CN108919790A - 一种船用高精度便携式联调试验测试装置 - Google Patents

一种船用高精度便携式联调试验测试装置 Download PDF

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聂万远
赵淑琴
方伟明
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Abstract

本发明公开了一种船用高精度便携式联调试验测试装置，集成在带盖的便携箱体中，其特征在于：箱体内分为两层，底层为布设在安装板上的输入输出以及电源、电阻、电偶各元器件，在安装板各元器件上方布置面板，面板上布置插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网接口、接出电源插座；底层各元器件通过接线端子和各信号电缆与面板上的接插件或接口连接。测试系统中多个设备只需配一个本测试装置，装置的集成度高，信号采集转换的精度高。实现了设备移动、携带方便等优点。

Description

一种船用高精度便携式联调试验测试装置
技术领域
本发明涉及船舶附件辅助装置，具体涉及船用高精度、便携式联调试验测试装置。
背景技术
船舶控制系统中，往往需要对船舶各系统及设备间的接口匹配性、系统功能、典型故障模拟等进行测试验证。涉及AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、DI（数字量输出）、DO（数字量输出）、RTD（热电阻）、TC（热电偶）等多种信号类型，且数量庞大，对信号的精度要求较高。另外，不同系统分布于船舶的不同区域，为便于调试方便，联调试验测试装置携带的便携性尤为重要。因此，必须研制一种高精度、便携式联调试验测试装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，现有的船舶测试装置体积相对较大，不便于携带，且系统中每个设备需配一个测试装置，装置的集成度不高，信号采集转换的精度不高。必须研制一种船用高精度便携式联调试验测试装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种船用高精度便携式联调试验测试装置，集成在带盖的便携箱体中，其特征在于：箱体内分为两层，底层为布设在安装板上的输入输出以及电源、电阻、电偶各元器件，在安装板各元器件上方布置面板，面板上布置插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网接口、接出电源插座；底层各元器件通过接线端子和各信号电缆与面板上的接插件或接口连接。
进一步的，安装板上，包括元器件为采集控制模块、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块、接线槽、电源模块、RTD模块、TC模块、接线端子排，各元器件按从左到右、从上到下的顺序一次通过螺母固定在安装板上。
进一步的，所述的AI模块、AO模块、DI模块、DO模块选择±1‰以内的信号转换误差。
进一步的，面板上布置3芯接插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网主、从接口、接出电源插座；3芯接插件均通过信号电缆直接与下方安装板上的AI模块、AO模块、DI模块、DO模块连接，RTD模块、TC模块通过接线端子排与面板上的其他各接插件或接口连接。
进一步的，使用时，所述船用高精度便携式联调试验测试装置不同信号通道通过硬接线分别连通显控台和控制柜，显控台和控制柜和船用高精度便携式联调试验测试装置接入同一网络中，各设备通电后即可实现相互间的信号传输；船用高精度便携式联调试验测试装置通过以太网与各测试系统对应的测试系统仿真模型对接。
进一步的，箱体底部装有滚动滑轮，箱体上方装有拉杆。
正常操作时，操作员在显控台上将控制指令发送至控制柜，控制柜通过硬接线将指令发送至联调试验测试装置（操作员也可在显控台上直接通过硬接线将控制指令发送至联调试验测试装置），联调试验测试装置通过以太网驱动系统仿真模型动作，形成闭环控制回路，以此可真实模拟显控台或控制柜等设备与现场仪表、执行机构的通讯，验证系统或设备间接口匹配性、系统功能、典型故障模拟等测试验证。
通过联调试验测试装置可真实模拟现场仪表、执行机构的各类信号，验证控制设备数据采集与控制精度、系统或设备间接口的一致性、系统功能的验证和典型故障模拟，通过连接系统仿真模型可实现全系统的实时闭环控制，对控制保护层设备的控制逻辑、运行管理层设备的显示、报警和操作功能进行验证，及时发现并改进系统或设备设计中存在的不足，大幅缩短舰船系泊试验的调试时间，有效推进工程总体进度。
由本方案通过选用高精度的I/O模块实现了±1‰以内的信号转换误差，通过合理的结构设计实现了1000点以上的测试范围，通过选用带拉手的轮式箱体实现了设备移动、携带方便等优点。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：1.高精度、集成化设计，通过设备元器件选型和设备内部布置，进行合理的结构设计，利用3个联调试验测试装置，可实现各类系统1000个以上测点的测试验证，信号转换误差控制在±1‰以内。2.便携式硬件研制，将联调试验信号模拟装置封装在轮式“行李箱”内，便于携带、移动方便。3.闭环控制提高调试效率，通过仿真工艺模型控制I/O点与被测系统连接，实现了闭环控制，使整个调试过程更加接近现场实际情况，可用于系统控制逻辑的实时动态验证，提高了调试效率。
附图说明
附图1为本发明船用高精度便携式联调试验测试装置内部结构图。
附图2为本发明的面板布置图。
附图3为本发明的箱体立体效果图。
附图4为本发明的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施用例对本发明作进一步的说明。
附图1-3中，本发明船用高精度便携式联调试验测试装置集成在带盖的箱体13中，箱体13底部装有滚动滑轮，箱体13上方装有拉杆。
箱体13内分为两层，底层为布设在安装板11上的各元器件，在安装板11各元器件上方布置面板12。
安装板11上，包括采集控制模块1、8路（模拟量输入）AI模块2、8路（模拟量输出）AO模块3、16路（数字量输出）DI模块4、16路（数字量输出）DO模块5、接线槽6、电源模块7、（热电阻）RTD模块8、（热电偶）TC模块9、接线端子排10，各元器件按从左到右、从上到下的顺序一次通过螺母固定在安装板11上。
其中（模拟量输入）AI模块2、（模拟量输出）AO模块3、（数字量输出）DI模块4、（数字量输出）DO模块5通过安装板上的卡槽与采集控制模块1通信，（热电阻）RTD模块8、（热电偶）TC模块9通过信号电缆与采集控制模块1通信，所有模块均由电源模块7供电。
附图2中面板12上布置3芯接插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网接口（主、从）、接出电源插座等接口。3芯接插件均通过信号电缆直接与下方安装板11上的AI（模拟量输入）模块2、AO（模拟量输出）模块3、DI（数字量输出）模块4、DO（数字量输出）模块5连接，RTD（热电阻）模块8、TC（热电偶）模块9通过接线端子排10与面板12上的接插件连接。
附图3中所有模块均安装在箱体13内，箱体13底部装有滚动滑轮，箱体13上方装有拉杆，通过拉杆和滑轮可方便移动箱体，便于携带。
附图4是本发明的工作原理图，联调试验测试装置操作使用步骤为：首先，将移动平台14的系统仿真模型通过以太网连接联调试验测试装置所在的箱体13；然后，将箱体13中联调试验测试装置不同信号通道通过硬接线连接综合显控台16、控制柜15等实物设备；最后，将联调试验测试装置所在的箱体13、综合显控台16、控制柜15等实物设备分别接入同一网络中，各设备通电后即可实现相互间的信号传输。
系统仿真模型将系统不同类型的测量信号（数字信号）发送至联调试验测试装置，联调试验测试装置通过采集控制模块1将收到的数字信号转换为模拟信号，并通过AI（模拟量输入）模块2、AO（模拟量输出）模块3、DI（数字量输出）模块4、DO（数字量输出）模块5、RTD（热电阻）模块8、TC（热电偶）模块9等不同类型的I/O板卡经硬接线发送至显控台16或控制柜15等设备，显控台16与控制柜15之间通过以太网或现场总线通讯。正常操作时，操作员在显控台16上将控制指令发送至控制柜15，控制柜15通过硬接线将指令发送至联调试验测试装置（操作员也可在显控台上直接通过硬接线将控制指令发送至联调试验测试装置），联调试验测试装置通过以太网驱动系统仿真模型动作，形成闭环控制回路，以此可真实模拟显控台或控制柜等设备与现场仪表、执行机构的通讯，验证系统或设备间接口匹配性、系统功能、典型故障模拟等测试验证。
通过联调试验测试装置可真实模拟现场仪表、执行机构的各类信号，验证控制设备数据采集与控制精度、系统或设备间接口的一致性、系统功能的验证和典型故障模拟，通过连接系统仿真模型可实现全系统的实时闭环控制，对控制保护层设备的控制逻辑、运行管理层设备的显示、报警和操作功能进行验证，及时发现并改进系统或设备设计中存在的不足，大幅缩短舰船系泊试验的调试时间，有效推进工程总体进度。
由本方案通过选用高精度的I/O模块实现了±1‰以内的信号转换误差，通过合理的结构设计实现了1000点以上的测试范围，通过选用带拉手的轮式箱体实现了设备移动、携带方便等优点。

