CN201237737Y

CN201237737Y - 顺序事件记录性能测试装置

Info

Publication number: CN201237737Y
Application number: CNU2008201314148U
Authority: CN
Inventors: 陈世慧; 柳德志; 张丽萍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-15
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2018-08-15

Abstract

一种顺序事件记录性能测试装置，顺序事件记录简称SOE，是计算机监控系统(DCS系统、PLC系统、变电站综合自动化系统)的一个重要的功能。本装置主要由ARM芯片、复杂的可编程逻辑器件简称CPLD、电源、存储器、显示器、键盘、时钟及输出电路等组成；电源与为本装置提供电能；ARM芯片分别与CPLD、存储器、显示器、键盘相联；ARM芯片上的串行口用于与计算机相连；时钟与CPLD相联；CPLD上还接有若干路磁隔离输出电路。本装置使用方便，精度高。

Description

顺序事件记录性能测试装置

技术领域

一种顺序事件记录性能测试装置，顺序事件记录简称SOE，是计算机监控系统(DCS系统、PLC系统、变电站综合自动化系统)的一个重要的功能。SOE分辨率测试是计算机监控系统性能测试的重要内容之一。

背景技术

目前国内研制生产的SOE性能测试仪很少。从国内现有的测试产品来看，主要原理是：通过提取PC机主频，分频后产生脉冲序列信号，用计算机LPT接口输出，经过8只光电耦合器MOC3020输出，从而用LPT P2-P9控制8个MOC3020的通断状态。存在的主要问题有：

1.输出信号的精度不是很高而且没有良好的手段保证长时间的稳定，国内的产品大部分精度指标都在0.1ms，好一点的在0.01ms；而且在对输出信号的方式上不能够保证长时间运行的精度，而且是采用PC机时钟用软件输出的方式很容易被其他的程序打断而影响输出的精度。

2.输出通道的接线方式不够灵活，通道的保护不够全面，不能做到共阴共阳任意连接。

3.设备功能不够全面，输出的波形不够灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种精度高、便于携带的SOE性能测试装置。

本顺序事件记录性能测试装置主要由ARM芯片、复杂的可编程逻辑器件简称CPLD、电源、存储器、显示器、键盘、时钟及输出电路等组成；电源为本装置提供电能；ARM芯片分别与CPLD、存储器、显示器、键盘相联；ARM芯片上的串行口用于与计算机相连；时钟与CPLD相联；CPLD上还接有若干路磁隔离输出电路。

基本的工作流程是上位机编写好配置，通过ARM芯片上的串行口下传给装置，装置自动存储，可以多次下载，装置每次以最后一次下载的为当前方案，将输出通道的时间计算好之后通过数据总线送给cpld，等待上位机或者本机的启动命令，启动后将指令发送给cpld，cpld启动0.1ms时钟，按照方案设定的时间，依次输出信号。

本装置的工作过程：将输出端与被测系统的SOE输入端相联，启动本装置，按照本装置预置的方案，向被测设备发出一定时间间隔的开关量信号，观察被测对象的SOE记录报告，即可判断被测对象是否满足相关规程或标准。

本装置的特点：

1、SOE性能测试装置(SOE16T-1)主要用于DCS系统、变电站综合自动化装置或其他微机监控系统的SOE功能分辨率的测试，它能够输出16路可以任意定义的高精度逻辑波形信号，通过与被测试系统的SOE记录进行比较，就能得到被测系统的SOE分辨率的准确数据。该装置不仅适用于SOE性能测试，也可以在任意需要时序逻辑信号的系统中使用。

2、输出精度较高，达到0.001ms精度，可调步进0.1ms，并且使用硬件电路保证输出精度的长时间稳定。

3、装置具有16个无源干节点的输出通道，通道输出之间间隔为0.1ms-99.9ms可调，输出误差不大于0.001ms。通道路路隔离，每路都有短路保护，系统可以同时接受共阴共阳接线，接线方式灵活，可以使用预制电缆或者自由接线两种方式。

4、装置可以存储多个预设方案，现场自由调取，内部自带时钟，现场测试结果可以存储到装置中，可以由上位机软件读出，打印测试报告。

5、该系统工作方式灵活多样，通道输出方式有脉冲方式、电平方式；触发方式有单次触发、多次触发、连续触发、定时；系统启动方式有上位机触发、本机触发、外部触发三种方式。启动通道输出共有三种方式：当配置为内部触发时，可以使用装置上的启动按钮进行启动；如果配置为外部触发时，可以使用外部的触发接线端子进行启动；不管在任何情况下都可以使用上位机的软件进行启动和停止。

