CN219105081U - 一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统，该系统包括：工控机、工控机控制器、测试转接装置、测试仪器、人机接口和多个测试及操作接口。工控机与工控机控制器交互连接。工控机控制器通过测试转接装置与被测板件或被测终端相连。本实用新型采用了灵活配置的设计理念，不仅能够适配各产品及工序的测试需求，提高了电力系统二次终端设备生产测试工装的通用性，还显著提高了测试效率，降低了新工装投入带来的风险和工装投入的成本。

Description

一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力行业二次终端产品技术领域，具体涉及一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统。

背景技术

在电力行业二次终端产品中，通常分为配电终端和台区智能终端两大类。其中，配电终端主要包括馈线终端(FTU)和站所终端(DTU)及其各种变种产品。台区智能终端主要包括能源控制器、台区智能融合终端以及传统的专变采集终端、集中器等产品。

配电终端和台区智能终端两大类终端，无论在产品的形态还是在产品的功能上均有较大的差别，电力系统二次终端设备生产企业往往面临以下的困境：一、配电终端和台区智能终端的测试工装无法共用；二、终端变种多，针对各产品疲于开发新的测试工装；三、单工装往往只能针对终端的部分功能进行测试，不能做到复用。这些问题导致很多企业不得不根据产品的现状频繁的变更工装，导致生产的周期变长以及增加批量生产的成本。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统，该系统包括：工控机、工控机控制器、测试转接装置、测试仪器、人机接口和多个测试及操作接口；

所述工控机与所述工控机控制器交互连接；

所述工控机控制器通过所述测试转接装置与被测板件或被测终端相连；

所述测试仪器包括内置在所述工控机控制器中的内部测试仪器和外置的外部测试仪器。

进一步地，所述人机接口包括液晶触摸屏、扫码枪、键盘、鼠标中的任意一种或多种的组合。

进一步地，所述测试及操作接口包括RS232隔离通信接口、RS485隔离通信接口、CAN通信接口、红外接口、直流电压采样高压接口、直流电压采样低压接口、16路或48路遥信接口、32路或48路遥控接口、16路继电器型开出接口、可扩展秒脉冲差分输出接口、秒脉冲输入接口、5路高分辨率光耦型开出电路、TTL接口电路、预留串口电路中的任意一种或多种的组合。

进一步地，所述测试转接装置为转接面板、转接针板、转接工装或转接板中的任意一种。

进一步地，所述工控机通过串口服务器或网络交换机的方式，进行测试方式的扩展，且所述工控机支持多终端和单板同时测试；所述串口服务器与所述工控机的网络接口连接；所述网络交换机与所述工控机的网络接口连接。

进一步地，所述工控机控制器采用RT操作系统。

进一步地，所述工控机控制器通过COM串口同所述工控机进行数据及指令的交互；

所述工控机控制器通过COM串口与所述测试仪器进行通信。

进一步地，所述内部测试仪器包括耐压仪。

进一步地，所述外部测试仪器包括三相电能表校验装置、冲击耐压测试仪、三相多功能标准表、校验仪中的任意一种或多种的组合。

本实用新型的有益效果为：

(1)针对现有的配电终端和台区智能终端，本实用新型设置了多种测试及操作接口，对硬件接口进行可切换设计，整体系统采用了可扩展的设计方式，这样能够统一现有各类终端的测试，杜绝不同产品采用不同工装的情况，增强整体工装的通用性，降低工装投入的成本。

(2)本实用新型所述的系统支持多终端同时测试，测试效率高，降低工装成本的投入成本，该系统可以同时支撑多台终端和单板的同时测试。

(3)本实用新型采用方便的扩展方式，以局部变动的情况下，调整新的测试工装，可加快产品的投产测试，降低新工装的投入的风险。

(4)本实用新型通过自适配型设计，能够显著地增强电力系统二次终端设备生产测试工装的通用性，提高测试效率，降低新工装投入带来的风险和工装投入的成本。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为本实用新型中测试系统的原理框图；

图2为本实用新型中工控机控制器的硬件原理框图；

图3为本实用新型中RS232和RS485切换电路原理框图；

图4为本实用新型中CAN和RS485切换电路原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示的一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统，该系统包括：工控机、工控机控制器、测试转接装置、测试仪器、人机接口和多个测试及操作接口。本实用新型的保护主体是该测试系统的硬件结构。

所述工控机的内存不低于8GB，硬盘不低于128GB，串口数量不低于2个，以太网数量不低于2个，满足百兆或千兆的通信要求，USB接口数量不低于4个，可支持USB2.0或USB3.0，提供HDMI或VGA接口，可支持普通显示器或者触摸型显示器。所述人机接口与所述工控机配套使用。