Claims (6)

1.一种船用高精度便携式联调试验测试装置，集成在带盖的便携箱体中，其特征在于：箱体内分为两层，底层为布设在安装板上的输入输出以及电源、电阻、电偶各元器件，在安装板各元器件上方布置面板，面板上布置插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网接口、接出电源插座；底层各元器件通过接线端子和各信号电缆与面板上的接插件或接口连接。
2.根据权利要求1所述的船用高精度便携式联调试验测试装置，其特征在于：安装板上，包括元器件为采集控制模块、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块、接线槽、电源模块、RTD模块、TC模块、接线端子排，各元器件按从左到右、从上到下的顺序一次通过螺母固定在安装板上。
3.根据权利要求2所述的船用高精度便携式联调试验测试装置，其特征在于：所述的AI模块、AO模块、DI模块、DO模块设置±1‰以内的信号转换误差。
4.根据权利要求2所述的船用高精度便携式联调试验测试装置，其特征在于：面板上布置3芯接插件、接入电源插座、电源开关、指示灯、以太网主、从接口、接出电源插座；3芯接插件均通过信号电缆直接与下方安装板上的AI模块、AO模块、DI模块、DO模块连接，RTD模块、TC模块通过接线端子排与面板上的其他各接插件或接口连接。
5.根据权利要求1所述的船用高精度便携式联调试验测试装置，其特征在于：使用时，所述船用高精度便携式联调试验测试装置不同信号通道通过硬接线分别连通显控台和控制柜，显控台和控制柜和船用高精度便携式联调试验测试装置接入同一网络中，各设备通电后即可实现相互间的信号传输；船用高精度便携式联调试验测试装置通过以太网与各测试系统对应的测试系统仿真模型对接。
6.根据权利要求1所述的船用高精度便携式联调试验测试装置，其特征在于：箱体底部装有滚动滑轮，箱体上方装有拉杆。
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