CN204406121U - 电厂事件顺序记录模件 - Google Patents

Abstract

电厂事件顺序记录模件，该模件包括16个型号为PS2501L的并列光电耦合器、型号为82C250的CAN总线收发器、型号为SJA1000的CAN总线控制器、型号为MC74HC245的地址寄存器、型号为MC74HC245的数据寄存器A、型号为MC74HC245的数据寄存器B、型号为P87C51的微控制单元、型号为HCPL0600的第一高速光耦隔离器和第二高速光耦隔离器、型号为XC9536的第一逻辑控制器、型号为XC9536的第二逻辑控制器、型号为X5045的EEPROM存储器、型号为FM1808的断电保护RAMD、GPS脉冲信号、底板插槽和电源模块；本实用新型模件结构简单，抗干扰性高，该方法测量精确度高，能够准确分辨0.4ms以上的测量信号的发生顺序，工作稳定可靠。

Description

电厂事件顺序记录模件

技术领域

本实用新型涉及电厂控制系统技术领域，具体涉及一种电厂事件顺序记录模件。

背景技术

电厂发电机组是一个紧密耦合的系统，在生产过程中，某个设备发生故障将引发一系列设备的保护动作，形成一系列测量信号的状态变化，这些测量信号量多达百个。在数百个信号中，快速、正确判别初始事故、寻找第一故障源是事件顺序记录模件的主要作用。一个事故跳闸信号有时多达300到400个，而且各个信号之间的状态变化顺序非常快速，高分辨率的事件顺序记录模件可为机组事故原因分析、排除故障等提供重要的数据依据，加快电厂的调试进度和故障情况下排除、恢复生产的进度，为电厂稳定生产提供重要保障。

现有技术的主要局限：

1、现有的事件顺序记录装置的记录精度分辨率多为1毫秒，对于小于1毫秒内同时发生变化的信号不能够区分信号状态变化的先后次序，满足不了高精度、高分辨率的要求和故障排除的需要。

2、现有的事件顺序记录装置复杂，现场工程实施和应用难度较大，对工程技术人员的要求比较高。

3、现有的事件顺序记录硬件结构复杂，抗干扰性差，信号隔离效果差，对电厂带来了高成本的硬件，并且在实际应用中容易损坏，电厂需要准备大量的备用硬件。

4、有时需要对多达500个信号状态变化的先后次序进行分辨和记录。现有事件顺序记录不能满足大量事件信号的记录和测量。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电厂事件顺序记录模件，该模件结构简单，抗干扰性高，其方法测量精确度高，能够准确分辨0.4ms以上的测量信号的发生顺序，工作稳定可靠。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

电厂事件顺序记录模件，包括16个型号为PS2501L的并列光电耦合器、型号为82C250的CAN总线收发器D15、型号为SJA1000的CAN总线控制器D14、型号为MC74HC245的地址寄存器D12、型号为MC74HC245的数据寄存器AD10、型号为MC74HC245的数据寄存器BD11、型号为P87C51的微控制单元D8、型号为HCPL0600的第一高速光耦隔离器E20和第二高速光耦隔离器E21、型号为XC9536的第一逻辑控制器D5、型号为XC9536的第二逻辑控制器D6、型号为X5045的EEPROM存储器D7、型号为FM1808的断电保护RAMD13、GPS脉冲信号、底板插槽GB和电源模块E；所述16个并列光电耦合器分别为第一光电耦合器E1、第二光电耦合器E2直至第十六光电耦合器E16；所述第一逻辑控制器D5为SOE通道中断逻辑；

所述底板插槽GB提供的输入输出信号线包括：CAN+、CAN-、16路输入信号线IN0到IN15、GPS时钟GPSSYN、+5V系统电源、ST0,ST1,ST2,ST3,BD0,BD1,BD2；

所述16路输入信号线IN0到IN15依次分别接入第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16输入引脚,第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16输出引脚依次分别为DI0到DI15；

CAN总线收发器D15的引脚7和引脚6分别连接底板插槽GB的CAN+和CAN-，CAN总线收发器D15的引脚1连接第二高速光耦隔离器E21的引脚6，CAN总线收发器D15的引脚4连接第一高速光耦隔离器E20的引脚3,CAN总线收发器D15的引脚3连接电源模块E的+5V引脚；