所述工控机与所述工控机控制器交互连接；所述工控机控制器通过COM串口同所述工控机进行数据及指令的交互，执行测试动作。工控机可通过串口服务器或者网络交换机等方式，进行测试方式的扩展，支持多终端或单板同时测试的方式。串口服务器需要同工控机的网络接口连接，网络交换机需要同工控机的网络接口连接。

所述工控机控制器通过所述测试转接装置与被测板件或被测终端相连。

所述测试仪器包括内置在所述工控机控制器中的内部测试仪器和外置的外部测试仪器。

被测板件或被测终端的参数信息及状态信息通过MES系统生产生命周期管理系统进行获取，MES系统生产生命周期管理系统还对测试结果进行备份。例如，通过扫码枪扫描被测终端或者单板的条码信息，有效记录ID、可变参数等信息，在测试完成以后，通过工控机的网络接口将对应测试结果发送到服务器备份。

进一步地，为了增加产品的多样性和后续产品的可扩展情况，本实用新型所述的测试系统提供了丰富的人机接口和测试及操作接口。具体地说，所述人机接口包括液晶触摸屏、扫码枪、键盘、鼠标中的任意一种或多种的组合。所述测试及操作接口包括RS232隔离通信接口、RS485隔离通信接口、CAN通信接口、红外接口、直流电压采样高压接口、直流电压采样低压接口、16路或48路遥信接口、32路或48路遥控接口、16路继电器型开出接口、可扩展秒脉冲差分输出接口、秒脉冲输入接口、5路高分辨率光耦型开出电路、TTL接口电路、预留串口电路中的任意一种或多种的组合。这极大地满足了现场生产环节人员的操作便利性。

与此同时，为了适配生产现场特殊的测试工况，本实用新型所述的测试系统中的硬件接口采用了可切换设计。所述RS232隔离通信接口和RS485隔离通信接口之间可以进行切换；所述CAN通信接口和RS485隔离通信接口之间可以进行切换。

进一步地，考虑到终端的多变种以及应对新产品的出现，本实用新型中的测试及操作接口采用了可扩展的方式：最大可直接扩展32路遥信接口、最大可扩展16路遥控接口、可扩展秒脉冲差分输出接口、秒脉冲输入接口、5路高分辨率光耦型开出电路、TTL接口电路以及预留串口电路。

进一步地，所述测试转接装置为转接面板、转接针板、转接工装或转接板中的任意一种。具体地说，本实用新型所述的测试系统提供了测试转接装置的接口，该接口由两部分构成：在不变动其余测试系统的情况下，仅通过调整转接面板或针板的情况下，即可对不同的终端或单板进行测试；在遇到特殊接口或测试工况的情况下，可通过设计测试转接工装或转接板的方式进行测试。

进一步地，所述工控机通过区分通信接口、遥信遥控功能、采样功能的方式，进行上位机软件的切片功能的开发，并根据具体的产品和测试功能项目及工序，通过调用的方式对上位机软件进行配置。

进一步地，本实用新型所述的系统通过采用支持网络交换机或者串口服务器的方式，实现了一套测试系统同时进行多套终端及单板的测试，显著地提高了测试效率，同时降低了工装的投入成本。所述工控机通过串口服务器或网络交换机的方式，进行测试方式的扩展，支持多终端和单板同时测试；所述串口服务器与所述工控机的网络接口连接；所述网络交换机与所述工控机的网络接口连接。

进一步地，所述工控机控制器采用RT操作系统。在统一驱动的情况下，RT操作系统可提供软硬件解耦的基本条件。通过统一的通信协议规约，规定了传输通道、帧结构、数据域格式，进一步对数据传输模式，报文交互的响应时间，数据项特征，文件设置、读取、传输、校验等作出明确要求。工控机上位机软件模块化设置，可进行切片型调用、配置。在上位机软件开发的过程中，通过区分通信接口、遥信遥控功能、采样功能的方式，进行切片功能的开发。结合具体的产品以及测试功能项目以及工序，通过调用的方式进行配置。通过该方式，可大幅减小上位机软件的开发复杂性，在减小冗余性的基础上，进一步做到上位机软件的通用性。

