CN109142912A - 一种智能变电站过程层装置自动测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站过程层装置自动测试系统，该系统包括工控机、切换功放箱、模拟断路器、过程层装置校验仪和接线工装，所述测试工装用于插配连接所述模拟断路器、切换功放箱和被测装置，所述工控机与所述过程层装置校验仪和被测装置相连；该系统还包括用于放置被测装置的测试机器人。本发明节约了人为摆放装置的时间，能够迅速完成测试作业，不再需要人工干预，解决了人工接线慢、接线复杂的问题，实现了测试的系统化、流程化和自动化。

Description

一种智能变电站过程层装置自动测试系统

技术领域

本发明属于智能变电站过程层设备技术领域，具体涉及一种智能变电站过程层装置自动测试系统。

背景技术

在电力系统运行和操作过程中，对过程层设备正常运行要求非常严格，过程层设备需要经过精确的校验和检测，才能保证其在电力系统运行和操作过程中能够正常工作。

在整个产品测试过程中，装置整箱测试是一个很重要的环节，它直接影响到下一步的测试以及系统联调。整箱测试主要包括以下几个流程：耐压测试，给装置下传程序并校正通道，系统功能测试(开入、开出、逻辑、通道单加)，时间精度测试，网络压力测试，操作回路测试，电流电压精度测试，装置按键、面板灯测试。

目前电力系统所用我公司过程层装置A系列产品整箱测试采用纯手工的方式进行测试，使用手工方式进行测试有以下缺点：

1)耗时较长，尤其是在对系统功能测试、通道校正、下传程序这几个步骤中。而且这几个步骤需要对装置进行接线，并搭建操作控制回路，手动加量时，有人为抖动，影响报告上送条目和通道加量时的正确性及消抖时间的正确性。

2)系统功能测试操作繁锁，效率低下。系统功能的测试需要人为地施加开入、开出以及其它各种信号，尤其是逻辑测试，需要施加有时序配合的信号，采用人工测试的方式较容易错，一旦测试未通过，测试人员首先想到的是检查外部接线以及操作流程是否正确，确定无误后才能认定是装置有问题。

3)占用多个工作人员。针对于不同的测试步骤，每一步骤都需要专门的工作人员进行测试，占用多个岗位。

4)重复性回归测试时不但代价昂贵，而且容易出错，对电力系统的正常运行造成一些不必要的人力和物力的浪费。

如果能够开发一套自动测试的系统，使用外部硬件平台及软件自动的对装置进行自动的测试将提高工作效率及测试结果的准确性，同时减少一定的工作岗位。

随着过程层C系列装置的投产，对该系列产品的整箱测试也成为一项很重要的工作，使用人工的测试方式同样存在着上述的各种缺点。

过程层C系列产品同A系列相比有了很大的改进：使用TFTP方式为装置下传程序，其传输速度可以达到百K级，大大缩短了下传程序的时间；装置具有完整的配置文件、CCD文件的自动生成与下载、不正确时的错误解析结果，这都能提高测试效率，便于问题的查找。开入、开出、模拟量的自动加量，可以防止消抖，确保报告的正确性。网络压力测试环境的自动搭建可以保证链路的畅通，从根本上杜绝多个光网口数据不通的情况。过程层C系列产品具有开放的平台，通过使用保护及控制软件平台数据交换协议，自动测试软件可以与装置进行交互下发各种动作命令及上调装置各种信息。

鉴于过程层C系列产品的新特点，完全可以构建一套自动测试系统，实现装置下传程序、通道校正以及装置功能测试的自动化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变电站过程层装置自动测试系统，用以解决采用纯手工的方式进行测试时费时、费力、可靠性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种智能变电站过程层装置自动测试系统，包括工控机、切换功放箱、模拟断路器、校验仪和测试工装，所述测试工装包括一个电连接器，所述电连接器一侧的连接端子通过接线连接所述工控机、切换功放箱、校验仪和模拟断路器，另一侧的插针用于与被测装置的接线端子对应插配连接；该系统还包括测试机器人，所述测试机器人还用于识别待测装置，并将待测装置进行搬运，并根据待测装置的点号对插件进行插拔操作。

