电流信号经电流-电压转换、放大和滤波、以及模-数转换后变换为大小为模拟量电流信号的第一比例倍数的数字量电压信号。第一比例由电流-电压转换、放大和滤波、以及模-数转换的各级转换参数决定。

步骤S205、接收上位机发送的故障注入策略，解析故障注入策略中所包括的故障项。

故障注入策略包括多个故障项和故障执行次序，故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序。

步骤S206、按照故障执行次序依次从故障注入策略中选择出故障项。

在每次选择出一个故障项时，执行步骤S207。

步骤S207、利用第一比例、该次所选择出的故障项和第二比例，对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号。

其中，数字量故障注入电压信号与模拟量故障注入电流信号的转换比例为第二比例。第二比例由步骤S208数-模转换、步骤S209的放大和滤波、以及步骤S210的电压-电流转换的各级转换参数决定。

具体地，这里举例说明：如故障注入策略中同时包括调节电流幅值、叠加周期性变化信号、叠加噪声电流三个故障项，且故障执行次序所指示的执行次序为：调节电流幅值、叠加周期性变化信号、叠加噪声电流。则步骤S206中第一次选择出调节电流幅值，步骤S207利用第一比例、调节电流幅值和第二比例，对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号；步骤S206中第二次选择出叠加周期性变化信号，步骤S207利用第一比例、叠加周期性变化信号和第二比例，对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号；步骤S206中第三次选择出叠加噪声电流，步骤S207利用第一比例、叠加噪声电流和第二比例，对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号。

当故障项为调节电流幅值时，步骤S207具体可以通过以下步骤实现：

根据数字量电压信号的幅值、第一比例和故障项要求的幅值调节比例，确定模拟量故障注入电流信号的幅值；

根据第二比例和模拟量故障注入电流的幅值，确定数字量故障注入电压信号的幅值。

步骤S208、对数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号。

步骤S209、对第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号。

步骤S210、对第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到模拟量故障注入电流信号。

图2所示实施例中，步骤S202-步骤S204与图1对应实施例中的步骤S102对应，通过对模拟量电流信号进行电流-电压转换、放大和滤波、以及模-数转换实现了对模拟量电流信号的第一转换。同理，步骤S208-步骤S210与图1对应实施例中的步骤S104对应，通过对数字量故障注入电压信号进行数-模转换、放大和滤波、以及电压-电流转换换实现了对数字量故障注入电压信号的第二转换。

需要说明的是，在步骤S203以及步骤S209中，对第一模拟量电压信号及第一模拟量故障注入电压信号的滤波既可以通过有源滤波电路实现，根据实际应用的需要也可以由无源滤波电路实现，本发明实施例对此不做限定。

同样地，本实施例中在对电流输出设备输出的模拟量电流信号进行故障注入时，也可以不借助第一比例和第二比例实现，如通过预先标定的方式实现。以调节电流幅值这一故障项为例，预先标定对于5mA的模拟电流故障注入后的模拟电流为10mA，根据该预先标定的方式，当接收的电流输出设备输出的模拟量电流信号为5mA时，电流故障注入系统可直接向电流采集设备输出10mA的模拟量故障注入电流。

步骤S211，将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。

本发明实施例提供的技术方案，接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；对模拟量电流信号进行电流-电压转换、放大和滤波以及模-数转换，得到数字量电压信号；根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入得到数字量故障注入电压信号；对数字量故障注入电压信号进行数-模转换、放大和滤波以及电压-电流转换得到模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。相对于现有技术，本发明实施例中对电流输出设备输出的模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此，不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的故障注入系统的一种结构示意图，该结构示意图中的各模块的工作过程参照图1对应的实施例中方法的执行过程，该系统包括：

第一变换电路301、智能器件302、第二变换电路303；第一变换电路301与智能器件302相连，智能器件302还与第二变换电路303相连；在进行故障注入时，第一变换电路301还与电流输出设备304相连，第二变换电路303还与电流采集设备305相连。

