CN206132974U - 一种采集终端故障模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采集终端故障模拟装置，包括控制终端、遥控故障模拟单元、遥信故障模拟单元、脉冲故障模拟单元、电能脉冲故障模拟单元和485故障模拟单元，其中，所述控制终端与其他单元通信，控制其他单元进行模拟对应的终端故障。能够对终端辅助接线端子的遥信、遥控、脉冲、电能脉冲/秒脉冲、485通信等故障现象进行模拟。通过故障模拟装置实现各种现场辅助接线端子故障类型进行培训考核。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用采集终端故障模拟装置。
背景技术
在用电信息采集系统中，采集终端在电能计量以及数据采集系统中的应用越来越广，但随着采集终端数量规模的不断扩大，采集终端出现的各种各样的故障也在不断的涌现出来，现阶段的故障解决方法更多的依靠现场维护人员的工作经验解决问题，但更多的新员工因为缺少工作经验和实例教材，短时间内不能够及时的解决现场故障问题，造成在终端维护工作上的费时费力。
为了能够快速的改善现场维护人员的工作效率，提高工作技能，需要一种终端故障模拟设备，通过建立实验室故障模拟仿真环境，对现场工作人员的工作技能进行培训和考核。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种采集终端故障模拟装置，本装置能够对终端辅助接线端子的遥信、遥控、脉冲、电能脉冲/秒脉冲、485通信等故障现象进行模拟。通过故障模拟装置实现各种现场辅助接线端子故障类型进行培训考核。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种采集终端故障模拟装置，包括控制终端、遥控故障模拟单元、遥信故障模拟单元、脉冲故障模拟单元、电能脉冲故障模拟单元和485故障模拟单元，其中，所述控制终端与其他单元通信，控制其他单元进行模拟对应的终端故障；
所述遥控故障模拟单元，模拟终端的遥控端子的遥控继电器触点故障和端子连接的故障现象；
所述遥信故障模拟单元，模拟终端的遥信端子的遥信开路、遥信短路或端子低压故障现象；
所述脉冲故障模拟单元，模拟终端的脉冲端子的脉冲开路、脉冲短路或低压故障现象；
所述电能脉冲故障模拟单元，模拟终端的有功脉冲、无功脉冲或秒脉冲的端子的故障；
所述485故障模拟单元，模拟485端子的通信信号开路、短路或驱动电路损坏的故障。
所述遥控故障模拟单元，包括遥控开路模块和遥控短路模块，均包括单片机、NPN型达林顿管和继电器，其中，所述单片机通过NPN型达林顿管控制继电器，模拟接线端子的常开端子、常闭端子、公共信号输出开路，常开与公共、常闭与公共处于短路状态，实现遥控继电器触点故障和端子连接故障的模拟。
所述遥信故障模拟单元，包括遥信开路模块、遥信短路模块和端子低压模块，遥信故障模拟通过信号继电器控制遥信+、遥信-信号输出开路，遥信+和遥信-处于短路状态，实现遥信信号开路、短路和遥信内部检测电源损坏故障的模拟。
所述遥信故障模拟单元，包括控制电路、光耦隔离电路、可调电压源和第二继电器，其中，所述控制电路通过光耦隔离电路连接遥信接线端子，且所述遥信接线端子受第二继电器的开关状态控制以实现遥信+、遥信-信号输出开路，遥信+和遥信-处于短路状态，所述可调电压源为所述遥信接线端子提供可调电压，以模拟正常或非正常电压故障。
所述脉冲故障模拟单元，包括控制单元、光耦隔离电路、可调电压源和信号继电器，控制单元通过信号继电器控制脉冲+、脉冲-信号输出开路，脉冲+和脉冲-处于短路状态，利用信号继电器切换异常电压信号到脉冲+端子，所述可调电压源为脉冲接线端子提供可调电压，以模拟正常或非正常电压故障，模拟脉冲+电压低于正常电压的故障现象，实现脉冲信号开路、短路和内部脉冲检测电源异常的故障的模拟。
所述电能脉冲故障模拟单元，包括脉冲开路模拟模块和脉冲短路模拟模块，每个模块包括单片机、时钟脉冲信号发生器和脉冲接线端子，所述单片机通过时钟脉冲信号发生器连接脉冲接线端子，单片机通过信号继电器分别独立控制有功、无功、秒脉冲、公共地信号输出开路，模拟有功、无功、秒脉冲和公共地信号处于短路状态。
所述485通信故障模拟单元，通过信号继电器控制485A、485B信号输出开路，使得485A和485B处于短路状态或485A、485B处于对地短路状态。
所述485通信故障模拟单元通过电阻分压电路降低485输出电压的方式实现485驱动电压低故障的模拟。
所述控制终端，用于模拟终端的按键、显示、通信规约解析和故障模拟逻辑控制环节，提供终端故障模拟设备所虚拟终端的人机交互界面。
本实用新型的有益效果为：能够实现对终端遥信、遥控、脉冲、电能脉冲/秒脉冲、485等故障的模拟，为终端运维人员的培训、考核提供了手段，提高了运维人员的专业技能。
附图说明
图1是本实用新型整体电路结构性框图；
图2是本实用新型的终端功能模拟单元结构图；
图3是本实用新型的遥控故障模拟单元结构图；
图4是本实用新型的遥信故障模拟单元结构图；
图5是本实用新型的脉冲故障模拟单元结构图；
