CN114440970A - 一种用于facts水冷装置的稳定性测试系统及方法 - Google Patents

一种用于facts水冷装置的稳定性测试系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统及方法，稳定性测试系统包括：上位机，电柜检测单元，逻辑检测单元，本体检测单元，整机检测单元和远程监控平台；稳定性测试时，整机检测单元接收开关量输入信号、模拟量输入信号，得到开关量输出信号和模拟量输出信号，使得被检产品在开关量输出信号和模拟量输出信号的控制下进行工作。整机检测单元与远程监控平台之间的连接回路包括：硬接点开关量回路，被检上位机验证回路，通讯控制回路，自检上位机通讯回路。本发明对检测全流程、各步骤及检测结果进行完全展示，自动记录存储过程数据和结果数据；利用结果数据输出合格的检验报告，以闭环的方式完成整个检验流程。

Description

一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电力装置的冷却设备技术领域，更具体地，涉及一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统及方法。
背景技术
目前，FACTS水冷产品作为一种智能化纯水冷却装置，整体比较复杂、自成系统。在该类产品的出厂试验过程中，通常需要通过多种检测，其中连续运行测试主要检测FACTS水冷装置的系统稳定性。
现有技术中，在水系统的连续运行过程中，一般通过人为肉眼判断数据的可靠性及系统的稳定性，没有对水系统连续运行过程中供水温度、供水压力、回水温度、回水压力、冷却水流量、电导率数据等数据的数据记录，也无法得到各数据在连续运行过程中的趋势。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统及方法，该系统具有系统初始化、实时数据采集、实时数据显示、数据保存等主要功能，并能实时采集及保存各时间段的数据变化，且能清晰观测各变量的运行趋势，判断FACTS水冷装置在运行过程中的稳定性，通过为FACTS类水冷产品提供完整的产品稳定性测试方案及平台，以提高产品检测试验的自动化程度及效率，减少产品检测试验人工工时，减少电气工程师检测现场陪检。
本发明采用如下的技术方案。
一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，该系统提供的FACTS整机测试项目包括出厂试验项目和生产试验项目。
稳定性测试系统包括：上位机，电柜检测单元，逻辑检测单元，本体检测单元，整机检测单元和远程监控平台；
电柜检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的电气控制柜内接线的正确性和控制元件的正确性；其中，控制元件包括：PLC，电源，控制模块，电子膨胀阀控制器，断路器，继电器，接触器，信号模块，输入模块和输出模块；
逻辑检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的控制逻辑的正确性；
本体检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置中的管路及电气控制元件的连接正确性；其中，电气控制元件包括：设备的流量变送器、压力变送器、变送器温度；
上位机，用于基于组态软件生成待测设备的自动测试全流程的控制程序，并将控制程序发送给整机检测单元；
整机检测单元，用于根据控制程序对待测FACTS水冷装置进行稳定性测试；
远程监控平台，用于监测和控制待测FACTS水冷装置；
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试前，稳定性测试系统使用电柜检测单元、逻辑检测单元和本体检测单元对FACTS水冷装置进行检测与验证。
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试时，整机检测单元接收待测FACTS水冷装置的开关量输入信号、模拟量输入信号，使用预设的程序处理开关量输入信号和模拟量输入信号，得到开关量输出信号和模拟量输出信号，使得待测FACTS水冷装置在开关量输出信号和模拟量输出信号的控制下进行工作；
其中，预设的程序采用经过逻辑检测单元检验的控制逻辑作为执行逻辑。
整机检测单元与远程监控平台之间的连接回路包括：硬接点开关量回路，被检上位机验证回路，通讯控制回路，自检上位机通讯回路。
硬接点开关量回路采用硬接点IO信号连接，用于传输开关量输入信号和开关量输出信号；
其中，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台向整机检测单元发送无源的运行信号，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台从整机检测单元接收有源的控制信号。
被检上位机验证回路采用Modbus RTU协议，用于通过RS485线路接收待测FACTS水冷装置的运行信息，还接收待测FACTS水冷装置的报警及状态信息；其中，运行信息包括：流量、压力、温度、版本号；
上位机利用接收到的待测FACTS水冷装置的运行信息、报警及状态信息，验证待测FACTS水冷装置的运行情况。
通讯控制回路，采用专用PUT/GET方式进行信息传输；用于整机检测单元与待测FACTS水冷装置远程监控平台之间的控制通讯信号的接收和发送；
远程监控平台接收到控制通讯信号后，让待测FACTS水冷装置按照检测要求完成相关检测，并把检测过程数据和检测结果发送给整机检测单元；整机检测单元对检测过程数据和检测结果进行记录、存储。
