CN112799377A - 一种环吊超速保护校验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环吊超速保护校验系统及方法，包括：控制器、驱动装置、以及测试端口；驱动装置用于根据控制器输出的驱动控制信号输出驱动信号；测试端口用于接入被测模块、以供被测模块与控制器连接；控制器分别与驱动装置和测试端口连接、用于向驱动装置输出驱动信号以驱动被测模块；或者通过测试端口向被测模块发送测试信号，以对被测模块进行校验测试。本发明可实现对环吊起升机构的控制系统中的相关部件进行在线监测，及功能测试，可以提高维修技能、故障识别、现场部件及备件故障检测和分析效率。
Description
技术领域
本发明涉及环吊起升机构驱动控制的技术领域，更具体地说，涉及一种环吊超速保护校验系统及方法。
背景技术
在核电厂中，环吊起升机构为常用设备，因此，对于环吊起升机构的驱动控制尤为重要。鉴于环吊起升机构的重要性，其驱动控制的相关性能就必然要得到有效保障，另外，环吊起升机构还会影响到设备维修效率、故障识别等。因此，需要对环吊起升机构的驱动控制系统中的零部件如编码器、继电器等进行检测校验。
然而，现有的技术方案中，没有一套专门用于环吊起升机构的驱动控制系统的零部件进行检测校验的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种环吊超速保护校验系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种环吊超速保护校验系统，包括：控制器、驱动装置、以及测试端口；
所述驱动装置用于根据所述控制器输出的驱动控制信号输出驱动信号；
所述测试端口用于接入被测模块、以供被测模块与控制器连接；
所述控制器分别与所述驱动装置和所述测试端口连接、用于向所述驱动装置输出驱动信号以驱动被测模块；或者通过所述测试端口向所述被测模块发送测试信号，以对所述被测模块进行校验测试。
其中，还包括：
与所述控制器连接、用于输入测试信息并进行测试状态参数显示的人机交互模块。
其中，所述测试端口包括：第一测试接口；所述被测模块包括：编码器；
所述第一测试接口与所述控制器连接，用于在所述编码器接入所述第一测试接口且开始执行测试时，接收所述编码器返回的测试数据并反馈给所述控制器。
其中，所述驱动装置包括：驱动模块、与所述驱动模块连接的电机；
所述驱动模块与所述控制器连接，接收所述控制器输出的驱动信号并发送给所述电机以驱动所述电机工作。
其中，所述驱动装置还包括：联轴器；
所述电机通过所述联轴器与所述编码器连接，用于根据所述驱动信号驱动所述编码器工作。
其中，所述测试端口还包括：第二测试接口；所述被测模块还包括：超速保护继电器；
所述第二测试接口与所述控制器连接，用于在所述超速保护继电器接入所述第二测试接口且开始执行测试时，接收所述控制器输出的并发送给所述超速保护继电器；
所述第二测试接口还用于接收所述超速保护继电器返回的测试数据并反馈给所述控制器。
其中，还包括：
与所述控制器连接、用于向所述控制器提供电能的电源模块。
其中，还包括：测试继电器；
所述测试继电器设置在所述控制器的高速输入端口与所述编码器的测试端之间。
本发明还提供一种环吊超速保护校验方法，包括：
将被测模块接入测试端口；
输入测试信息；
控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试。
其中，所述被测模块包括：编码器；所述测试端口包括：第一测试接口；
所述控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试包括：
所述控制器根据所述测试信息输出驱动信号至驱动装置以驱动电机工作；
所述第一测试接口将所述编码器返回的反馈数据返回给所述控制器；
所述控制器接收所述反馈数据并对所述反馈数据进行处理，输出所述编码器的测试结果和所述编码器的反馈数据至人机交互模块；
所述人机交互模块接收所述编码器的测试结果和所述编码器的反馈数据。
