CN113219953B - 基于激光漫反射光电开关对dcs画面响应时间测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，包括以下步骤：1)电源转换模块的构建；2)构建活动支架；3)DCS信号输入；4)初始数据记录；5)切换时间记录；6)记录时间差；7)响应时间判断；8)系统老化程度判断。本发明属于火力发电技术领域，具体是提供了一种通过软硬件结合的方法，测试DCS画面响应时间，并通过软硬件测得时间的不同，完善规程中对性能老化判断，进行更进一步的测试和描述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法。

Description

基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体是指基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法。

背景技术

根据《DL/T 659-2016火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》的要求，从操作站按下鼠标开始到整个画面完全切换完成结束，对一般画面切换时间要小于1秒，复杂画面切换时间要小于2秒。

现有的DCS系统中画面具体操作方法就是测试人员一手拿着秒表，一手点击初始画面切换至目标画面的按钮，同时用秒表开始计时，待画面成功切换至目标画面时，按下秒表结束计时，秒表记录时间为画面切换时间。此方法过程多为人工操作，测试误差大，存在如下问题：测试人员何时判断目标画面切换成功存在较大误差；从测试人员判别画面切换成功以后再次按下秒表结束计时键的整个过程存在较大的时延；测试规程没有完善老化程度的判断，只以2秒为判断依据，没有更详细的论述。

随着计算机控制技术的快速发展，DCS的人机接口更新迅速，控制器不断升级，软件版本不停迭代，亦使DCS控制功能的覆盖范围不断增大，几乎含括了电厂的所有设备。目前，大多数机组控制系统除保留少量用于紧急停机、停炉的后备手动操作按钮外，所有控制、保护和监视功能全部集于DCS，DCS的安全性和可靠性对机组的安全运行起到了越来越重要的作用。但是，随着市场竞争的加剧，为了降低成本，DCS制造商不断缩减设备配置，将系统优化的空间几乎挤压殆尽，导致DCS总体性能下降。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明提供了一种通过软硬件结合的方法，测试DCS画面响应时间，并通过软硬件测得时间的不同，完善规程中对性能老化判断，进行更进一步的测试和描述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法。

本发明采用的技术方案如下：基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，包括以下步骤：

1)电源转换模块的构建：根据激光漫反射光电开关供电特性，提供220V转24V电源模块；

2)构建活动支架：将激光漫反射光电开关安装在活动支架上，激光漫反射光电开关与220V转24V电源模块电性连接，在背景画面、重要设备周围分别放置多个活动支架和激光漫反射光电开关，针对DCS画面，调整多个激光漫反射光电开关的支架角度，使得背景画面、重要设备分别有激光漫反射光电开关检测，将激光漫反射光电开关作为背景画面信号和重要设备画面信号的判断依据，将目标画面截图自动保存在电脑中；

3)DCS信号输入：将激光漫反射光电开关的输出信号接入DCS的DI卡件中，使得激光漫反射光电开关的输出信号作为DCS系统的DI信号，输入至DCS中；

4)初始数据记录：记录此时各个激光漫反射光电开关的输出；

5)切换时间记录：进行画面切换操作，完成画面切换后，判断激光漫反射光电开关信号的幅值变化，若此时激光漫反射光电开关的输出与先前时刻一致，则计时器完成计时，并在计时器的LED中显示此时的结果E1，通过硬件系统的计时器记录切换时间E1；

6)记录时间差：通过激光漫反射光电开关输入至DCS中的DI信号的幅值变化，调用DCS数据库，查看激光漫反射光电开关的输出信号至DI卡件的两次间隔，记录时间差为E2；