自检上位机通讯回路采用Modbus TCP协议，用于由上位机向整机检测单元下发控制指令，和由整机上位机发送运行信息和报告信息。
整机检测单元，用于记录待测FACTS水冷装置的过程测试数据，并通过以太网将过程测试数据上传至上位机；
整机检测单位，还用于出现测试不合格项时以声音和图像进行报警。
开关量输入信号包括：电源开关状态信号，电源接触器开关状态信号，阀门开关状态信号；开关量输出信号包括：水泵的启停动作信号，风机的启停动作信号，加热器的启停动作信号，阀门的开关动作信号。
模拟量输入信号包括：温度传感器的电信号，压力传感器的电信号，流量传感器的电信号，电导率传感器的电信号；模拟量输出信号包括：调速水泵的电信号，调速风机的电信号，变频器的电信号；
其中，模拟量输入信号中的电信号为电压或电流；模拟量输出信号中的电信号为转速或频率。
一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，包括：
步骤1，系统初始化，对各设备参数的初始值进行设置；
步骤2，通过通讯回路与待测FACTS水冷装置的远程监控平台进行数据传输，以1秒的采样频率，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行采集；
步骤3，基于时间坐标轴系，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行实时显示；
步骤4，当一项测试项目完成后，由整机测检单元使用预设的程序对该测试项目的运行数据进行实时判断，当该测试项目判定为合格时，进入步骤5；当该测试项目判定为不合格时，暂停测试流程，并发送报警；
步骤5，保存已合格的测试项目的运行数据，并将运行数据上传至上位机；返回步骤2，根据测试流程进行下一项测试项目。
步骤1中，各设备参数的初始值设置包括：比热容参数设置，采集时间长度选择，各数据的坐标轴上、下限设置。
待测FACTS水冷装置的各测试项目运行数据包括：换热功率，供水温度，回水温度，冷却水流量，供水压力，回水压力，主泵的转速，风机的转速，电导率变化情况。
步骤2中，每间隔10分钟保存一次各测试项目运行数据；当所选择的采集时间长度小于10分钟，则在采集的同时，对各测试项目运行数据进行保存。
相比现有技术，本发明的有益效果包括：
1)使用上位机平台，采用组态软件控制，对检测全流程、检测各步骤、以及检测结果进行完全展示，自动记录存储过程数据和结果数据；利用结果数据输出合格的检验报告，以闭环的方式完成整个检验流程；
2)能把检测步验，检测过程、结果完全展现，并把数据记录存储，同时输出合格的检验报告，完成整个检验流程；
3)上位机软件采用组态软件编程，调试好的程序通过打包工具，生成.exe执行文件，可以方便地在任何电脑中安装使用，无需特殊应用环境及软件要求，有效解决工控类软件的安装应用困难；
4)对被检验设备做整个过程控制，同时读取相应数据，并判定检验的合格性，是自动检测平台控制中心，完成对设备的自动化检验，并存储数据和结果。
5)自检平台接收Modbus_RTU通讯信号，采用S7-PUT/GET通讯读取控制被检设备，通过Modbus_TCP方式检验证信息，同时还有硬接点干信号反馈，构成多重闭环回路策略。
附图说明
图1是本发明一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法的步骤框图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1，一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，该系统提供的FACTS整机测试项目包括出厂试验项目和生产试验项目。
稳定性测试系统包括：上位机1，电柜检测单元2，逻辑检测单元3，本体检测单元4，整机检测单元5和远程监控平台6；
电柜检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的电气控制柜内接线的正确性和控制元件的正确性；其中，控制元件包括：PLC，电源，控制模块，电子膨胀阀控制器，断路器，继电器，接触器，信号模块，输入模块和输出模块；
逻辑检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的控制逻辑的正确性；
本体检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置中的管路及电气控制元件的连接正确性；其中，电气控制元件包括：设备的流量变送器、压力变送器、变送器温度；
上位机，用于基于组态软件生成待测设备的自动测试全流程的控制程序，并将控制程序发送给整机检测单元；
整机检测单元，用于根据控制程序对待测FACTS水冷装置进行稳定性测试；
远程监控平台，用于监测和控制待测FACTS水冷装置；
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试前，稳定性测试系统使用电柜检测单元、逻辑检测单元和本体检测单元对FACTS水冷装置进行检测与验证。
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试时，整机检测单元接收待测FACTS水冷装置的开关量输入信号、模拟量输入信号，使用预设的程序处理开关量输入信号和模拟量输入信号，得到开关量输出信号和模拟量输出信号，使得待测FACTS水冷装置在开关量输出信号和模拟量输出信号的控制下进行工作；
其中，预设的程序采用经过逻辑检测单元检验的控制逻辑作为执行逻辑。
