CN205920401U - 火电厂集散控制系统i/o通道精度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，包括：一信号发生器,用于产生DCS系统中所通用的连续信号，包括标准电流、电压和阻值信号；一信号隔离器，连接在所述信号发生器与DCS控制系统的I/O通道之间，用于滤除所述信号发生器发出的连续信号中在进入I/0通道之前的干扰信号；一D/A转换器，连接在所述I/0通道的信号输出端，将DCS控制系统中的测量信号转化为电流、电压或阻值信号。本实用新型与现有的模拟量输入通道精度测试装置的差异在于，在通道精度测试中能够在一定范围内产生连续递增或递减的电压、电流、阻值信号，实现通道全量程下的测试，并且具备噪声隔离功能，极大地减少了输入通道精度测试的工作量，提高了通道精度测试的准确度和可靠性。

Description

火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置

技术领域

本实用新型涉及火电厂集散控制系统(DCS)性能测试的技术领域，特别是热工过程模拟量I/O通道精度测试的技术领域。

背景技术

随着工业自动化的飞速发展，DCS控制系统在工业生产过程中得到了广泛地应用，特别是电力行业，DCS控制系统在保证电厂安全、经济和稳定运行方面起到了十分重要的作用。DCS控制系统性能试验的主要目的是对DCS控制系统的安全性、可靠性、准确性和实时性四项性能指标进行评价。如图1所示，输入/输出(I/O)通道是DCS控制系统与现场就地设备进行数据交互的连接通道，其数据交互采用的信号是电流信号(4-20mA)、热电偶的毫伏级信号以及热电阻的阻值信号，用于传输温度、压力、液位等现场信号。由于工业现场恶劣的环境因素和设备老旧损坏程度等的影响，I/O通道传输信号的精度会有所下降，因此定期开展I/O通道精度测试，对于DCS控制系统来说显得尤为重要。

DSC控制系统中模拟量通道采用的信号一般是4-20mA电流信号、热电偶毫伏信号和热电阻信号，分别用于收集现场温度、压力以及液位等数据。模拟量输入通道精度测试是I/O通道精度测试中的一项，是指在DCS输入通道的一端输入电流信号(热电偶毫伏信号或热电阻信号)，并测量通道输出端的信号值，并计算二者误差的绝对值，再除以通道的量程，得到该测点相对误差的绝对值Y，公式如下：

$Y=\frac{|A-B|}{N}\×100\%$

其中，A是输入信号，B是输出信号，N是该通道量程。

现有的模拟量输入通道精度测试装置，如温度信号(热电偶)输入通道精度测试，在通道的输入端分别输入全量程0％、25％、50％、75％、100％五个测点的热电偶毫伏测试信号，然后分别记录下通道输出端对应的温度值，再根据标准热电偶分度表得出各温度下的电压信号，并计算出各测点的相对误差，最终得出该通道的精度。这种测试装置的缺点在于量程中选取的五个测试点不能代表输入通道量程下所有的测点，特别是温度输入通道，其温度与热电偶毫伏信号或温度与热电阻信号之间的函数关系不是简单的一次函数关系，查分度表时需要估算，使得传统的测试装置存在一定的误差和缺乏代表性。而且测试工作量大，需要将通道输出端的模拟量信号(温度、压力以及液位等)转化为电信号或阻值信号，再与输入的电信号或阻值信号进行误差计算，最后得出该通道的精度，十分不利于测试工作的开展。现有的模拟量输入通道精度测试装置中，未能排除仪器或DCS系统产生的干扰信号，往往造成I/O通道精度测试结果的不稳定。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而的提供一种快速地、可靠地测试集散控制系统中模拟量I/O通道精度的测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，其特征在于，包括；

一信号发生器,用于产生DCS系统中所通用的可连续变化的信号，包括标准电流、电压和阻值信号；

一信号隔离器，连接在所述信号发生器与DCS控制系统的I/O通道之间，用于滤除所述信号发生器发出的连续信号中在进入I/0通道之前的干扰信号；

一D/A转换器，连接在所述I/0通道的信号输出端，将DCS控制系统中的测量信号转化为电流、电压或阻值信号。

还包括一显示器，用于显示信号发生器的发出的连续信号和经D/A转换器输出的信号。

所述信号发生器为过程信号发生器FLUKE 754。

本实用新型与现有的模拟量输入通道精度测试装置的差异在于，在通道精度测试中能够在一定范围内产生连续递增或递减的电压、电流、阻值信号，实现通道全量程下所有测点的测试，并且具备噪声隔离功能，极大地减少了输入通道精度测试的工作量，提高了通道精度测试的准确度和可靠性。

本实用新型能够对模拟量输入通道进行全量程地精度测试，避免了原有采用几个测点来代表通道精度的缺陷，同时对于热电偶和热电阻输入通道精度测试，减少了人为查看分度表所产生的计算误差，提高了测试的准确度。本实用新型可根据模拟量通道输入和输出信号计算通道精度，极大地减少通道精度测试的工作量。本实用新型中的信号隔离器，能够滤除扰动电信号，保证测试的准确度和稳定性，具有很大的可靠性。

附图说明

图1是DCS控制系统I/O通道的示意图。

图2是本实用新型测试装置的示意图。

图3是测试装置得到的输入输出信号对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细说明：

如图2所示，本实用新型一种火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，包括；

一信号发生器1，用于产生DCS系统中所通用的连续变化的信号，包括标准电流、电压和阻值信号；分别用于4-20mA输入通道、热电偶以及热电阻输入通道测试，测试信号(图中为电流信号)输入曲线如图3中的实线所示，并在显示器5中显示，是在一定时间内随时间连续匀速地变化的曲线，涵盖模拟量输入通道量程下的所有测试点。

一信号隔离器，连接在信号发生器与DCS控制系统的I/O通道之间，滤除由自身和外界产生的干扰信号，并输入DCS控制系统3的I/O通道内。

一D/A转换器4，连接在I/0通道的信号输出端，将DCS控制系统中的测量信号转化为电流、电压或阻值信号。DCS控制系统3将电信号或电阻信号转化为生产过程中的测量信号(如火电厂中温度信号、液位信号等)，D/A转换器4将DCS控制系统中的测量信号转化为电信号或阻值信号，电流输出信号如图3中的虚线所示，并在显示器5中显示。

最终由计算机5计算输入信号与D/A转换器4输出信号之间的相对误差的绝对值，进一步地，获得全量程下该通道的精度。通道相对误差绝对值的计算公式如下

$Y=\frac{|A-B|}{N}\×100\%$

其中，A是输入信号，B是输出信号，N是该通道量程。

计算机5中的计算软件能够自动计算图3中两条曲线各测点的相对误差，并用冒泡排序法求出最大相对误差绝对值，最终作为该通道的精度。

Claims (3)

1.一种火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，其特征在于，包括；

一信号发生器,用于产生DCS系统中所通用的可连续变化的信号，包括标准电流、电压和阻值信号；

一信号隔离器，连接在所述信号发生器与DCS控制系统的I/O通道之间，用于滤除所述信号发生器发出的连续信号中在进入I/0通道之前的干扰信号；

一D/A转换器，连接在所述I/0通道的信号输出端，将DCS控制系统中的测量信号转化为电流、电压或阻值信号。

2.根据权利要求1所述的火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，其特征在于，还包括一显示器，用于显示信号发生器的发出的连续信号和经D/A转换器输出的信号。

3.根据权利要求2所述的火电厂集散控制系统I/O通道精度测试装置，其特征在于，所述信号发生器为过程信号发生器FLUKE 754。