7)响应时间判断：通过E1来记录激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试是否符合标准要求；

8)系统老化程度判断：通过E2与E1的计算，判断系统的老化程度。

进一步地，步骤1)所述的220V转24V电源模块包括220V AC转换24V AC变压器、桥式整流电路、滤波电路和线性三端稳压器，所述220V AC转换24V AC变压器的输入为220V交流电源，所述220V AC转换24V AC变压器的输出端与桥式整流电路连接，所述桥式整流电路输出端依次与滤波电路和线性三端稳压器连接，所述线性三端稳压器采用线性三端稳压器7824，先使用220V AC转换24V AC变压器将220V交流电转换为24V交流电，24V交流电通过桥式整流电路整理为直流电，通过滤波电路电容滤波之后，使用线性三端稳压器进行降压、稳压、得到稳定的24V直流电压输出，24V直流电压给多组激光漫反射光电开关供电。

进一步地，步骤2)所述活动支架包括底座、套杆、拉伸杆和开关固定座，所述套杆固接设于底座上壁，所述套杆为上端开口的中空管体设置，所述拉伸杆滑动卡接设于套杆内，所述开关固定座转动设于拉伸杆上端，所述激光漫反射光电开关设于开关固定座上，伸缩设置的套杆和拉伸杆便于调节激光漫反射光电开关安的高度，开关固定座便于调节激光漫反射光电开关的角度。

进一步地，步骤4)中所述激光漫反射光电开关的输出信号与原先出入大时，则重新调整探头位置，配置DCS画面颜色。

进一步地，步骤7)中所述标准要求具体为：从操作站按下鼠标开始到整个画面完全切换完成结束，对一般画面切换时间小于1秒，复杂画面切换时间小于2秒。

进一步地，步骤8)所述的E2与E1的计算具体做法如下：计算|E2-E1|/E1，若|E2-E1|/E1≥30％，则证明该系统存在老化现象，业主应考虑适当优化，更换系统硬件，更新软件版本；若|E2-E1|/E1＜30％，则证明该系统可继续使用。

采用上述方案本发明取得有益效果如下：本发明基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法,先通过220V转24V的电源模块，给激光漫反射光电开关通电，通过调整活动支架的位置，取得此时画面的背景状态和设备状态，按要求完成切换画面之后，通过比较激光漫反射光电开关信号的状态，判断切换时间，并通过与DCS测得的时间作比较，得出结论是否符合规程要求及做出老化结果分析，安全可靠。

附图说明

图1为本发明基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法的原理框图；

图2为本发明基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法的220V转24V电源模块的电路图；

图3为本发明基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法的活动支架和激光漫反射光电开关的透视图；

图4为本发明基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法的实施例一的活动支架的放置示意图。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：1、底座，2、套杆，3、拉伸杆，4、开关固定座，5、220V AC转换24V AC变压器，6、桥式整流电路，7、滤波电路，8、线性三端稳压器，9、激光漫反射光电开关。

具体实施方式

下面将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的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，包括以下步骤：

1)电源转换模块的构建：根据激光漫反射光电开关9供电特性，提供220V转24V电源模块；

2)构建活动支架：将激光漫反射光电开关9安装在活动支架上，激光漫反射光电开关9与220V转24V电源模块电性连接，在背景画面、重要设备周围分别放置多个活动支架和激光漫反射光电开关9，针对DCS画面，调整多个激光漫反射光电开关9的支架角度，使得背景画面、重要设备分别有激光漫反射光电开关9检测，将激光漫反射光电开关9作为背景画面信号和重要设备画面信号的判断依据，将目标画面截图自动保存在电脑中；

3)DCS信号输入：将激光漫反射光电开关9的输出信号接入DCS的DI卡件中，使得激光漫反射光电开关9的输出信号作为DCS系统的DI信号，输入至DCS中；

4)初始数据记录：记录此时各个激光漫反射光电开关9的输出；

5)切换时间记录：进行画面切换操作，完成画面切换后，判断激光漫反射光电开关9信号的幅值变化，若此时激光漫反射光电开关9的输出与先前时刻一致，则计时器完成计时，并在计时器的LED中显示此时的结果E1，通过硬件系统的计时器记录切换时间E1；