其中，所述被测模块包括：超速保护继电器；所述测试端口包括：第二测试接口；
所述控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试包括：
所述控制器根据所述测试信息输出测试信号至所述第二测试接口；
所述第二测试接口将所述测试信号发送给所述超速保护继电器；
执行对所述超速保护继电器的测试。
其中，所述超速保护继电器包括：第一继电器；
所述执行对所述超速保护继电器的测试包括：
所述控制器采用预设调速方式向所述第一继电器输出脉冲信号；
在预设点时，所述控制器向所述第一继电器输出点动作信号；
判断是否接收到第一继电器返回的测试数据；
若是，所述控制器记录所述第一继电器的当前速度；
在结束点时，判断是否接收到所述第一继电器返回的测试数据；
若没有接收到所述第一继电器返回的测试数据，则判断所述第一继电器故障；
若接收到所述第一继电器返回的测试数据，则采用预设循环测试；
在所述预设循环测试完成后，获得测试速度值；
判断所述测试速度值与预设速度值是否一致；
若一致，则判定所述第一继电器正常，否则判定所述第一继电器故障。
其中，所述超速保护继电器包括：第二继电器；
所述执行对所述超速保护继电器的测试包括：
所述控制器采用预设调速方式向所述第二继电器输出脉冲信号；
判断是否接收到所述第二继器返回的上升沿信号和下降沿信号；
若没有接收到所述上升沿信号和所述下降沿信号，则判定所述第二继电器故障；
若接收到所述上升沿信号和所述下降沿信号，所述控制器记录所述第二继电器在上升沿时的当前速度和下降沿时的当前速度；
采用预设循环测试；
在所述预设循环测试完成后，获得测试速度值；
判断所述测试速度值与预设速度值是否一致；
若一致，则判定所述第二继电器正常，否则判定所述第二继电器故障。
其中，所述预设循环测试包括：
一次快速扫描和三次慢速扫描。
实施本发明的环吊超速保护校验系统及方法，具有以下有益效果：包括：控制器、驱动装置、以及测试端口；驱动装置用于根据控制器输出的驱动控制信号输出驱动信号；测试端口用于接入被测模块、以供被测模块与控制器连接；控制器分别与驱动装置和测试端口连接、用于向驱动装置输出驱动信号以驱动被测模块；或者通过测试端口向被测模块发送测试信号，以对被测模块进行校验测试。本发明可实现对环吊起升机构的控制系统中的相关部件进行在线监测，及功能测试，可以提高维修技能、故障识别、现场部件及备件故障检测和分析效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的环吊超速保护校验系统的原理框图；
图2是本发明实施例提供的环吊超速保护校验系统的的位置布置示意图；
图3是本发明实施例提供的编码器测试接线示意图；
图4是本发明实施例提供的第一继电器测试接线示意图；
图5是本发明实施例提供的第二继电器测试接线示意图；
图6是本发明实施例提供的环吊超速保护校验方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1和图2，本发明提供了一种环吊超速保护校验系统。
如图1所示，该环吊超速保护校验系统包括：控制器11、驱动装置12、以及测试端口13。
其中，驱动装置12用于根据控制器11输出的驱动控制信号输出驱动信号；测试端口13用于接入被测模块、以供被测模块与控制器11连接；控制器11分别与驱动装置12和测试端口13连接、用于向驱动装置12输出驱动信号以驱动被测模块；或者通过测试端口13向被测模块发送测试信号，以对被测模块进行校验测试。
一些实施例中，该环吊超速保护校验系统还包括：与控制器11连接、用于输入测试信息并进行测试状态参数显示的人机交互模块14。
一些实施例中，该环吊超速保护校验系统还包括：与控制器11连接、用于向控制器11提供电能的电源模块15。该电源模块15可提供24V电源。
一些实施例中，该测试端口13包括：第一测试接口131；被测模块包括：编码器20。
第一测试接口131与控制器11连接，用于在编码器20接入第一测试接口131且开始执行测试时，接收编码器20返回的测试数据并反馈给控制器11。具体的，第一测试接口131可实现控制器11与编码器20之间的信号传输。