第一高速光耦隔离器E20的引脚8连接电源模块E的+5V引脚，第二高速光耦隔离器E21的引脚2连接电源模块E的+5V引脚；

CAN总线控制器D14的引脚19连接第一高速光耦隔离器E20的引脚6，CAN总线控制器D14的引脚13连接第二高速光耦隔离器E21的引脚3，CAN总线控制器D14的引脚22连接电源模块E的+5V引脚，CAN总线控制器D14的引脚23到29连接微控制单元D8的引脚43到36，其中：引脚23连接引脚43,引脚24连接引脚42，依次引脚29连接引脚36，CAN总线控制器D14的引脚4连接第二逻辑控制器D6的引脚20；

数据寄存器AD10的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中：引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，数据寄存器AD10的引脚18到11依次连接第一光电耦合器E1到第六光电耦合器E1的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器AD10的引脚19连接第二逻辑控制器D6的引脚27；

数据寄存器BD11的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，数据寄存器BD11的引脚18到11依次连接第一光电耦合器E1到第六光电耦合器E1的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器BD11的引脚19连接第二逻辑控制器D6的引脚23；

地址寄存器D12的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，地址寄存器D12的引脚18连接ST0，引脚17连接ST1,引脚16连接ST2,引脚15连接ST3,引脚14连接BD0,引脚13连接BD1,引脚12连接BD2；引脚19连接D6引脚22；

第二逻辑控制器D6的引脚2连接GPS脉冲信号线GPSSYN，引脚5连接CAN总线控制器D14的引脚5，引脚6连接微控制单元D8的引脚15；

第一逻辑控制器D5的引脚1连接微控制单元D8的引脚14，引脚2连接DI0，引脚3连接DI1，引脚5连接DI2，引脚6连接DI3，引脚7连接DI4，引脚8连接DI5，引脚12连接DI6，引脚13连接DI07，引脚14连接DI8，引脚16连接DI9，引脚18连接DI10，引脚40连接DI11，引脚41连接DI12，引脚42连接DI13，引脚39连接DI14，引脚38连接DI15；

EEPROM存储器D7的SO、SI、SCK、/CS四个引脚分别连接微控制单元D8的P13、P11、P12、P10四个引脚，EEPROM存储器D7的RESET引脚连接微控制单元D8的RESET引脚；

断电保护RAMD13的引脚11到19分别连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚11连接引脚43，引脚12连接引脚42，依次引脚19连接引脚36，断电保护RAMD13的引脚20连接第二逻辑控制器D6的引脚21。

本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：

1、具有16路测量通道，能够精确测量和记录16路信号状态发生变化时刻的时间值，精度达到0.4毫秒，能够准确反映出某个通道信号状态变化的时间值。

2、事件顺序记录模件精度达到0.4，能够精确的反映出不同测量通道的信号状态发生变化的先后次序，帮助在事故工况下分析故障的原因，找出首出的故障信号及信号变化的顺序，确立一系列事件的先后关系。

3、事件顺序记录模件硬件结构简单、稳定性和抗干扰性高，事件顺序记录方法可靠，能够记录一系列顺序事件发生的时间戳和先后顺序，分辨率可达到0.4毫秒，高于一般的系统的分辨率(1毫秒)。