整机检测单元与远程监控平台之间的连接回路包括：硬接点开关量回路，被检上位机验证回路，通讯控制回路，自检上位机通讯回路。
硬接点开关量回路采用硬接点IO信号连接，用于传输开关量输入信号和开关量输出信号；
其中，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台向整机检测单元发送无源的运行信号，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台从整机检测单元接收有源的控制信号。
被检上位机验证回路采用Modbus RTU协议，用于通过RS485线路接收待测FACTS水冷装置的运行信息，还接收待测FACTS水冷装置的报警及状态信息；其中，运行信息包括：流量、压力、温度、版本号；
上位机利用接收到的待测FACTS水冷装置的运行信息、报警及状态信息，验证待测FACTS水冷装置的运行情况。
通讯控制回路，采用专用PUT/GET方式进行信息传输；用于整机检测单元与待测FACTS水冷装置远程监控平台之间的控制通讯信号的接收和发送；
远程监控平台接收到控制通讯信号后，让待测FACTS水冷装置按照检测要求完成相关检测，并把检测过程数据和检测结果发送给整机检测单元；整机检测单元对检测过程数据和检测结果进行记录、存储。
自检上位机通讯回路采用Modbus TCP协议，用于由上位机向整机检测单元下发控制指令，和由整机上位机发送运行信息和报告信息。
整机检测单元，用于记录待测FACTS水冷装置的过程测试数据，并通过以太网将过程测试数据上传至上位机；
整机检测单位，还用于出现测试不合格项时以声音和图像进行报警。
开关量输入信号包括：电源开关状态信号，电源接触器开关状态信号，阀门开关状态信号；开关量输出信号包括：水泵的启停动作信号，风机的启停动作信号，加热器的启停动作信号，阀门的开关动作信号。
模拟量输入信号包括：温度传感器的电信号，压力传感器的电信号，流量传感器的电信号，电导率传感器的电信号；模拟量输出信号包括：调速水泵的电信号，调速风机的电信号，变频器的电信号；
其中，模拟量输入信号中的电信号为电压或电流；模拟量输出信号中的电信号为转速或频率。
如图1，一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，包括：
步骤1，系统初始化，对各设备参数的初始值进行设置。
步骤1中，各设备参数的初始值设置包括：比热容参数设置，采集时间长度选择，各数据的坐标轴上、下限设置。
待测FACTS水冷装置的各测试项目运行数据包括：换热功率，供水温度，回水温度，冷却水流量，供水压力，回水压力，主泵的转速，风机的转速，电导率变化情况。
步骤2，通过通讯回路与待测FACTS水冷装置的远程监控平台进行数据传输，以1秒的采样频率，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行采集。
步骤2中，每间隔10分钟保存一次各测试项目运行数据；当所选择的采集时间长度小于10分钟，则在采集的同时，对各测试项目运行数据进行保存。
值得注意的是，本发明优选实施例中，保存各测试项目运行数据的时间间隔采用10分钟，是一种非限制性的较优选择，本领域技术人员根据工程应用需求，设定不同的保存时间间隔。
步骤3，基于时间坐标轴系，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行实时显示；
步骤4，当一项测试项目完成后，由整机测检单元使用预设的程序对该测试项目的运行数据进行实时判断，当该测试项目判定为合格时，进入步骤5；当该测试项目判定为不合格时，暂停测试流程，并发送报警；
步骤5，保存已合格的测试项目的运行数据，并将运行数据上传至上位机；返回步骤2，根据测试流程进行下一项测试项目。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，该系统提供的FACTS整机测试项目包括出厂试验项目和生产试验项目，其特征在于，
稳定性测试系统包括：上位机，电柜检测单元，逻辑检测单元，本体检测单元，整机检测单元和远程监控平台；
电柜检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的电气控制柜内接线的正确性和控制元件的正确性；其中，控制元件包括：PLC，电源，控制模块，电子膨胀阀控制器，断路器，继电器，接触器，信号模块，输入模块和输出模块；
逻辑检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置的控制逻辑的正确性；
本体检测单元，用于检测并验证待测FACTS水冷装置中的管路及电气控制元件的连接正确性；其中，电气控制元件包括：设备的流量变送器、压力变送器、变送器温度；
上位机，用于基于组态软件生成待测设备的自动测试全流程的控制程序，并将控制程序发送给整机检测单元；
整机检测单元，用于根据控制程序对待测FACTS水冷装置进行稳定性测试；
远程监控平台，用于监测和控制待测FACTS水冷装置；
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试前，稳定性测试系统使用电柜检测单元、逻辑检测单元和本体检测单元对FACTS水冷装置进行检测与验证。
2.根据权利要求1所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