图6是本实用新型的电能脉冲/秒脉冲故障模拟单元结构图；
图7是本实用新型的485通信故障模拟单元结构图。
其中，101.终端故障模拟装置，102.终端功能模拟单元，103.遥控故障模拟单元，104.遥信故障模拟单元，105.脉冲故障模拟单元，106.电能脉冲/秒脉冲故障模拟单元，107.485故障模拟单元，108.遥控开路，109.遥控短路，110.遥信开路，111.遥信短路，112.端子低压，113.脉冲开路，114.脉冲短路，115.485开路，116.485短路，117.485低电压，118.终端辅助接线端子，201.STM32F103RBT6处理器，202.,功能模块单元电路，203.按键，204.显示器，301.单片机控制单元，302.NPN型达林顿管，303.继电器JW1ASN，304.遥控接线端子，401.PC357光耦隔离电路，402.遥信接线端子，403.可调电压源，404.G6K-2F-Y继电器，501.脉冲接线端子，502.模拟开关M74HC4851，601.时钟脉冲信号发生器，602.电能脉冲/秒脉冲接线端子，603.信号继电器，701.TSU6721高速信号切换电路，702.485接线端子，703.可调电阻
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种终端故障模拟装置101，包括终端功能模拟单元102、遥控故障模拟单103、遥信故障模拟单元104、脉冲故障模拟单元105、电能脉冲/秒脉冲故障模拟单元106、485故障模拟单元107等构成。其中遥控故障模拟单元103可以模拟遥控开路108和遥控短路109；遥信故障模拟单元104可模拟遥信开路110、遥信短路111、端子低压112；脉冲故障模拟单元105可模拟脉冲开路113、脉冲短路114、端子低压112、电能脉冲/秒脉冲故障模拟单元106可模拟脉冲开路113、脉冲短路114；485故障模拟单元107可模拟485开路115、485短路116、485低电压117。
终端功能模拟单元102用于模拟终端的按键、显示、通信规约解析以及各个单元电路的控制等，提供终端故障模拟设备所虚拟终端的人机交互界面。由按键203和显示器204负责人机接口的输入输出设备，故障模拟信息通过按键203输入，由STM32F103RBT6处理器201进行数据处理，并控制功能模块单元电路202，功能模块单元电路202与STM32F103RBT6处理器201进行数据交互，STM32F103RBT6处理器201将模拟结果输出至显示器204，最终实现了终端功能模拟和故障模拟控制两大功能，其电路结构如图2所示。
遥控故障模拟单元103用于模拟终端的遥控端子的故障现象，由遥控开路、遥控短路等故障模拟部分构成。故障模拟由单片机控制单元301通过NPN型达林顿管302控制继电器JW1ASN303模拟常开端子、常闭端子、公共信号输出开路，常开与公共、常闭与公共处于短路状态。实现遥控继电器触点故障和端子连接等故障的模拟。其电路结构如图3所示。
遥信故障模拟单元104用于模拟终端的遥信端子的故障现象，由遥信开路110、遥信短路111、端子低压112等故障模拟部分构成。单片机控制单元301控制可调电压源403，调节遥信接线端子电压大小；单片机控制单元301控制G6K-2F-Y继电器404，通过设置G6K-2F-Y继电器404的开关状态模拟遥信+、遥信-信号输出开路，遥信+和遥信-处于短路状态。利用G6K-2F-Y继电器404切换异常电压信号到遥信+端子，模拟遥信+电压低于正常电压的故障现象。实现遥信信号开路、短路和遥信内部检测电源损坏等故障的模拟。其电路结构如图4所示。
脉冲故障模拟单元105用于模拟终端的脉冲端子的各类故障现象，由单片机控制单元301控制高速模拟开关(M74HC4851)502切换脉冲接线端子501的连接状态，用于模拟脉冲开路113、脉冲短路114、端子低压112等故障，由单片机控制单元301通过PC357光耦隔离电路401实时读取脉冲端子501的状态。脉冲故障模拟通过高速模拟开关(M74HC4851)502控制脉冲+、脉冲-信号输出开路，脉冲+和脉冲-处于短路状态。将可调电压源信号连403接到脉冲+端子，模拟脉冲+电压低于正常电压的故障现象。实现脉冲信号开路、短路和内部脉冲检测电源异常等故障的模拟。其电路结构如图5所示。
电能脉冲/秒脉冲故障模拟单元106用于模拟终端的有功脉冲、无功脉冲、秒脉冲等端子的各类故障现象，单片机控制单元301控制时钟脉冲信号发生器601产生一定频率，幅度以及占空比可调的脉冲信号，由信号继电器603控制脉冲开路、脉冲短路等故障。故障模拟通过信号继电器分别独立控制有功、无功、秒脉冲、公共地信号输出开路，有功、无功、秒脉冲、公共地信号处于短路状态。其电路结构如图6所示。