一些实施例中，该驱动装置12包括：驱动模块121、与驱动模块121连接的电机122；驱动模块121与控制器11连接，接收控制器11输出的驱动信号并发送给电机122以驱动电机122工作。
进一步地，一些实施例中，该驱动装置12还包括：联轴器123；电机122通过联轴器123与编码器20连接，用于根据驱动信号驱动编码器20工作。
可选的，编码器20可以采用DHM系统编码器；控制器11可采用西门子S7-300系列的PLC控制器11。
在一个具体实施例中，编码器20为DHM系列编码器，控制器11为西门子S7-200SMART PLC。其中，西门子S7-200SMART PLC可以接收四路200KHz的高速脉冲信号，而DHM系列编码器有六路输出，因此，在进行编码器20测试时，需要分两次进行测试，每次测试三条回路，并通过外部电路继电器进行自动切换，即在该环吊超速保护校验系统还可以设置一个测试继电器16；该测试继电器16设置在控制器11的高速输入端口与编码器20的测试端之间。
其中，编码器20的测试接线图如图3所示。
一些实施例中，该测试端口13还包括：第二测试接口132；被测模块还包括：超速保护继电器30。
第二测试接口132与控制器11连接，用于在超速保护继电器30接入第二测试接口132且开始执行测试时，接收控制器11输出的测试信号并发送给超速保护继电器30；第二测试接口132还用于接收超速保护继电器30返回的测试数据并反馈给控制器11。
可选的，本发明实施例的环吊超速保护校验系统可用于对不同的超速保护继电器30进行校验测试。
图2中PM为电源模块15，PLC为控制器11，KA为测试继电器16，SX为插座40(其可接入220VAC电源)，HMI为人机交互模块14，V90为驱动模块121，DELAY为超速保护继电器30，QF/2P为空开，XT0:8、XT1:8、XT2:8均为接线端子。
一些实施例中，该超速保护继电器30可包括：第一继电器和第二继电器，其中，第一继电器可以为SX2DV100，其可用于测量电机122是否欠速；第二继电器可以为SX2DV200，其可用于测量电机122是否超速。其中，在进行测试时，第一继电器的接线图如图4所示，第二继电器的接线图如图5所示。
图4中，PLC输入点为西门子S7-200SMART PLC输入至第一继电器的测试信号的输入端口，PLC脉冲输出为第一继电器反馈至西门子S7-200SMART PLC的脉冲信号的输出端口，PLC输出为点动作信号。
图5中，PLC输入点为西门子S7-200SMART PLC输入至第二继电器的测试信号的输入端口，PLC脉冲输出为第二继电器反馈至西门子S7-200SMART PLC的脉冲信号的输出端口，跳线为将第二继电器的+24V端口与INV端口(即图5中的inv)短接。
本发明还提供一种环吊超速保护校验方法，该校验方法可以通过本发明实施例公开的环吊超速保护校验系统实现。
如图6所示，环吊超速保护校验方法包括：
步骤S601、将被测模块接入测试端口13。
步骤S602、输入测试信息。
可选的，测试信息可通过人机交互模块14输入。测试信息包括但不限于：编码器20的类型和编码器20信息(包括分辨率等参数)、超速度保护继电器的型号、设定目标速度等。
步骤S603、控制器11接收测试信息并根据测试信息输出测试信号至测试端口13，以对被测试模块进行校验测试。
一些实施例中，该被测模块包括：编码器20；测试端口13包括：第一测试接口131。
控制器11接收测试信息并根据测试信息输出测试信号至测试端口13，以对被测试模块进行校验测试包括：控制器11根据测试信息输出驱动信号至驱动装置12以驱动电机122工作；第一测试接口131将编码器20返回的反馈数据返回给控制器11；控制器11接收反馈数据并对反馈数据进行处理，输出编码器20的测试结果和编码器20的反馈数据至人机交互模块14；人机交互模块14接收编码器20的测试结果和编码器20的反馈数据。