待测FACTS水冷装置进行稳定性测试时，整机检测单元接收待测FACTS水冷装置的开关量输入信号、模拟量输入信号，使用预设的程序处理开关量输入信号和模拟量输入信号，得到开关量输出信号和模拟量输出信号，使得待测FACTS水冷装置在开关量输出信号和模拟量输出信号的控制下进行工作；
其中，预设的程序采用经过逻辑检测单元检验的控制逻辑作为执行逻辑。
3.根据权利要求1所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
整机检测单元与远程监控平台之间的连接回路包括：硬接点开关量回路，被检上位机验证回路，通讯控制回路，自检上位机通讯回路。
4.根据权利要求3所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
硬接点开关量回路采用硬接点IO信号连接，用于传输开关量输入信号和开关量输出信号；
其中，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台向整机检测单元发送无源的运行信号，待测FACTS水冷装置通过远程监控平台从整机检测单元接收有源的控制信号。
5.根据权利要求3所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
被检上位机验证回路采用Modbus RTU协议，用于通过RS485线路接收待测FACTS水冷装置的运行信息，还接收待测FACTS水冷装置的报警及状态信息；其中，运行信息包括：流量、压力、温度、版本号；
上位机利用接收到的待测FACTS水冷装置的运行信息、报警及状态信息，验证待测FACTS水冷装置的运行情况。
6.根据权利要求3所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
通讯控制回路，采用专用PUT/GET方式进行信息传输；用于整机检测单元与待测FACTS水冷装置远程监控平台之间的控制通讯信号的接收和发送；
远程监控平台接收到控制通讯信号后，让待测FACTS水冷装置按照检测要求完成相关检测，并把检测过程数据和检测结果发送给整机检测单元；整机检测单元对检测过程数据和检测结果进行记录、存储。
7.根据权利要求3所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
自检上位机通讯回路采用Modbus TCP协议，用于由上位机向整机检测单元下发控制指令，和由整机上位机发送运行信息和报告信息。
8.根据权利要求1所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
整机检测单元，用于记录待测FACTS水冷装置的过程测试数据，并通过以太网将过程测试数据上传至上位机；
整机检测单位，还用于出现测试不合格项时以声音和图像进行报警。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
开关量输入信号包括：电源开关状态信号，电源接触器开关状态信号，阀门开关状态信号；开关量输出信号包括：水泵的启停动作信号，风机的启停动作信号，加热器的启停动作信号，阀门的开关动作信号。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统，其特征在于，
模拟量输入信号包括：温度传感器的电信号，压力传感器的电信号，流量传感器的电信号，电导率传感器的电信号；模拟量输出信号包括：调速水泵的电信号，调速风机的电信号，变频器的电信号；
其中，模拟量输入信号中的电信号为电压或电流；模拟量输出信号中的电信号为转速或频率。
11.适用于权利要求1至10中任一项所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试系统的一种用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，其特征在于，
所述方法包括：
步骤1，系统初始化，对各设备参数的初始值进行设置；
步骤2，通过通讯回路与待测FACTS水冷装置的远程监控平台进行数据传输，以1秒的采样频率，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行采集；
步骤3，基于时间坐标轴系，对待测FACTS水冷装置在连续运行过程中的各测试项目运行数据进行实时显示；
步骤4，当一项测试项目完成后，由整机测检单元使用预设的程序对该测试项目的运行数据进行实时判断，当该测试项目判定为合格时，进入步骤5；当该测试项目判定为不合格时，暂停测试流程，并发送报警；
步骤5，保存已合格的测试项目的运行数据，并将运行数据上传至上位机；返回步骤2，根据测试流程进行下一项测试项目。
12.根据权利要求11所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，其特征在于，
步骤1中，各设备参数的初始值设置包括：比热容参数设置，采集时间长度选择，各数据的坐标轴上、下限设置。
13.根据权利要求11所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，其特征在于，
待测FACTS水冷装置的各测试项目运行数据包括：换热功率，供水温度，回水温度，冷却水流量，供水压力，回水压力，主泵的转速，风机的转速，电导率变化情况。
14.根据权利要求11所述的用于FACTS水冷装置的稳定性测试方法，其特征在于，
步骤2中，每间隔10分钟保存一次各测试项目运行数据；当所选择的采集时间长度小于10分钟，则在采集的同时，对各测试项目运行数据进行保存。
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