进一步地，该系统还包括用于监测被测装置的工业相机，所述工业相机与工控机相连。

进一步地，该系统还包括数据服务器，所述数据服务器与所述工业相机通讯连接，还与所述工控机通讯连接。

进一步地，当需要单独测试被测装置的插件时，控制所述测试机器人对该插件进行插拔插件动作。

进一步地，所述工控机、切换功放箱、模拟断路器、校验仪和测试工装集成设置在一个可移动平台上。

进一步地，当被测装置为智能终端时，根据被测装置的虚端子进行自动连线，切换功放箱输出GOOSE到所述智能终端装置，工控机记录GOOSE跳闸的动作时间。

进一步地，当被测装置为合并单元时，工控机判断合并单元发出的GOOSE是否丢帧，是否有不停变位的情况，是否有抖动，并判断SV分辨率是否符合设定要求。

本发明的有益效果：

本发明的智能变电站过程层装置自动测试系统，通过测试机器人的摆臂功能将被测装置置入自动测试系统中，节约了人为摆放装置的时间，然后通过测试工装将模拟断路器、切换功放箱和被测装置插配连接在一起，以使该系统能够迅速完成测试作业，不再需要人工干预，解决了人工接线慢、接线复杂的问题。

进一步地，该系统中的测试机器人能够根据需求完成自动插拔装置插件的功能，检测光纤的好坏，并能自动对光，实现光纤的通信功能，从而节省了人为插拔光纤的时间，实现了整个装置测试的自动化。

整体来说，该系统无需占用多个工作人员，节约了人力和物力资源，而且，该系统更加的系统化和流程化。

附图说明

图1是本发明的智能变电站过程层装置自动测试系统图；

图2是本发明的被测装置为智能终端的自动测试系统图；

图3是本发明的被测装置为合并单元的自动测试系统图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式并不局限于此。

如图1所示，本发明的智能变电站过程层装置自动测试系统包括工控机、操作切换箱、校验仪、模拟断路器、测试工装、按键测试工装、工业相机、移动式试验平台和智能测试摆臂机器人。具体的连接方式和功能如下：

工控机采用通讯协议的方式与校验仪互连，实现对其模拟量输出的控制。其内部设计安装一块PCI1753卡与一块PCI1753E扩展卡，PCI卡为一个I/O卡，通过自动测试软件对切换功放箱进行读写操作，实现了对被测装置开入、开出功能的自动施加和检测、被测装置模拟量施加通道的自动施加和切换功能。

测试工装包括一个电连接器，所述电连接器一侧的连接端子通过接线连接所述工控机、切换功放箱、校验仪和模拟断路器，另一侧的插针用于与被测装置的接线端子对应插配连接，实现将被测装置接入系统，以达到缩短装置接线时间、提高装置生产效率的目的。该测试工装还包括按键测试工装，与工控机软件配合完成按键的自动操作和检测。

工业相机与工控机的USB口相连，完成面板外观检查、面板指示灯、液晶显示检查。

模拟断路器实现操作回路跳、合闸试验，实现对操作回路功能的测试，并为系统提供直流操作回路电源。同时，模拟部分采用多通道切换的方式实现对单装置多路模拟量的施加和校正。

移动式试验平台将上述设备集合在一起，使自动测试系统实现可移动、操作便捷等功能。测试完成后，工控机将生成的测试报告和合格证明书上传到数据服务器。

智能测试摆臂机器人通过摆臂将被测装置直接放入该测试系统中，并按照光纤传输方式接好光纤。工控机通过智能测试摆臂机器人APP对智能测试摆臂机器人设定时间，即隔一定的时间输送待测装置一次，并能单独更换待测装置上的插件，进行插拔光纤，实现光纤通信的自动化。

整体来说，基于上述结构，该系统采用先进的自动测试技术，实现对程层装置自动测试，包括下传程序、通道校正、电流电压精度测试、功能测试(开入、开出、逻辑、通道单加)、时间精度测试，网络压力测试，配置文件CCD生成测试以及操作回路测试。

而且，测试范围应包含装置构成所有插件，如：电源、CPU、SV插件、通信插件、开入开出插件、直流插件、交流插件、扩展插件、面板等组成插件；功能测试项目应包含相应产品技术要求中的所有整组测试项目，合格判断标准以相应产品技术要求、插件技术要求为准。

该系统不需要人工干预，在测试启动时，针对一台机箱，智能测试摆臂机器人启动一次测试软件便可自动执行。然后，通过智能测试摆臂机器人的摆臂功能将过程层装置直接放入自动测试系统中，根据不同型号装置，以及装置的不同点号，编制配置脚本，使切换功放箱与测试仪按要求动作，以识别不同软硬件版本。同时，设备数字I/O部分采用I/O卡+光隔电平转换实现。

智能测试摆臂机器人通过摆臂功能能够隔一定的时间输送一台待测装置到自动测试系统，程序界面提供机箱测试信息，可对机箱测试过程进行自动记录，每次测试结果都记录在数据服务器中，可随时随地察看显示测试结果与测试记录；测试记录应包含：装置型号、编号、测试项目、判断结果、操作人、操作日期等信息。