4、事件顺序记录模件支持多个模件一起工作，满足电厂对大量的顺序信号的测量和记录。

附图说明

图1是电厂事件顺序记录模件结构示意图。

图2是电厂事件顺序记录模件的第一光电耦合器连接关系。

图3是电厂事件顺序记录模件的数据寄存器A连接关系。

图4是电厂事件顺序记录模件的微控制单元引脚。

图5是电厂事件顺序记录模件的断电保护RAM连接关系。

图6是电厂事件顺序记录模件安装配置图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型电厂事件顺序记录模件，包括16个型号为PS2501L的并列光电耦合器、型号为82C250的CAN总线收发器D15、型号为SJA1000的CAN总线控制器D14、型号为MC74HC245的地址寄存器D12、型号为MC74HC245的数据寄存器AD10、型号为MC74HC245的数据寄存器BD11、型号为P87C51的微控制单元D8、型号为HCPL0600的第一高速光耦隔离器E20和第二高速光耦隔离器E21、型号为XC9536的第一逻辑控制器D5、型号为XC9536的第二逻辑控制器D6、型号为X5045的EEPROM存储器D7、型号为FM1808的断电保护RAMD13、GPS脉冲信号、底板插槽GB和电源模块E；所述16个并列光电耦合器分别为第一光电耦合器E1、第二光电耦合器E2直至第十六光电耦合器E16；所述第一逻辑控制器D5为SOE通道中断逻辑；所述底板插槽GB提供的输入输出信号线包括：CAN+、CAN-、16路输入信号线IN0到IN15、GPS时钟GPSSYN、+5V系统电源、ST0,ST1,ST2,ST3,BD0,BD1,BD2；所述16路输入信号线IN0到IN15依次分别接入第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16输入引脚,第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16输出引脚依次分别为DI0到DI15；CAN总线收发器D15的引脚7和引脚6分别连接底板插槽GB的CAN+和CAN-，CAN总线收发器D15的引脚1连接第二高速光耦隔离器E21的引脚6，CAN总线收发器D15的引脚4连接第一高速光耦隔离器E20的引脚3,CAN总线收发器D15的引脚3连接电源模块E的+5V引脚；第一高速光耦隔离器E20的引脚8连接电源模块E的+5V引脚，第二高速光耦隔离器E21的引脚2连接电源模块E的+5V引脚；CAN总线控制器D14的引脚19连接第一高速光耦隔离器E20的引脚6，CAN总线控制器D14的引脚13连接第二高速光耦隔离器E21的引脚3，CAN总线控制器D14的引脚22连接电源模块E的+5V引脚，CAN总线控制器D14的引脚23到29连接微控制单元D8的引脚43到36，其中：引脚23连接引脚43,引脚24连接引脚42，依次引脚29连接引脚36，CAN总线控制器D14的引脚4连接第二逻辑控制器D6的引脚20。

如图2所示，第一光电耦合器E1的引脚1接入电源模块E的+24V供电，引脚2接入底板插槽的输入信号线IN0,引脚4接入数据寄存器的DI0,引脚3接入电源模块的地线GND1；第二光电耦合器E2的引脚1接入电源模块E的+24V供电，引脚2接入底板插槽的输入信号线IN1,引脚4接入数据寄存器的DI1,引脚3接入电源模块的地线GND1；第三光电耦合器E3、第四光电耦合器E4...第十六光电耦合器E16按照如上规律依次连接。

如图3和图4所示，数据寄存器A D10的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中：引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36；数据寄存器AD10的引脚18到11依次连接第一光电耦合器E1到第六光电耦合器E1的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器AD10的引脚19连接第二逻辑控制器D6的引脚27。

数据寄存器B D11的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，数据寄存器BD11的引脚18到11依次连接第一光电耦合器E1到第六光电耦合器E1的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器BD11的引脚19连接第二逻辑控制器D6的引脚23。

地址寄存器D12的引脚2到9依次连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，地址寄存器D12的引脚18连接ST0，引脚17连接ST1,引脚16连接ST2,引脚15连接ST3,引脚14连接BD0,引脚13连接BD1,引脚12连接BD2；引脚19连接D6引脚22。

第二逻辑控制器D6的引脚2连接GPS脉冲信号线GPSSYN，引脚5连接CAN总线控制器D14的引脚5，引脚6连接微控制单元D8的引脚15。

第一逻辑控制器D5的引脚1连接微控制单元D8的引脚14，引脚2连接DI0，引脚3连接DI1，引脚5连接DI2，引脚6连接DI3，引脚7连接DI4，引脚8连接DI5，引脚12连接DI6，引脚13连接DI07，引脚14连接DI8，引脚16连接DI9，引脚18连接DI10，引脚40连接DI11，引脚41连接DI12，引脚42连接DI13，引脚39连接DI14，引脚38连接DI15。

EEPROM存储器D7的SO、SI、SCK、/CS四个引脚分别连接微控制单元D8的P13、P11、P12、P10四个引脚，EEPROM存储器D7的RESET引脚连接微控制单元D8的RESET引脚。

如图4和图5所示，断电保护RAMD13的引脚11到19分别连接微控制单元D8的引脚43到36，其中引脚11连接引脚43，引脚12连接引脚42，依次引脚19连接引脚36，断电保护RAMD13的引脚20连接第二逻辑控制器D6的引脚21。

上述所述电厂事件顺序记录模件的记录模件方法，事件顺序记录模件初始启动后，微控制单元D8会生成心跳数据帧，通过CAN总线控制器D14发送至CAN总线收发器D15，CAN总线收发器D15将心跳数据帧发送到CAN总线，心跳数据帧提供给外部控制器识别事件顺序记录模件的地址和正常启动并开始工作；