第一变换301，用于接收电流输出设备304输出的模拟量电流信号，对模拟量电流信号进行第一转换，得到与模拟量电流信号对应的数字量电压信号。

第一变换电路301用于进行电流-电压转换、放大、滤波、模数转换等操作，将从电流输出设备304接收的模拟量电流信号转变为数字量电压信号，并将数字量电压信号输入到智能器件302，使得智能器件302实现对输入电流(即模拟量电流信号)的实时采集功能。

智能器件302，用于根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，故障注入策略包括至少一个故障项。

智能器件302用于实现故障注入。智能器件能够按照上位机配置的故障项，对采集的数字量电压信号进行运算、处理，实现如调节电流幅值、叠加周期性变化信号、叠加噪声电流等的故障注入，将得到的数字量故障注入电压信号输出给第二变换电路303。

第二变换电路303，用于对数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备305。

第二变换电路303用接收智能器件302输出的数字量故障注入电压信号，对数字量故障注入电压信号进行数模转换、放大、滤波、电压-电压转换等操作，将数字量故障注入电压信号转换成数字量故障注入电流信号输出给电流采集设备305。

本发明实施例提供的技术方案，通过第一变换电路接收电流输出设备输出的模拟量电流信号，并对模拟量电流信号进行第一转换，得到数字量电压信号；通过智能器件根据从上位机接收的故障注入策略对数字量电压信号进行故障注入得到数字量故障注入电压信号；通过第二变换电路对数字量故障注入电压信号进行第二转换得到模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。相对于现有技术，本发明实施例中对电流输出设备输出的模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此，不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的故障注入系统的一种结构示意图，该装置结构示意图中的各单元的工作过程参照图2对应的实施例中方法的执行过程，该系统包括：

电流采样电路401、第一放大和滤波电路402、模数转换器(Analog to digitalconverter，简称ADC)403、智能器件404、数字模拟转换器(Digital to analog converter，简称DAC)405、第二放大和滤波电路406、压控电流源电路407；电流采样电路401与第一放大和滤波电路402相连，第一放大和滤波电路402还与ADC403相连，ADC403与智能器件404相连，智能器件404与DAC405相连，DAC405与第二放大和滤波电路406相连、第二放大和滤波电路406与压控电流源电路407相连。

电流采样电路401，用于接收电流输出设备408输出的模拟量电流信号，并对模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号。

由于ADC403只能将模拟量电压信号转换为数字量电压信号，模拟量电流信号要转换成数字量电压信号，首先需要进行电流-电压变换，即将模拟量电流信号转换为第一模拟量电压信号。

电流采样电路401用于实现电流-电压转换功能。电流采样电路401由精密采样电阻构成，输入的模拟量电流信号流过精密采样电阻，从而在精密采样电阻上产生压降，将模拟量电流信号转换为第一模拟量电压信号输出给第一放大和滤波电路402。

第一放大和滤波电路402，用于对第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号。

ADC403，用于对第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到数字量电压信号。

由于ADC403的输入阻抗会对输入电流产生分流，因此电流采样电路401转换的模拟量电压信号不能被ADC403直接采集。因此将电流采样电路401输出的第一模拟量电压信号经过第一放大和滤波电路402后，转换成ADC403可以采集的第二模拟量电压信号。为减小第一放大和滤波电路402中放大电路对输入电流的分流引起的电流测量误差，放大电路优选选用高阻抗的运算放大器。

其中，电流采样电路401、第一放大和滤波电路402和ADC403构成第一变换电路。

第一变换电路输出的数字量电压信号与输入的模拟量电流信号成确定的比例关系(即第一比例)，第一比例由电流采样电路401、第一放大和滤波电路402以及ADC403的各级参数确定，从而实现对输入模拟量电流信号的采集功能。

智能器件404，用于接收上位机发送的故障注入策略，解析故障注入策略中所包括的故障项，在每次选择出一个故障项时，利用第一比例、该次所选择出的故障项和第二比例，对数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，故障注入策略包括多个故障项和故障执行次序，故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序。

