CN2874577Y - 事故顺序记录装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及事故顺序记录装置，是一种用于工业现场事故/动作开关量信号顺序记录的专用装置。包括：微处理器，开关量输入电路，顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器；微处理器的端口连接顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器，开关量输入电路为现场的开关量输入光隔离器件后进入顺序记录电路，顺序记录电路是微处理器的I/O口连接可编程器件构成微处理器扩展I/O端口电路；时间记录电路是内置锂电的实时时钟芯片，信息存储器连接微处理器总线，与微处理器端口连接的通讯接口电路是与PC机串口通讯连接的并转换成RS232、RS422或RS485电平信号的接口芯片。

Description

事故顺序记录装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于工业现场控制系统中进行事故顺序记录的装置。

背景技术

事故顺序记录装置是用于工业现场事故/动作开关量信号顺序记录的专用装置。它具有1毫秒的时间分辨率，可以连续监视16路、32路、64路、96路、或128路开关量信号，自动依次准确记录全部输入信号发生跳变的时间、相对顺序及闭合或释放之状态，从而使现场操作人员及负责事故分析的专业人士得以迅速判断事故原因，了解事故过程，并为区别各种人为故障因素和非人为故障因素提供客观依据。比如在发电厂机组运行时，要控制监视大量信号越限或多个联锁动作，运行人员难以迅速辨认各个信号动作的先后次序和时间，尤其是事故的首发点，而对于瞬间的人为错误所造成的故障，有时甚至无法查清。据国外资料介绍，一般人为错误所造成的故障达全部故障的20％～25％。因此在控制系统中配置事故顺序记录装置是非常必要的。经常对记录资料进行分析，还可以发现设备潜在的隐患和操作上存在的问题，超前预防系统故障的发生。

目前进口的同类产品价格非常昂贵，而本实用新型在具备同等功能的基础上价格是进口产品的四分之一，因此性价比极高。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种事故顺序记录装置，尤其是用于工业现场事故/动作开关量信号顺序记录的专用装置。

本实用新型采用如下具体技术方案：高速事故顺序记录装置，包括：微处理器，开关量输入电路，顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器；微处理器的端口连接顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器，开关量输入电路为现场的开关量输入光隔离器件后进入顺序记录电路，顺序记录电路是微处理器的I/O口连接可编程器件构成微处理器扩展I/O端口电路；时间记录电路是内置锂电的实时时钟芯片，信息存储器连接微处理器总线，与微处理器端口连接的通讯接口电路是与PC机串口通讯连接的并转换成RS232、RS422或RS485电平信号的接口芯片。

对现场的开关量(干接点)首先通过光电隔离后进入顺序记录系统，防止干扰信号进入系统造成错误的动作记录，同时采用光电隔离措施可在现场的强电信号意外进入本装置时，保护后面的微处理器系统，降低故障损失.在信号的输入端通过选择开关可设置常开或常闭接点，以灵活适应现场开关量信号的不同类型。

微处理器系统采用高速微处理器，快速处理开关量采样，处理，存储，以及与计算机或控制器通讯，传送相关的数据。

事故/动作开关量信号发生时的时间记录系统采用专用的实时时钟芯片，内置锂电池，保证停电后仍能继续准确走时，同时也能接收从计算机发来的校时命令，对时钟芯片进行远方校时。

装置内配备大容量存储器，连续存储1000条以上的开关量动作信息，采用数据按存储器地址空间循环存放的方式，当最大存储空间存满时，新产生的动作信息将存储器最前的信息覆盖。每条信息的数据格式为：测点编号、动作状态、年、月、日、时、分、秒、毫秒，即事故顺序记录装置的分辨率达到1毫秒。

事故顺序记录装置具有两个独立的通讯接口，既可与上位机通讯上传事故/动作记录信息，又可与控制系统的控制器通讯，传送开关量测点的实时状态信息，起到IO卡件的作用。

事故顺序记录装置的上位机软件可安装在PC机上，对进入装置的测点进行中文描述编辑，通过串口读取事故顺序记录装置中记录的所有动作信息，在界面上进行列表显示，方便监视与查找。同时上位机软件系统还具有对事故顺序记录装置进行复位、校时、诊断等功能。所有信息可在PC机上转储、重现、查询、分析和打印。