CAN总线收发器D15会侦听并接收CAN总线上发送给自己的配置数据帧，配置数据帧通过CAN总线收发器D15接收后，通过第一高速光耦隔离器E20和第二高速光耦隔离器E21传送到CAN总线控制器D14,CAN总线控制器D14对数据进行接收完成后，发送中断给微控制单元D8，微控制单元D8收到中断后，读取CAN总线控制器D14中的数据，数据读取完成后，对事件序号SEQ清零，并将标志FLAG置1，表示事件顺序记录模件处于同步状态，能够进行信号测量；

微控制单元D8中维护一个事件序号SEQ和标志FLAG,分别记录当前事件顺序记录模件的测量信号的时间序号、事件顺序记录模件是否被外部同步过；

当第二逻辑控制器D6收到秒脉冲信号GPSSYN后，会通过中断信号1INT1向微控制单元D8发中断信号，微控制单元D8收到中断后，对事件序号SEQ清零，每个秒脉冲信号GPSSYN到来的时刻，微控制单元D8都会对SEQ执行清零操作，同时通过CAN总线控制器D14接收来自外部控制器的同步数据帧，如果收到同步帧，则设置为同步数据帧中的值，否则置0；

提供同时对16个通道的信号状态变化进行记录，当16路输入信号线IN0到IN15的状态发生变化时，分别通过第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16输入端连接输入信号，通过第一光电耦合器E1到第十六光电耦合器E16的输出端DI0到DI15输入到数据寄存器AD10和数据寄存器BD11，其中输出端DI0到DI7接入到数据寄存器AD10，输出端DI8到DI15接入到数据寄存器BD11，每一路输入信号状态发生变化时，会向第一逻辑控制器D5发送中断信号，第一逻辑控制器D5同时向微控制单元D8发送中断信号，微控制单元D8收到中断信号后，触发第二逻辑控制器D6通过片选信号选中相应的数据寄存器，然后微控制单元D8启动读逻辑对相应的数据寄存器中断的值进行读取，读入内存后与上一周期的内存值进行比较，当某一位的值发生变化是，微控制单元D8会记录当前的事件序号SEQ和标志FLAG，然后通过数据线将数据发送到CAN总线控制器D14,CAN总线控制器D14收到数据后，启动CAN总线收发逻辑，将数据发送到外部CAN总线上，完成1个处理周期。

微控制单元D8的执行周期为0.4毫秒，每0.4毫秒完成对输入的16路输入信号状态进行对比和处理，每个执行周期执行完成后，微控制单元D8对事件序号SEQ自动执行加1操作。

以下结合附图6以及工程中的应用实例，对本实用新型做进一步详细描述。

如附图6所示，现场实施和工程配置、部署的结构图，事件顺序记录模件在现场应用中需要插入控制机柜中，控制机柜包括电源，5个机箱，分别为编号为机箱1，机箱2到机箱5，每个机箱具有12个槽位，机箱1的第一个槽位和第二个槽位，为控制器槽位，只能插入两块FCP01，其余10个模件槽位，机箱2到机箱5都是模件槽位，可以在任何一个位置插入事件顺序记录模件，如下图6某电厂工程配置图中在机箱1的模件槽位2和模件槽位8中插入事件顺序记录模件，在此应用工程中机箱2到机箱5中没有插入任何一块事件顺序记录模件，实际应用中可以根据工程需要在其中任何一个槽位配置事件顺序记录模件。配置事件顺序记录模件的槽位底版具有16路信号接线，事件顺序记录装置插入后，16路输入通道和底板的16路输入信号线连接，底板16路信号接线连接端子板16路接线柱，在工程设计中，可以根据现场需要将目标信号的通过硬接线直接引入到端子板的对应接线柱，在接入端子板接线柱的同时自动接通到事件顺序记录模件的对应通道。

Claims (1)

1.电厂事件顺序记录模件，其特征在于：包括16个型号为PS2501L的并列光电耦合器、型号为82C250的CAN总线收发器(D15)、型号为SJA1000的CAN总线控制器(D14)、型号为MC74HC245的地址寄存器(D12)、型号为MC74HC245的数据寄存器A(D10)、型号为MC74HC245的数据寄存器B(D11)、型号为P87C51的微控制单元(D8)、型号为HCPL0600的第一高速光耦隔离器(E20)和第二高速光耦隔离器(E21)、型号为XC9536的第一逻辑控制器(D5)、型号为XC9536的第二逻辑控制器(D6)、型号为X5045的EEPROM存储器(D7)、型号为FM1808的断电保护RAM(D13)、GPS脉冲信号、底板插槽(GB)和电源模块(E)；所述16个并列光电耦合器分别为第一光电耦合器(E1)、第二光电耦合器(E2)直至第十六光电耦合器(E16)；所述第一逻辑控制器(D5)为SOE通道中断逻辑；

