CN209264854U - 一种工控系统异常行为监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工控系统异常行为监测装置，包括由相连的第一壳体和第二壳体组成的壳体结构；其中第一壳体的内部腔室内设有倾斜45°角放置的半透半反镜；第一壳体下部设有检测口，上部设有观察口；所述第二壳体为轴线在水平方向的筒状结构，第二壳体一端与第一壳体相连，另一端开口，且第一壳体和第二壳体的连接处开设有透光孔；所述第二壳体内设有转筒，转筒朝向透光孔的一端开口，转筒内设有带第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻的主线路板，且第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻均分部在主线路板朝向透光孔的一侧。本实用新型可以检测工控系统中的执行单元的实际状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工控系统异常行为监测装置，特别是一种用于电网安全的工控系统异常行为监测装置。
背景技术
工业控制系统种类繁多，不同的工业控制系统最大的区别在于其所实现的物理过程不同。每一个工控系统(场景)都是一种逻辑和数据的组合。针对电厂而言，厂站侧的四遥操作是整个电厂数据传输及控制的基础。某一个动作的下装操作，如根据控制命令实现断路器的分/合、隔离刀闸的分/合、接地刀闸的分/合等各种控制信号，均需要与传感变量和控制变量通过工业控制协议进行交互。通过分析工业控制协议交互行为特征，可以获取工控系统的场景指纹。工控系统场景指纹是电厂远动装置、测控装置、继电保护装置、电能量采集系统以及各IED智能单元之间交易模式的集合，其中交易是通过包时序、包到达间隔时间、包方向、包大小来进行区分的不同设备之间交换的工控协议包的集合。因此，基于正常系统行为特征的工业控制系统场景指纹，可以有效地检测异常行为。
然而，目前针对工况系统的场景指纹识别主要基于网络传输的信号层面，无法监测到硬件装置(执行单元)的实际动作。如果能够对硬件装置的实际动作进行检测，则可有效用于辅助工控系统异常行为的判断。而电厂内的大多数动作执行单元均会配置指示灯以指示动作状态及故障状态。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种工控系统异常行为监测装置。它可以检测工控系统中的执行单元的实际状态。
本实用新型的技术方案：一种工控系统异常行为监测装置，其特点是：包括由相连的第一壳体和第二壳体组成的壳体结构；其中第一壳体的内部腔室内设有倾斜45°角放置的半透半反镜；第一壳体下部设有检测口，上部设有观察口；所述第二壳体为轴线在水平方向的筒状结构，第二壳体一端与第一壳体相连，另一端开口，且第一壳体和第二壳体的连接处开设有透光孔；所述第二壳体内设有转筒，转筒朝向透光孔的一端开口，转筒内设有带第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻的主线路板，且三个光敏电阻均分部在主线路板朝向透光孔的一侧。
上述的工控系统异常行为监测装置中，所述第二壳体内设有位置与第三光敏电阻对应的内置光源，所述透光孔的大小及与第二光敏电阻相对应。三个光敏电阻的中心位于转筒的一个同心圆上。
前述的工控系统异常行为监测装置中，所述主线路板上设有光信号采集电路，所述光信号采集电路包括集电极与电源端相连的第一三极管，第一三极管的发射极通过第一电阻与接地端相连，第一三极管的基极分为两路，一路依次通过第一光敏电阻和第三光敏电阻与电源端相连，另一路通过第二光敏电阻与接地端相连；还包括集电极通过第二电阻与电源端相连的第二三极管，第二三极管的发射极通过第四电阻与接地端相连，基极通过第三电阻与第一三极管的发射极相连；所述第二三极管的发射极还连接信号输出端。
前述的工控系统异常行为监测装置中，所述第一壳体远离透光孔的一侧设有辅助观察口，半透半反镜的上端面覆盖有导光膜。