本实用新型的特点是：提供了一种用于工业现场事故/动作开关量信号顺序高速记录的专用装置。

附图说明

图1是本实用新型事故顺序记录装置原理方框图

图2是本实用新型电路图

具体实施方式

整个系统的微处理器采用高速51系列微处理器77E58，其工作晶振可达40MHz，在使用同等晶振的条件下，它的指令执行速度是常规51系列微处理器的3倍左右，再加上77E58中还具有独特的指令加速功能，这样每条指令的运算时间可达到0.2微秒，因此能够对事故顺序记录装置的软件进行高速运算及处理。

输入信号的隔离采用光电藕合器件TLP521-4，一个芯片上集成了四个光藕，因此可以同时对四个开关量输入通道进行隔离。

顺序记录电路是可编程器件电路构成的微处理器扩展I/O端口电路。要采集多达128个开关量的状态，微处理器自身的IO引脚远远不够，因此使用扩展IO端口的方法来实现，通过一个或数个74LS138译码芯片能产生多个片选信号，每个片选信号对应一个74LS245总线芯片，一个74LS245芯片能一次读取8个开关量的状态信号。

时钟芯片采用DS12887，它能产生标准的时分秒信号，微处理器能通过数据总线对它进行初始化或读取时钟数据。由于本高速事故顺序记录装置的分辨率要达到1毫秒，因此利用DS12887输出的秒脉冲更新信号触发微处理器的定时器中断，在微处理器中设置1毫秒间隔的定时器中断处理程序，进行毫秒累加，当开关量动作时，从累加寄存器中读取数据，这样即可获得毫秒的时间标签，当DS12887的下一个秒更新时再重新将累加寄存器清零。

数据存储器采用铁氧体存储器FM1608，容量为8Kbyte，可存储约1000条以上的开关量动作记录信息，且掉电后所有信息不丢失。

77E58微处理器自带两个独立的通讯口，其中一个通讯口通过ICL232接口芯片转换成RS232电平信号与PC机的串口通讯。另一个通讯口通过75174和75175两个接口芯片转换成RS422电平信号、或者通过75176接口芯片转换成RS485电平信号与控制系统中的控制器通讯，并且使用工业标准的MODBUS通讯协议。

具体线路连接：

微处理器77E58的P1.0脚接MAX813的6脚，同时MAX813的7脚复位输出接77E58的9脚。77E58的第一个通讯口RXD(10脚)和TXD(11脚)分别接75175的3脚和75174的1脚，77E58的P1.7接74HC00的12，13脚，作为RS422发送的使能端。77E58的第二个通讯口RXD0(3脚)和TXD0(4脚)分别接ICL232的12，11脚。输入信号经过RC滤波电路后与光电藕合器TLP521-4相连，每8个通道的光电隔离输出接到其中一个74LS245的八个输入端(2，3，4，5，6，7，8，9脚)。77E58的26，27，28脚接到74LS138的1，2，3脚，译码输出的片选信号CS1，CS2等和77E58的读信号17脚经过73LS 32逻辑相或后分别接到各74LS245的片选端19脚。时钟芯片DS12887的数据总线与77E58的数据总线直接相连，17脚与77E58的17脚相连，16脚与77E58的16脚相连。DS12887的片选信号13脚接74LS138的14脚，地址锁存信号AS接77E58的30脚ALE信号，秒更新脉冲输出引脚19接77E58的外部中断1引脚13。存储器FM1608的数据总线与77E58的数据总线直接相连，地址总线与77E58的地址总线也直接相连，27脚接77E58的17脚，22脚接77E58的16脚，20脚接74LS32的第6脚。

Claims (3)

1、事故顺序记录装置，包括：微处理器，开关量输入电路，顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器；微处理器的端口连接顺序记录电路，时间记录电路，通讯接口电路和信息存储器，其特征是开关量输入电路为现场的开关量输入光隔离器件后进入顺序记录电路，顺序记录电路是微处理器的I/O口连接可编程器件构成微处理器扩展I/O端口电路；时间记录电路是内置锂电的实时时钟芯片，信息存储器连接微处理器总线，与微处理器端口连接的通讯接口电路是与PC机串口通讯连接的并转换成RS232、RS422或RS485电平信号的接口芯片。

2、由权利要求1所述的事故顺序记录装置，其特征是微处理器77E58设有两个独立的通讯口，其中一个通讯口通过接口芯片ICL232与上位PC机的串口连接；另一个通讯口通过接口芯片75174、75175、75176与现场开关量输入输出控制器连接。

3、根据权利要求1或2所述的事故顺序记录装置，其特征：微处理器连接专用实时时钟芯片及毫秒累加器，以其读取时间作为状态发生变化时的时间标签记录。

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