6)记录时间差：通过激光漫反射光电开关9输入至DCS中的DI信号的幅值变化，调用DCS数据库，查看激光漫反射光电开关9的输出信号至DI卡件的两次间隔，记录时间差为E2；

7)响应时间判断：通过E1来记录激光漫反射光电开关9对DCS画面响应时间测试是否符合标准要求；

8)系统老化程度判断：通过E2与E1的计算，判断系统的老化程度。

其中，如图2所示，步骤1)所述的220V转24V电源模块包括220V AC转换24V AC变压器5、桥式整流电路6、滤波电路7和线性三端稳压器8，所述220V AC转换24V AC变压器5的输入为220V交流电源，所述220V AC转换24V AC变压器5的输出端与桥式整流电路6连接，所述桥式整流电路6输出端依次与滤波电路7和线性三端稳压器8连接，所述线性三端稳压器8采用线性三端稳压器7824，先使用220V AC转换24V AC变压器5将220V交流电转换为24V交流电，24V交流电通过桥式整流电路6整理为直流电，通过滤波电路7电容滤波之后，使用线性三端稳压器8进行降压、稳压、得到稳定的24V直流电压输出，24V直流电压给多组激光漫反射光电开关9供电。

如图3所示，步骤2)所述活动支架包括底座1、套杆2、拉伸杆3和开关固定座4，所述套杆2固接设于底座1上壁，所述套杆2为上端开口的中空管体设置，所述拉伸杆3滑动卡接设于套杆2内，所述开关固定座4转动设于拉伸杆3上端，所述激光漫反射光电开关9设于开关固定座4上，伸缩设置的套杆2和拉伸杆3便于调节激光漫反射光电开关9安的高度，开关固定座4便于调节激光漫反射光电开关9的角度。

步骤4)中所述激光漫反射光电开关9的输出信号与原先出入大时，则重新调整探头位置，配置DCS画面颜色。

步骤7)中所述标准要求具体为：从操作站按下鼠标开始到整个画面完全切换完成结束，对一般画面切换时间小于1秒，复杂画面切换时间小于2秒。

步骤8)所述的E2与E1的计算具体做法如下：计算|E2-E1|/E1，若|E2-E1|/E1≥30％，则证明该系统存在老化现象，业主应考虑适当优化，更换系统硬件，更新软件版本；若|E2-E1|/E1＜30％，则证明该系统可继续使用。

实施例一：

对2×460MW级燃气-蒸汽联合循环电厂工程进行基于激光漫反射光电开关9对DCS画面响应时间测试，包括以下步骤：

1)电源转换模块的构建：根据激光漫反射光电开关9供电特性，提供220V转24V电源模块；

2)构建活动支架：将激光漫反射光电开关9安装在活动支架上，激光漫反射光电开关9与220V转24V电源模块电性连接，如图4所示，利用活动支架，将激光漫反射光电开关9分别摆放至对应A、B、C、D位置，用于背景画面的检测，选取#1凝结水再循环泵、#2凝结水再循环泵及其他电动门作为关键设备，利用活动支架，将激光漫反射光电开关9探头分别摆放至对应E、F、H、I、J位置，用于重要设备的状态检测，将激光漫反射光电开关9作为背景画面信号和重要设备画面信号的判断依据，将目标画面截图自动保存在电脑中；

3)DCS信号输入：将A、B、C、D、E、F、H、I、J处的9个激光漫反射光电开关9的输出一组接入计时器中且一组接入DCS的DI卡件中，使得激光漫反射光电开关9的输出信号作为DCS系统的DI信号，输入至DCS中；

4)初始数据记录：记录此时各个激光漫反射光电开关9的输出状态；

5)切换时间记录：手动完成画面切换，画面切换的瞬间，因激光漫反射光电开关9的状态失去，硬件电路计时器开始计时，通过硬件电路判断激光漫反射光电开关9信号的幅值变化，若A、B、C、D处4个背景画面信号的激光漫反射光电开关9探头中的输出状态有3个与原状态一致，且E、F、H、I、J处5个关键设备的激光漫反射光电开关9探头中的输出状态有4个与原状态一致，则此时认为画面切换完成，并输出给计时器停止计时，计时器显示时间为E1，记录切换时间E1；