实际应用中，智能器件404可包括通信接口、故障项配置模块、故障注入信号生成模块。智能器件404根据第一变换电路采集的数字量电压信号和上位机配置的故障注入策略，产生包含故障的数字量故障注入电压信号并输出给第二变换电路。

具体地，智能器件404通过通信接口如以太网口，与上位机进行通信，接收上位机的配置的故障注入策略；故障配置模块解析通信接口的指令或数据信息，对当前配置的故障注入策略进行存储；故障注入信号生成模块则根据配置的故障注入策略、第一变换电路输出的数字量电压信号、第一比例和第二比例，生成对应于输入的模拟量电流信号的数字量故障注入电压信号。

DAC405，用于对数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号。

DAC405接收智能器件404输出的数字量故障注入电压信号，将数字量故障注入电压信号转换成第一模拟量故障注入电压信号。

第二放大和滤波电路406，用于对第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号。

第二放大和滤波电路406将DAC405输出的第一模拟量故障注入电压信号进行电压放大和滤波，经滤波后输出第二模拟量故障注入电压信号，作为压控电流源电路407的输入。其中，第二放大和滤波电路406优选有源滤波电路。

压控电流源电路407，用于对第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到模拟量故障注入电流信号，并将模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备409。

压控电流源电路407输出的模拟量故障注入电流信号受控于压控电流源的输入电压(即第二模拟量故障注入电压信号)，用于实现电压到电流的转换。

最后压控电流源电路407将模拟量故障注入电流信号输出到电流采集设备409进行采集，从而验证待测电流采集设备409在故障电流信号出现时的检测能力，实现基于电流输出设备408输出的模拟量电流信号的电流故障仿真模拟。

其中，DAC405、第二放大和滤波电路406和压控电流源电路407构成第二变换电路。

本发明实施例提供的技术方案，经由电流采样电路接收电流输出设备输出的模拟量电流信号并对模拟量电流信号进行电流-电压转换得到第一模拟量电压信号；经由第一放大和滤波电路对第一模拟量电压信号进行放大和滤波得到第二模拟量电压信号；经由ADC对第二模拟量电压信号进行模-数转换得到数字量电压信号；经由智能器件对数字量电压信号进行故障注入得到数字量故障注入电压信号；经由DAC对数字量故障注入电压信号进行数-模转换得到第一模拟量故障注入电压信号；经由第二放大和滤波电路对第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波得到第二模拟量故障注入电压信号；经由压控电流源电路对第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到模拟量故障注入电流信号，并将故障注入电流信号输出至电流采集设备。相对于现有技术，本发明实施例中对电流输出设备输出的模拟量电流信号的故障注入过程不依赖于对外接电流源的人工调节，而是直接对模拟量电流信号进行故障注入，因此，不仅能够提高电流故障注入的效率，且能够准确模拟模拟量电流信号在故障状态下的故障电流。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

对于装置或系统实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置或系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，在没有超过本发明的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本发明的目的。例如，所述单元或子单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或多个子单元结合一起。另外，多个单元可以或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，所描述系统，装置和方法以及不同实施例的示意图，在不超出本发明的范围内，可以与其它系统，模块，技术或方法结合或集成。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电流故障注入方法，其特征在于，包括：

接收电流输出设备输出的模拟量电流信号；

对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号；

根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，所述故障注入策略包括至少一个故障项；

对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号；

将所述模拟量故障注入电流信号输出至电流采集设备。

2.根据权利要求1所述的电流故障注入方法，其特征在于，对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号，包括：

对所述模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号；

对所述第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号；

对所述第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到所述数字量电压信号；其中，所述数字量电压信号与所述模拟量电流信号的转换比例为第一比例。

3.根据权利要求2所述的电流故障注入方法，其特征在于，根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，包括：

接收所述上位机发送的所述故障注入策略，解析所述故障注入策略中所包括的故障项；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号；所述模拟量故障注入电流信号与所述数字量故障注入电压信号的转换比例为所述第二比例。