前述的工控系统异常行为监测装置中，所述第二壳体内壁设有环状限位凸起，转筒外壁设有与环状限位凸起相对应的限位槽。
前述的工控系统异常行为监测装置中，所述转筒远离开口的一端设有出线孔和旋钮。
前述的工控系统异常行为监测装置中，所述第二壳体底部设有固定平面，固定平面上设有胶粘层。
与现有技术相比，本实用新型可以实时检测电厂工控系统执行单元的指示灯明暗情况，并将该光信号转化为电信号，该电信号能够有效反应电厂执行单元的实际动作情况及故障情况，因此该信号能够用于核实工控系统的控制信号与执行单元的实际动作的一致性，从而可以有效用于电厂工控系统的场景指纹监测的辅助工作。本实用新型的结构精简、且可以利用旋转的方式进行模式切换，使其可分别用于暗激发信号和亮激发信号，从而提高其适用性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是光敏电阻的布局参考示意图；
图4是光信号采集电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例。一种工控系统异常行为监测装置，如图1和图2所示：包括由相连的第一壳体101和第二壳体102组成的壳体结构；其中第一壳体101的内部腔室内设有倾斜45°角放置的半透半反镜2；第一壳体101下部设有检测口3，上部设有观察口4；所述第二壳体102为轴线在水平方向的筒状结构，第二壳体102一端与第一壳体101相连，另一端开口，且第一壳体101和第二壳体102的连接处开设有透光孔5；所述第二壳体102内设有转筒6，转筒6朝向透光孔5的一端开口，转筒6内设有带第一光敏电阻701、第二光敏电阻702和第三光敏电阻703的主线路板7，且三个光敏电阻均分部在主线路板7朝向透光孔5的一侧。所述第二壳体102内设有位置与第三光敏电阻对应的内置光源14，所述透光孔5的大小及与第二光敏电阻702相对应。所述第一壳体101远离透光孔5的一侧设有辅助观察口8，半透半反镜2的上端面覆盖有导光膜9。所述第二壳体102内壁设有环状限位凸起10，转筒6外壁设有与环状限位凸起10相对应的限位槽。所述转筒6远离开口的一端设有出线孔12和旋钮11。所述第二壳体102底部设有固定平面，固定平面上设有胶粘层13。
所述主线路板7上设有光信号采集电路，具体如图3所示，所述光信号采集电路包括集电极与电源端VCC相连的第一三极管Q1，第一三极管Q1的发射极通过第一电阻R1与接地端GND相连，第一三极管Q1的基极分为两路，一路依次通过第一光敏电阻701和第三光敏电阻703与电源端VCC相连，另一路通过第二光敏电阻702与接地端GND相连；还包括集电极通过第二电阻R2与电源端VCC相连的第二三极管Q2，第二三极管Q2的发射极通过第四电阻R4与接地端GND相连，基极通过第三电阻R3与第一三极管Q1的发射极相连；所述第二三极管Q2的发射电极还连接信号输出端Vo。
本实用新型的工作原理：使用时，将工控系统异常行为监测装置的检测口3罩设在电厂工控系统执行单元的指示灯上，同时利用胶粘层13进行固定，然后根据该指示灯的长暗或长亮性状，旋转旋钮11至相应位置。
长亮模式：当指示灯为长亮型，将第二光敏电阻702旋转至对准透光孔，此时第三光敏电阻703也恰好对准内置光源，当指示灯保持点亮状态不变时，第二光敏电阻702被指示灯的光亮照射，阻值极低，第一三极管Q1的基极电压较低，其无法导通，进而无法导通第二三极管Q2,信号输出端Vo相当于接地，为低电平,一旦指示灯变暗，则第二光敏电阻702阻值升高，(此时第三光敏电阻703也因为转至对准内置光源，使其阻值变小)，第一三极管Q1的基极电压也相应升高，使其导通，进而导通导通第二三极管Q2，信号输出端Vo处于高电平。
长暗模式：当指示灯为长暗(动作执行时灯亮)，将第一光敏电阻701对准透光孔，此时第三光敏电阻703和第二光敏电阻所处位置均无光照，阻值较大，实现设置第一光敏电阻701和第三光敏电阻703在未受光照情况下的电阻和远大于第二光敏电阻702未受光照时的电阻，所以此时第一三极管Q1的基极电压较低，不足以导通第一三极管Q1，进而其发射极无电压，无法进一步导通第二三极管Q2，信号输出端Vo相当于接地，为低电平；一旦指示灯变亮，使得第一光敏电阻701阻值下降，而第一三极管Q1的基极电压随第一光敏电阻701电阻下降而逐渐升高，直至可以导通第一三极管Q1，进而导通第二三极管Q2，信号输出端Vo处于高电平。