485通信故障模拟单元107用于模拟终端的485端子的各类故障现象，由485开路、485短路、485低电压等故障模拟部分构成。由单片机控制单元301通过TSU6721高速信号切换电路701经485线连接到485接线端子，控制485A、485B信号输出开路，485A和485B处于短路状态以及485A、485B对地短路状态。485驱动电压低故障通过可调电阻703分压电路降低485输出电压的方式实现。实现485通信信号开路、短路、驱动电路损坏等多种故障现象，其电路结构如图7所示。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种终端故障模拟装置，其特征是：包括控制终端、遥控故障模拟单元、遥信故障模拟单元、脉冲故障模拟单元、电能脉冲故障模拟单元和485故障模拟单元，其中，所述控制终端与其他单元通信，控制其他单元进行模拟对应的终端故障；
所述遥控故障模拟单元，模拟终端的遥控端子的遥控继电器触点故障和端子连接的故障现象；
所述遥信故障模拟单元，模拟终端的遥信端子的遥信开路、遥信短路或端子低压故障现象；
所述脉冲故障模拟单元，模拟终端的脉冲端子的脉冲开路、脉冲短路或低压故障现象；
所述电能脉冲故障模拟单元，模拟终端的有功脉冲、无功脉冲或秒脉冲的端子的故障；
所述485故障模拟单元，模拟485端子的通信信号开路、短路或驱动电路损坏的故障。
2.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述遥控故障模拟单元，包括遥控开路模块和遥控短路模块，均包括单片机、NPN型达林顿管和继电器，其中，所述单片机通过NPN型达林顿管控制继电器，模拟接线端子的常开端子、常闭端子、公共信号输出开路，常开与公共、常闭与公共处于短路状态，实现遥控继电器触点故障和端子连接故障的模拟。
3.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述遥信故障模拟单元，包括遥信开路模块、遥信短路模块和端子低压模块，遥信故障模拟通过信号继电器控制遥信+、遥信-信号输出开路，遥信+和遥信-处于短路状态，实现遥信信号开路、短路和遥信内部检测电源损坏故障的模拟。
4.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述遥信故障模拟单元，包括控制电路、光耦隔离电路、可调电压源和第二继电器，其中，所述控制电路通过光耦隔离电路连接遥信接线端子，且所述遥信接线端子受第二继电器的开关状态控制以实现遥信+、遥信-信号输出开路，遥信+和遥信-处于短路状态，所述可调电压源为所述遥信接线端子提供可调电压，以模拟正常或非正常电压故障。
5.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述脉冲故障模拟单元，包括控制单元、光耦隔离电路、可调电压源和信号继电器，控制单元通过信号继电器控制脉冲+、脉冲-信号输出开路，脉冲+和脉冲-处于短路状态，利用信号继电器切换异常电压信号到脉冲+端子，所述可调电压源为脉冲接线端子提供可调电压，以模拟正常或非正常电压故障，模拟脉冲+电压低于正常电压的故障现象，实现脉冲信号开路、短路和内部脉冲检测电源异常的故障的模拟。
6.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述电能脉冲故障模拟单元，包括脉冲开路模拟模块和脉冲短路模拟模块，每个模块包括单片机、时钟脉冲信号发生器和脉冲接线端子，所述单片机通过时钟脉冲信号发生器连接脉冲接线端子，单片机通过信号继电器分别独立控制有功、无功、秒脉冲、公共地信号输出开路，模拟有功、无功、秒脉冲和公共地信号处于短路状态。
7.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述485故障模拟单元，通过信号继电器控制485A、485B信号输出开路，使得485A和485B处于短路状态或485A、485B处于对地短路状态。
8.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述485故障模拟单元通过电阻分压电路降低485输出电压的方式实现485驱动电压低故障的模拟。
9.如权利要求1所述的一种终端故障模拟装置，其特征是：所述控制终端，用于模拟终端的按键、显示、通信规约解析和故障模拟逻辑控制环节，提供终端故障模拟设备所虚拟终端的人机交互界面。
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| CN108344912A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-31 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种专变采集终端故障模拟装置 |
| CN110685772A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-01-14 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 一种发动机机油压力温度传感器故障模拟装置 |
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