进一步地，所述工控机控制器通过COM串口与所述测试仪器进行通信，用于控制所述测试仪器完成测试工作。

进一步地，所述内部测试仪器包括耐压仪。

进一步地，所述外部测试仪器包括三相电能表校验装置、冲击耐压测试仪、三相多功能标准表、校验仪中的任意一种或多种的组合。外部测试仪器主要为需进行特殊检定的设备或仪器，通过系统提供的接口，可对上述设备进行可编程控制，提前编程所需测试项目及参数，测试过程无需人为操作。

如图2所示，工控机控制器硬件部分主要包括主控板件，以及根据产品或测试需求需要的扩展板件。其中，主控板件主要包括主控最小系统以及接口部分。主控最小系统包括：STM32H7XXX系列MCU、时钟电路、存储电路、SPI型NAND Flash电路、看门狗电路、晶振电路、基准电源电路、电源灯电路和运行灯等电路。接口部分包括：RS232隔离通信接口电路、RS485隔离通信接口电路、CAN通信接口电路、红外接口电路、直流电压采样高压接口电路、直流电压采样低压接口电路、16路遥信接口电路、16路继电器型开出接口电路。其中，RS232隔离通信接口电路和RS485隔离通信接口电路可通过软件进行切换，CAN通信接口电路和RS485隔离通信接口电路可通过软件进行切换，该切换操作不需要变更端子仅通过工控机上位机软件即可进行控制。扩展板件包括：最大可直接扩展32路遥信接口电路、最大可扩展16路遥控接口电路、可扩展秒脉冲差分输出接口电路、秒脉冲输入接口电路、5路高分辨率光耦型开出电路、TTL接口电路以及预留串口电路。

图3示出了RS232和RS485切换电路的原理图，RS232和RS485切换电路主要包括：MCU串口信号、信号隔离电路、串口信号切换电路、RS232电路、RS485电路、输出切换电路和输出接口。其中，MCU串口信号连接到信号隔离电路，有效地对MCU最小系统进行防护。经过隔离以后，信号连接到串口信号切换电路，串口切换电路内部包含高速信号模拟开关等器件，通过MCU的控制信号对串口的信号进行切换，这样可以将串口信号提供给RS232电路或者RS485电路使用。由于输出接口是共用的，RS232电路或者RS485电路的输出信号需要切换才能使用，通过输出切换电路，可完成输出接口输出RS232信号或者RS485信号。

图4示出了CAN和RS485切换电路的原理图，CAN和RS485切换电路包括：MCU串口信号、信号隔离电路、CAN电路、RS485电路、输出切换电路和输出接口。其中，MCU串口信号连接到信号隔离电路，有效地对MCU最小系统进行防护，经过隔离以后，信号连接到RS232电路或者RS485电路。由于输出接口是共用的，CAN电路或者RS485电路的输出信号需要切换才能使用，通过输出切换电路，可完成输出接口输出CAN信号或者RS485信号。

综上所述，本实用新型采用了灵活配置的设计理念，不仅能够适配各产品及工序的测试需求，有效提高了电力系统二次终端设备生产测试工装的通用性，还显著提高了测试效率，降低了新工装投入带来的风险和工装投入的成本。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电力系统二次终端设备自适配型测试系统，其特征在于，该系统包括：工控机、工控机控制器、测试转接装置、测试仪器、人机接口和多个测试及操作接口；

所述工控机与所述工控机控制器交互连接；

所述工控机控制器通过所述测试转接装置与被测板件或被测终端相连；

所述测试仪器包括内置在所述工控机控制器中的内部测试仪器和外置的外部测试仪器。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述人机接口包括液晶触摸屏、扫码枪、键盘、鼠标中的任意一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述测试及操作接口包括RS232隔离通信接口、RS485隔离通信接口、CAN通信接口、红外接口、直流电压采样高压接口、直流电压采样低压接口、16路或48路遥信接口、32路或48路遥控接口、16路继电器型开出接口、可扩展秒脉冲差分输出接口、秒脉冲输入接口、5路高分辨率光耦型开出电路、TTL接口电路、预留串口电路中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述测试转接装置为转接面板、转接针板、转接工装或转接板中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述工控机通过串口服务器或网络交换机的方式，进行测试方式的扩展，且所述工控机支持多终端与单板同时测试；所述串口服务器与所述工控机的网络接口连接；所述网络交换机与所述工控机的网络接口连接。

6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述工控机控制器采用RT操作系统。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述工控机控制器通过COM串口同所述工控机进行数据及指令的交互；

所述工控机控制器通过COM串口与所述测试仪器进行通信。

8.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述内部测试仪器包括耐压仪。

9.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，

所述外部测试仪器包括三相电能表校验装置、冲击耐压测试仪、三相多功能标准表、校验仪中的任意一种或多种的组合。

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