两种模式能够正常切换的关键技术在于，三个光敏电阻的阻值选取(未光照情形下)。假设电源端电压为U，第一三极管的基级触发电压为U0，三个光敏电阻的阻值分别为R701、R702和R703，则需满足以下条件：U·(R701+R703)/(R701+R702+R703)≥U0
U·R701/(R701+R702)≥U0
然后采集到的电压信号即可用于核实工控系统的控制信号与执行单元的实际动作的一致性。其中具体的使用方法可以根据不同功能需要使用常规信号处理方法进行简单调整即可，而且具体使用方法也不属于本专利的技术保护点，因此本文便不再赘述。
本实用新型中半透半反镜可以将指示灯信号分为两路，一路用于检测，另一路用于观察，使得指示灯上安装了本实用新型也仍然能很好地做好指示工作。
Claims (7)
1.一种工控系统异常行为监测装置，其特征在于：包括由相连的第一壳体(101)和第二壳体(102)组成的壳体结构；其中第一壳体(101)的内部腔室内设有倾斜45°角放置的半透半反镜(2)；第一壳体(101)下部设有检测口(3)，上部设有观察口(4)；所述第二壳体(102)为轴线在水平方向的筒状结构，第二壳体(102)一端与第一壳体(101)相连，另一端开口，且第一壳体(101)和第二壳体(102)的连接处开设有透光孔(5)；所述第二壳体(102)内设有转筒(6)，转筒(6)朝向透光孔(5)的一端开口，转筒(6)内设有带第一光敏电阻(701)、第二光敏电阻(702)和第三光敏电阻(703)的主线路板(7)，且第一光敏电阻(701)、第二光敏电阻(702)和第三光敏电阻(703)均分部在主线路板(7)朝向透光孔(5)的一侧。
2.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述第二壳体(102)内设有位置与第三光敏电阻(703)对应的内置光源(14)，所述透光孔(5)的大小及与第二光敏电阻(702)相对应。
3.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述主线路板(7)上设有光信号采集电路，所述光信号采集电路包括集电极与电源端(VCC)相连的第一三极管(Q1)，第一三极管(Q1)的发射极通过第一电阻(R1)与接地端(GND)相连，第一三极管(Q1)的基极分为两路，一路依次通过第一光敏电阻(701)和第三光敏电阻(703)与电源端(VCC)相连，另一路通过第二光敏电阻(702)与接地端(GND)相连；还包括集电极通过第二电阻(R2)与电源端(VCC)相连的第二三极管(Q2)，第二三极管(Q2)的发射极通过第四电阻(R4)与接地端(GND)相连，基极通过第三电阻(R3)与第一三极管(Q1)的发射极相连；所述第二三极管(Q2)的发射极还连接信号输出端(Vo)。
4.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述第一壳体(101)远离透光孔(5)的一侧设有辅助观察口(8)，半透半反镜(2)的上端面覆盖有导光膜(9)。
5.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述第二壳体(102)内壁设有环状限位凸起(10)，转筒(6)外壁设有与环状限位凸起(10)相对应的限位槽。
6.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述转筒(6)远离开口的一端设有出线孔(12)和旋钮(11)。
7.根据权利要求1所述的工控系统异常行为监测装置，其特征在于：所述第二壳体(102)底部设有固定平面，固定平面上设有胶粘层(13)。
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