该系统可根据故障信息对故障位置进行定位。

其中，智能测试摆臂机器人能够自动插拔装置插件，如果插件有问题，通过智能测试摆臂机器人操作，可以同台装置，测试不同插件，方便设计和测试人员进行定位和修改，以达到快速解决问题的目的。这样一来，可以解决操作回路人工接线慢、接线复杂问题，无需人为操作，实现自动测试的系统化，流程化。

而且，该系统可以统一加量，并且加量值稳定，防止手动加量时抖动而影响测试结果。可以通过装置ICD自动连线，自动生成CCD配置文件，并且能自动解析配置文件的不正确性，方便人工查找错误。对于精度测试、通道纠正方面，一键纠正可以数据更加准确，更加客观性，排除人为干扰因素，更有说服力。

另外，因过程层装置类型不同，所需要的过程层设备校验仪是不同的。下面以过程层中的智能终端和合并单元为例对本发明的自动测试系统中的工控机软件与测试仪功能做介绍，其测试系统连接示意图分别如图2和图3所示。

1、智能终端

1)工控机通过ETH1口与待测的智能终端装置相连，并根据装置的虚端子进行自动连线，并生成相应的CCD配置文件下载到装置中，在链路通了以后，工控机通过ETH0口通过校验仪对智能终端进行跳闸操作，记录GOOSE跳闸的动作时间，生成相应的报告；

2)校验仪或PCI板卡可接收GOOSE(遥信时间)，用于考核遥信动作时间；

3)进行对时功能检测，工控机可以通过控制校验仪发送对时信息，并可以模拟时间跳变故障，从生成的报告中可以查看智能终端的对时与守时功能的性能指标；

4)工控机通过切换功放箱，对与测试工装相连接的模拟断路器进行电压电流多路切换，对智能终端的交流插件施加相应的电流、电压，并自动矫正系数，生成精度文件，对不合格的部分自动标红输出；

5)每测试一项，工业相机会拍照，能拍到相应的告警灯信息，工控机可以通过USB进行读取；

6)数据服务器按智能终端合格证自动输出测试报告。

2、合并单元

1)工控机可与校验仪软件配合，校验仪接收工控机的命令，监视如下情况：合并单元发出的GOOSE是否丢帧、是否有不停变位的情况出现、是否有抖动、SV分辨率是否符合正负10us之间；

2)校验仪通过切换功放箱自动校准系数、角差，自动调零漂，并能监视合并单元发出的电流电压值，界面能清晰的反应出电流电压的角度偏差；

3)进行对时功能检测，合并单元可以发送对时信息，并可以模拟时间跳变故障，从生成的报告中可以查看装置的对时与守时功能的性能指标；

4)网络压力方面，工控机通过控制校验仪，按照不同的选择方式加订阅与非订阅的GOOSE、SV背景流量，并能查看其相对应的变量与CPU占有率，在不同的百分比流量下可以看到CPU占有率的变化情况，并输出相应的结果；

5)校验仪可依据工控机命令开始测试，通过切换功放箱自动变换幅值，并上送测试结果，包括比差、角差、是否合格；

6)每测试一项，工业相机会拍照，能拍到相应的告警灯信息，工控机可以通过USB进行读取；

7)数据服务器按合并单元合格证自动输出测试报告。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，包括工控机、切换功放箱、模拟断路器、校验仪和测试工装，所述测试工装包括一个电连接器，所述电连接器一侧的连接端子通过接线连接所述工控机、切换功放箱、校验仪和模拟断路器，另一侧的插针用于与被测装置的接线端子对应插配连接；该系统还包括测试机器人，所述测试机器人还用于识别待测装置，并将待测装置进行搬运，并根据待测装置的点号对插件进行插拔操作。

2.根据权利要求1所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，该系统还包括用于监测被测装置的工业相机，所述工业相机与工控机相连。

3.根据权利要求2所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，该系统还包括数据服务器，所述数据服务器与所述工业相机通讯连接，还与所述工控机通讯连接。

4.根据权利要求1所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，当需要单独测试被测装置的插件时，控制所述测试机器人对该插件进行插拔插件动作。

5.根据权利要求1所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，所述工控机、切换功放箱、模拟断路器、校验仪和测试工装集成设置在一个可移动平台上。

6.根据权利要求1所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，当被测装置为智能终端时，根据被测装置的虚端子进行自动连线，切换功放箱输出GOOSE到所述智能终端装置，工控机记录GOOSE跳闸的动作时间。

7.根据权利要求1所述的智能变电站过程层装置自动测试系统，其特征在于，当被测装置为合并单元时，工控机判断合并单元发出的GOOSE是否丢帧，是否有不停变位的情况，是否有抖动，并判断SV分辨率是否符合设定要求。