6)记录时间差：通过DCS调出漫反射光电开关在进入DCS的状态变化，按照A、B、C、D处4个背景画面信号的激光漫反射光电开关9探头中的输出状态有3个与原状态一致，且E、F、H、I、J处5个关键设备的激光漫反射光电开关9探头中的输出状态有4个与原状态一致，将此时间段设置为E2；

7)响应时间判断：测得此项目画面切换时间E1为114毫秒，小于2秒，符合《DL/T659-2016火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》的要求；

8)系统老化程度判断：测得此项目画面切换时间为114毫秒，小于2秒，符合《DL/T659-2016火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》的要求且若|E2-E1|/E1＜30％，该系统可继续使用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电源转换模块的构建：根据激光漫反射光电开关供电特性，提供220V转24V电源模块；

2)构建活动支架：将激光漫反射光电开关安装在活动支架上，激光漫反射光电开关与220V转24V电源模块电性连接，在背景画面、重要设备周围分别放置多个活动支架和激光漫反射光电开关，针对DCS画面，调整多个激光漫反射光电开关的支架角度，使得背景画面、重要设备分别有激光漫反射光电开关检测，将激光漫反射光电开关作为背景画面信号和重要设备画面信号的判断依据，将目标画面截图自动保存在电脑中；

3)DCS信号输入：将激光漫反射光电开关的输出信号接入DCS的DI卡件中，使得激光漫反射光电开关的输出信号作为DCS系统的DI信号，输入至DCS中；

4)初始数据记录：记录此时各个激光漫反射光电开关的输出；

5)切换时间记录：进行画面切换操作，完成画面切换后，判断激光漫反射光电开关信号的幅值变化，若此时激光漫反射光电开关的输出与先前时刻一致，则计时器完成计时，并在计时器的LED中显示此时的结果E1，通过硬件系统的计时器记录切换时间E1；

6)记录时间差：通过激光漫反射光电开关输入至DCS中的DI信号的幅值变化，调用DCS数据库，查看激光漫反射光电开关的输出信号至DI卡件的两次间隔，记录时间差为E2；

7)响应时间判断：通过E1来记录激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试是否符合标准要求；

8)系统老化程度判断：通过E2与E1的计算，判断系统的老化程度。

2.根据权利要求1所述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，步骤1)所述的220V转24V电源模块包括220V AC转换24V AC变压器、桥式整流电路、滤波电路和线性三端稳压器，所述220V AC转换24V AC变压器的输入为220V交流电源，所述220V AC转换24V AC变压器的输出端与桥式整流电路连接，所述桥式整流电路输出端依次与滤波电路和线性三端稳压器连接，所述线性三端稳压器采用线性三端稳压器7824。

3.根据权利要求1所述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，步骤2)所述活动支架包括底座、套杆、拉伸杆和开关固定座，所述套杆固接设于底座上壁，所述套杆为上端开口的中空管体设置，所述拉伸杆滑动卡接设于套杆内，所述开关固定座转动设于拉伸杆上端，所述激光漫反射光电开关设于开关固定座上。

4.根据权利要求1所述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，步骤4)中所述激光漫反射光电开关的输出信号与原先出入大时，则重新调整探头位置，配置DCS画面颜色。

5.根据权利要求1所述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，步骤7)中所述标准要求具体为：从操作站按下鼠标开始到整个画面完全切换完成结束，对一般画面切换时间小于1秒，复杂画面切换时间小于2秒。

6.根据权利要求1所述的基于激光漫反射光电开关对DCS画面响应时间测试方法，其特征在于，步骤8)所述的E2与E1的计算具体做法如下：计算|E2-E1|/E1，若|E2-E1|/E1≥30％，则证明该系统存在老化现象；若|E2-E1|/E1＜30％，则证明该系统可继续使用。

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