所述底板插槽(GB)提供的输入输出信号线包括：CAN+、CAN-、16路输入信号线IN0到IN15、GPS时钟GPSSYN、+5V系统电源、ST0,ST1,ST2,ST3,BD0,BD1,BD2；

所述16路输入信号线IN0到IN15依次分别接入第一光电耦合器(E1)到第十六光电耦合器(E16)输入引脚,第一光电耦合器(E1)到第十六光电耦合器(E16)输出引脚依次分别为DI0到DI15；

CAN总线收发器(D15)的引脚7和引脚6分别连接底板插槽(GB)的CAN+和CAN-，CAN总线收发器(D15)的引脚1连接第二高速光耦隔离器(E21)的引脚6，CAN总线收发器(D15)的引脚4连接第一高速光耦隔离器(E20)的引脚3,CAN总线收发器(D15)的引脚3连接电源模块(E)的+5V引脚；

第一高速光耦隔离器(E20)的引脚8连接电源模块(E)的+5V引脚，第二高速光耦隔离器(E21)的引脚2连接电源模块(E)的+5V引脚；

CAN总线控制器(D14)的引脚19连接第一高速光耦隔离器(E20)的引脚6，CAN总线控制器(D14)的引脚13连接第二高速光耦隔离器(E21)的引脚3，CAN总线控制器(D14)的引脚22连接电源模块(E)的+5V引脚，CAN总线控制器(D14)的引脚23到29连接微控制单元(D8)的引脚43到36，其中：引脚23连接引脚43,引脚24连接引脚42，依次引脚29连接引脚36，CAN总线控制器(D14)的引脚4连接第二逻辑控制器(D6)的引脚20；

数据寄存器A(D10)的引脚2到9依次连接微控制单元(D8)的引脚43到36，其中：引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，数据寄存器A(D10)的引脚18到11依次连接第一光电耦合器(E1)到第六光电耦合器(E1)的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器A(D10)的引脚19连接第二逻辑控制器(D6)的引脚27；

数据寄存器B(D11)的引脚2到9依次连接微控制单元(D8)的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，数据寄存器B(D11)的引脚18到11依次连接第一光电耦合器(E1)到第六光电耦合器(E1)的输出引脚DI0到DI7，其中引脚18连接引脚DI0，引脚17连接引脚DI1，依次引脚11连接引脚DI7，数据寄存器B(D11)的引脚19连接第二逻辑控制器(D6)的引脚23；

地址寄存器(D12)的引脚2到9依次连接微控制单元(D8)的引脚43到36，其中引脚2连接引脚43，引脚3连接引脚42，依次引脚9连接引脚36，地址寄存器(D12)的引脚18连接ST0，引脚17连接ST1,引脚16连接ST2,引脚15连接ST3,引脚14连接BD0,引脚13连接BD1,引脚12连接BD2；引脚19连接D6引脚22；

第二逻辑控制器(D6)的引脚2连接GPS脉冲信号线GPSSYN，引脚5连接CAN总线控制器(D14)的引脚5，引脚6连接微控制单元(D8)的引脚15；

第一逻辑控制器(D5)的引脚1连接微控制单元(D8)的引脚14，引脚2连接DI0，引脚3连接DI1，引脚5连接DI2，引脚6连接DI3，引脚7连接DI4，引脚8连接DI5，引脚12连接DI6，引脚13连接DI07，引脚14连接DI8，引脚16连接DI9，引脚18连接DI10，引脚40连接DI11，引脚41连接DI12，引脚42连接DI13，引脚39连接DI14，引脚38连接DI15；

EEPROM存储器(D7)的SO、SI、SCK、/CS四个引脚分别连接微控制单元(D8)的P13、P11、P12、P10四个引脚，EEPROM存储器(D7)的RESET引脚连接微控制单元(D8)的RESET引脚；

断电保护RAM(D13)的引脚11到19分别连接微控制单元(D8)的引脚43到36，其中引脚11连接引脚43，引脚12连接引脚42，依次引脚19连接引脚36，断电保护RAM(D13)的引脚20连接第二逻辑控制器(D6)的引脚21。