具体的，在进行编码器20测试时，由西门子S7-200SMART PLC输出驱动信号至驱动模块121(即图2中的V90)，驱动模块121接收到该驱动信号并传输至电机122，以驱动电机122工作，而驱动工作后即通过联轴器123带动编码器20工作，同时，编码器20将测试数据反馈至西门子S7-200SMART PLC的高速输入口，由西门子S7-200SMART PLC计算编码器20反馈的电机122速度，同时与设定速度进行对比，若误差在允许范围之内，则判定编码器20正常。其中，具体的测试步骤如下：
(1)将编码器20轴与测试电机122轴通过联轴器123连接(如图2所示)。
(2)将编码器20按照如图3所示进行接线，给编码器20提供24V电源，同时将A、B、0、A/、B/、0/通过测试继电器16触点接入PLC高速输入端口，其中，测试继电器16用于切换当前测试相位。
(3)在接线完成后，在人机交互模块14中输入或者选择编码器20的类型及编码器20信息(包括分辨率等参数)。
(4)启动基本功能测试流程，该校验系统按测试设定运行电机122，西门子S7-200SMART PLC对比速度设定值与编码器20的反馈数据并将对比结果和编码器20的反馈数据发送给人机交互模块14，以人机交互模块14进行实时显示，以供测试者实时查看。
(5)西门子S7-200SMART PLC输出不同速度的驱动信号进行测试，测试并计算设定值与实际测试值最大偏差，根据偏差结果判断编码器20是否正常。其中，当偏差值在允许范围内时，则判定编码器20正常，否则判定编码器20故障。
一些实施例中，被测模块还包括：超速保护继电器30；测试端口13包括：第二测试接口132。
控制器11接收测试信息并根据测试信息输出测试信号至测试端口13，以对被测试模块进行校验测试包括：控制器11根据测试信息输出至第二测试接口132；第二测试接口132将发送给超速保护继电器30；执行对超速保护继电器30的测试。
一些实施例中，超速保护继电器30包括：第一继电器。执行对超速保护继电器30的测试包括：控制器11采用预设调速方式向第一继电器输出脉冲信号；在预设点时，控制器11向第一继电器输出点动作信号；判断是否接收到第一继电器返回的测试数据；若是，控制器11记录第一继电器的当前速度；在结束点时，判断是否接收到第一继电器返回的测试数据；若没有接收到第一继电器返回的测试数据，则判断第一继电器故障；若接收到第一继电器返回的测试数据，则采用预设循环测试；在预设循环测试完成后，获得测试速度值；判断测试速度值与预设速度值是否一致；若一致，则判定第一继电器正常，否则判定第一继电器故障。
可选的，预设调速方式为：虚拟编码器信号并逐渐提速，最高至6000脉冲每分钟。预设循环测试包括：一次快速扫描和三次慢速扫描。预设点为虚拟编码器信号达到最高速时。结束点为虚拟编码器信号减速至0脉冲每分钟。其中，快速扫描和慢速扫描的具体速度值可根据实际测试产品选择，且快速扫描的速度值大于慢速扫描的速度值。
具体的，如图4所示，将第一继电器(SX2 DV100)安装在测试台上并按图4所示进行接线后：
(1)在SX2 DV100上设定好目标速度。
(2)在人机交互模块14上选择超速保护继电器30测试功能并启动。
(3)西门子S7-200SMART PLC输出虚拟编码器信号(测试信号)并逐渐提速，最高至6000脉冲每分钟。
(4)在虚拟编码器信号快速提高到6000脉冲每分钟的速度，在到达最高速时，西门子S7-200SMART PLC输出点(man)动作信号，常闭继电器触点断开，SX2 DV100开始监测脉冲速度。
(5)虚拟编码器信号逐渐减速，当西门子S7-200SMART PLC输入点接收到来自SX2DV100的(PLC脉冲输出端口)输出的信号时，西门子S7-200SMART PLC记录当前速度。
(6)若减速至0脉冲每分钟的速度时，西门子S7-200SMART PLC仍未接收到来自SX2DV100的(PLC脉冲输出端口)输出的信号时，则判断SXV DV100故障。
(7)按照步骤(1)～(6)循环进行1次快速扫描和3次慢速扫描，最后获得测试速度值，若测试速度值与设定速度值一致，则判断SXV DV100正常，否则，SXV DV100故障。