附图说明

图1为本装置的总装示意图；

图2为本装置的ARM芯片与CPLD的联接示意图；

图3为本装置的磁隔离输出电路图(其中的一路)。

具体实施方式

实施例

本顺序事件记录性能测试装置主要由ARM芯片、复杂的可编程逻辑器件简称CPLD、电源、存储器、显示器、键盘、时钟及输出电路等组成；电源为本装置提供电能；ARM芯片分别与CPLD、存储器、显示器、键盘相联；ARM芯片上的串行口用于与计算机相连；时钟与CPLD相联；CPLD上接有16路磁隔离输出电路。CPLD上通过隔离滤波电路引出一外触发端口。电源上引出一路24V的输出端口。

ARM采用NXP公司LPC2138，LPC2138微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU，并带有32kB嵌入的高速Flash存储器。

ARM完成绝大部分功能，包括通讯、显示、计时、数据的处理等。

CPLD采用XILINX公司的XCR3256XL完成数字部分逻辑处理，包括精确的波形发生，键盘的预处理等，芯片间的连接见图2所示

ARM的第4、8、12、16、20、24、28、32、36、40、44、48、52、56、60、64脚连接到CPLD的第60~63、65~72、74、77、78、79脚用于相互之间的数据进行通讯。

CPLD的第2、5~12、14、15、16、18、21、22、23脚共16个输出到输出隔离驱动电路。

CPLD的第107、109~121脚接受控制面板的键盘信号。

CPLD的第91~94脚连接到ARM的第1、2、54、55脚，将CPLD滤波编码后的编码信号输出给ARM。

ARM的第9、10、11、13、14、15、17、27、29、30、31、37、38脚连接到液晶显示模块。

ARM的其他功能引脚用于辅助电路的连接如外部数据存储、串口通讯等。

输出电路采用的是16个磁隔离芯片ADUM5241和专用的驱动电路NID6002，产生16路时间间隔为0.1ms-99.9ms的干节点信号，经过二极管和保险丝后连接到外部端子。

CPLD的16路输出的信号连接到ADUM5241的第3脚，经过隔离后从ADUM5241的第6脚输出，然后驱动NID6002，在NID6002的第2、3脚间就可以产生一个干节点信号，经过二极管和保险丝后连接到外部端子。

整个装置采用交流220V供电，电源经过输入范围可到85VAC~265VAC隔离电压达到2000V的隔离模块隔离产生互相独立的两路电源，24V电源专供外部电路，5V电源为内部数字电路进行供电，首先在电源侧就做好隔离。

数字电路部分采用高速ARM(LPC2138)和大规模CPLD(XCR3256)配合来完成。

ARM是上个世纪90年代初由Advanced RISC Machine有限公司(安谋)一个处理器架构，然后由不同的生产厂家按照这种架构进行芯片的开发，ARM处理器是近些年在控制行业使用比较广泛的器件，普遍使用它代替原有的51系列等单片机。

我们所采用的LPC2138是NXP(恩智浦半导体)的ARM7系列中的一款。LPC2138基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU，并带有256k字节嵌入的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在高达60MHz工作频率运行。

CPLD是Complex Programmable Logic Device(复杂的可编程逻辑器件)的简称。

CPLD采用的是XILINX(赛灵思)公司的XCR系列中的XCR3256，它具有3.3V的工作电源却可以承受5VI/0电压的优点，它具有128个宏单元，能够满足我们在这个电路中的要求。

外部的存储器采用铁电存储器，用来存储配置方案，最多可以存储96条方案。

液晶屏采用320 x 240的蓝色大屏，可以直观的观察到当前的配置和当前设备状况。

Claims

1、一种顺序事件记录性能测试装置，主要由ARM芯片、复杂的可编程逻辑器件简称CPLD、电源、存储器、显示器、键盘、时钟及输出电路等组成；其特征在于电源为本装置提供电能；ARM芯片分别与CPLD、存储器、显示器、键盘相联；ARM芯片上的串行口用于与计算机相连；时钟与CPLD相联；CPLD上还接有若干磁隔离输出电路。

2、根据权利要求1所述的顺序事件记录性能测试装置，其特征在于CPLD上通过隔离滤波电路引出一外触发端口。

3、根据权利要求1所述的顺序事件记录性能测试装置，其特征在于电源上引出一路24V的输出端口。

4、根据权利要求1所述的顺序事件记录性能测试装置，其特征在于输出电路采用的是16个磁隔离芯片ADUM5241和专用的驱动电路NID6002，产生16路时间间隔为0.1ms-99.9ms的干节点信号，经过二极管和保险丝后连接到外部端子。