4.根据权利要求3所述的电流故障注入方法，其特征在于，所述故障注入策略中所包括的故障项为多个，所述故障注入策略中还包括故障执行次序，所述故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和所述第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号，包括：

按照所述故障执行次序依次从所述故障注入策略中选择出故障项；

每次选择出一个故障项时，利用所述第一比例、该次所选择出的故障项和所述第二比例，对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电流故障注入方法，其特征在于，对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号，包括：

对所述数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号；

对所述第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号；

对所述第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到所述模拟量故障注入电流信号。

6.一种电流故障注入系统，其特征在于，包括：

第一变换电路，智能器件，第二变换电路，所述第一变换电路与所述智能器件相连，所述智能器件还与所述第二变换电路相连；在进行故障注入时，所述第一变换电路还与电流输出设备相连，所述第二变换电路还与电流采集设备相连；

所述第一变换电路，用于接收所述电流输出设备输出的模拟量电流信号，并对所述模拟量电流信号进行第一转换，得到与所述模拟量电流信号对应的数字量电压信号；

所述智能器件，用于根据从上位机接收的故障注入策略对所述数字量电压信号进行故障注入，得到数字量故障注入电压信号，所述故障注入策略包括至少一个故障项；

所述第二变换电路，用于对所述数字量故障注入电压信号进行第二转换，得到与所述数字量故障注入电压信号对应的模拟量故障注入电流信号，并将所述模拟量故障注入电流信号输出至所述电流采集设备。

7.根据权利要求6所述的电流故障注入系统，其特征在于，所述第一变换电路包括电流采样电路、第一放大和滤波电路以及模数转换器ADC；所述电流采样电路与所述第一放大和滤波电路相连，所述第一放大和滤波电路还与所述ADC相连；

所述电流采样电路还与所述电流输出设备相连，用于对所述模拟量电流信号进行电流-电压转换，得到第一模拟量电压信号；

所述第一放大和滤波电路，用于对所述第一模拟量电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量电压信号；

所述ADC还与所述智能器件相连，用于对所述第二模拟量电压信号进行模-数转换，得到所述数字量电压信号；其中，所述数字量电压信号与所述模拟量电流信号的转换比例为第一比例。

8.根据权利要求7所述的电流故障注入系统，其特征在于，所述智能器件具体用于：

接收所述上位机发送的所述故障注入策略，解析所述故障注入策略中所包括的故障项；

根据所述第一比例、所述故障注入策略中所包括的故障项和第二比例对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号；所述模拟量故障注入电流信号与所述数字量故障注入电压信号的转换比例为所述第二比例。

9.根据权利要求8所述的电流故障注入系统，其特征在于，所述故障注入策略中所包括的故障项为多个，所述故障注入策略中还包括故障执行次序，所述故障执行次序用于指示多个故障项的执行次序；

所述智能器件具体用于：

按照所述故障执行次序依次从所述故障注入策略中选择出故障项；

每次选择出一个故障项时，利用所述第一比例、该次所选择出的故障项和所述第二比例，对所述数字量电压信号进行故障注入，得到所述数字量故障注入电压信号。

10.根据权利要求6-9任一项所述的电流故障注入系统，其特征在于，所述第二转换电路，包括数字模拟转换器DAC、第二放大和滤波电路、压控电流源电路；所述DAC与所述第二放大和滤波电路相连，所述第二放大和滤波电路与所述压控电流源电路相连；

所述DAC还与所述智能器件相连，用于对所述数字量故障注入电压信号进行数-模转换，得到第一模拟量故障注入电压信号；

所述第二放大和滤波电路，用于对所述第一模拟量故障注入电压信号进行放大和滤波，得到第二模拟量故障注入电压信号；

所述压控电流源电路还与所述电流采集设备相连，用于对所述第二模拟量故障注入电压信号进行电压-电流转换，得到所述模拟量故障注入电流信号；将所述模拟量故障注入电流信号输出至所述电流采集设备。