一些实施例中，超速保护继电器30包括：第二继电器。执行对超速保护继电器30的测试包括：控制器11采用预设调速方式向第二继电器输出脉冲信号；判断是否接收到第二继器返回的上升沿信号和下降沿信号；若没有接收到上升沿信号和下降沿信号，则判定第二继电器故障；若接收到上升沿信号和下降沿信号，控制器11记录第二继电器在上升沿时的当前速度和下降沿时的当前速度；采用预设循环测试；在预设循环测试完成后，获得测试速度值；判断测试速度值与预设速度值是否一致；若一致，则判定第二继电器正常，否则判定第二继电器故障。
可选的，预设调速方式为：虚拟编码器信号并逐渐提速，最高至6000脉冲每分钟。预设循环测试包括：一次快速扫描和三次慢速扫描。
具体的，如图5所示，将第二继电器(SX2 DV200)安装在测试台上并按图5所示进行接线后：
(1)在SX2 DV100上设定好目标速度。
(2)在人机交互模块14上选择超速保护继电器30测试功能并启动。
(3)西门子S7-200SMART PLC输出虚拟编码器信号(测试信号)并逐渐提速，最高至6000脉冲每分钟。
(4)通电后SX2 DV200即开始监测脉冲速度。
(5)在虚拟编码器信号逐渐提高至6000脉冲每分钟的速度过程中，当西门子S7-200SMART PLC输入点接收到来自SX2 DV200的(PLC脉冲输出端口)输出的下降沿信号时，西门子S7-200SMART PLC记录当前速度为高速设定值。
(6)在虚拟编码器信号逐渐减速至0脉冲每分钟的速度，当西门子S7-200SMARTPLC输入点接收到来自SX2 DV200的(PLC脉冲输出端口)输出的上升沿信号时，西门子S7-200SMART PLC记录当前速度为低速设定值。若在虚拟编码器信号逐渐提高至6000脉冲每分钟的速度、接着虚拟编码器信号逐渐减速至0脉冲每分钟的速度过程中，西门子S7-200SMART PLC输入均未接收到来自SX2 DV200的(PLC脉冲输出端口)输出的上升沿信号和下降沿信号，则判断第二继电器故障。
(7)按照步骤(1)～(6)循环进行1次快速扫描和3次慢速扫描，最后获得测试速度值，若测试速度值与设定速度值一致，则判断SXV DV200正常，否则，SXV DV200故障。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (14)
1.一种环吊超速保护校验系统，其特征在于，包括：控制器、驱动装置、以及测试端口；
所述驱动装置用于根据所述控制器输出的驱动控制信号输出驱动信号；
所述测试端口用于接入被测模块、以供被测模块与控制器连接；
所述控制器分别与所述驱动装置和所述测试端口连接、用于向所述驱动装置输出驱动信号以驱动被测模块；或者通过所述测试端口向所述被测模块发送测试信号，以对所述被测模块进行校验测试。
2.根据权利要求1所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，还包括：
与所述控制器连接、用于输入测试信息并进行测试状态参数显示的人机交互模块。
3.根据权利要求1所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，所述测试端口包括：第一测试接口；所述被测模块包括：编码器；
所述第一测试接口与所述控制器连接，用于在所述编码器接入所述第一测试接口且开始执行测试时，接收所述编码器返回的测试数据并反馈给所述控制器。
4.根据权利要求3所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，所述驱动装置包括：驱动模块、与所述驱动模块连接的电机；
所述驱动模块与所述控制器连接，接收所述控制器输出的驱动信号并发送给所述电机以驱动所述电机工作。
5.根据权利要求4所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，所述驱动装置还包括：联轴器；
所述电机通过所述联轴器与所述编码器连接，用于根据所述驱动信号驱动所述编码器工作。
6.根据权利要求1所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，所述测试端口还包括：第二测试接口；所述被测模块还包括：超速保护继电器；
所述第二测试接口与所述控制器连接，用于在所述超速保护继电器接入所述第二测试接口且开始执行测试时，接收所述控制器输出的并发送给所述超速保护继电器；
所述第二测试接口还用于接收所述超速保护继电器返回的测试数据并反馈给所述控制器。
7.根据权利要求1所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，还包括：
与所述控制器连接、用于向所述控制器提供电能的电源模块。
8.根据权利要求3所述的环吊超速保护校验系统，其特征在于，还包括：测试继电器；
所述测试继电器设置在所述控制器的高速输入端口与所述编码器的测试端之间。
9.一种环吊超速保护校验方法，其特征在于，包括：
将被测模块接入测试端口；
输入测试信息；
控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试。
10.根据权利要求9所述的环吊超速保护校验方法，其特征在于，所述被测模块包括：编码器；所述测试端口包括：第一测试接口；
所述控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试包括：
所述控制器根据所述测试信息输出驱动信号至驱动装置以驱动电机工作；
所述第一测试接口将所述编码器返回的反馈数据返回给所述控制器；
所述控制器接收所述反馈数据并对所述反馈数据进行处理，输出所述编码器的测试结果和所述编码器的反馈数据至人机交互模块；
所述人机交互模块接收所述编码器的测试结果和所述编码器的反馈数据。
11.根据权利要求9所述的环吊超速保护校验方法，其特征在于，所述被测模块包括：超速保护继电器；所述测试端口包括：第二测试接口；
所述控制器接收所述测试信息并根据所述测试信息输出测试信号至所述测试端口，以对所述被测试模块进行校验测试包括：
所述控制器根据所述测试信息输出测试信号至所述第二测试接口；
所述第二测试接口将所述测试信号发送给所述超速保护继电器；
执行对所述超速保护继电器的测试。
12.根据权利要求11所述的环吊超速保护校验方法，其特征在于，所述超速保护继电器包括：第一继电器；
所述执行对所述超速保护继电器的测试包括：
所述控制器采用预设调速方式向所述第一继电器输出脉冲信号；
在预设点时，所述控制器向所述第一继电器输出点动作信号；
判断是否接收到第一继电器返回的测试数据；
若是，所述控制器记录所述第一继电器的当前速度；
在结束点时，判断是否接收到所述第一继电器返回的测试数据；
若没有接收到所述第一继电器返回的测试数据，则判断所述第一继电器故障；
若接收到所述第一继电器返回的测试数据，则采用预设循环测试；
在所述预设循环测试完成后，获得测试速度值；
判断所述测试速度值与预设速度值是否一致；
若一致，则判定所述第一继电器正常，否则判定所述第一继电器故障。
13.根据权利要求11所述的环吊超速保护校验方法，其特征在于，所述超速保护继电器包括：第二继电器；
所述执行对所述超速保护继电器的测试包括：
所述控制器采用预设调速方式向所述第二继电器输出脉冲信号；
判断是否接收到所述第二继器返回的上升沿信号和下降沿信号；
若没有接收到所述上升沿信号和所述下降沿信号，则判定所述第二继电器故障；
若接收到所述上升沿信号和所述下降沿信号，所述控制器记录所述第二继电器在上升沿时的当前速度和下降沿时的当前速度；
采用预设循环测试；
在所述预设循环测试完成后，获得测试速度值；
判断所述测试速度值与预设速度值是否一致；
若一致，则判定所述第二继电器正常，否则判定所述第二继电器故障。
14.根据权利要求12或13所述的环吊超速保护校验方法，其特征在于，所述预设循环测试包括：
一次快速扫描和三次慢速扫描。
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