一种仪控系统调试专用多功能校验装置的制作方法

本实用新型涉及仪控系统调试校验装置，属于核反应堆及相关核设施仪控领域内一种新型、高集成度、高智能化的专用测试工具。

背景技术：

石油、化工及核反应堆的仪控系统具有规模庞大、结构功能复杂、需要调试验证的项目较多工期相对紧迫的特点。正常情况下仪控系统调试工作对外部条件要求相对苛刻，需要在所有外部被控设备、传感器、变送器、执行器以及需要通讯的成套设备等具备条件的情况才能进行调试，但是实际工程建设中要求在外部条件不具备的情况完成调试工作，所以需要这样的一套多功能校验装置用于解决在外部条件不足的情况下开展调试工作的问题。大型仪控系统涉及的信号类型多种多样，通道数量庞大，被控设备功能复杂，对于不同的逻辑功能验证对信号类型和通道数量的需求达几十甚至近百个。而目前市面上现有的调试工具均为单通道或双通道类型，且信号类型相对单一，不能满足对多类型模拟信号的需求。石油、化工及核反应堆中的仪控系统规模庞大，控制点数通常以万为单位，调试工作量具大，工作效率相对较低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是核反应堆及相关核设施仪控系统调试期间典型的问题，目的在于提供一种仪控系统调试专用多功能校验装置，满足仪控系统调试同时对多测量通道、多种类型信号和多种控制功能的需求，为其提供一种专用测试工具，实现一站式调试。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种仪控系统调试专用多功能校验装置，包括带有盖板的箱体，还包括设置在箱体内部的中央控制模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、频率测量及脉冲输出模块和电源模块，在箱体的盖板上还设置有触摸屏，还包括通过通讯模块与中央控制模块连接的手操器。

该装置属于核反应堆及相关核设施仪控领域内一种新型、高集成度、高智能化的专用测试工具。采用先进自动测试技术、无线技术和完善的人机交互接口，使用简单高效；集多种类、多通道物理信号测量与输出和多种控制功能于一体，具备多通道同时测量、输出和控制的功能，能够模拟各种复杂工艺过程和条件，满足调试需求，解决市面无相关产品的问题，填补大型仪控调试领域专用调试工具的空白。该装置在核动力装置、核动力厂、研究堆仪控系统调试、维护、检修领域具有广泛的应用前景。

中央控制模块采用工业级嵌入式处理器，构成整个系统的中央控制模块，同时配置内存和电子硬盘，存储和处理信息。通过各输入输出模块完成启停控制、顺序控制、PID调节控制、转速控制等典型控制功能。通过适当的参数设置，装置能够完成核反应堆及相关设施中的典型设备控制功能。

所述中央控制模块与模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、频率测量及脉冲输出模块、通讯模块和触摸屏通过内部总线连接，手操器通过有线或无线连接与通讯模块通信，中央控制模块与电源模块采用硬接线方式连接。

系统配置触摸屏，以图形化方式提供系统运行与操控编程功能，以菜单化方式，引导配置任务，设置通道、参数等，实现本装置可编程操作、信息显示等功能。

通过操作手操器可以完成装置的全部功能，同时手操器配置有不同类型的开关或按钮，能够进行对输出点的匹配，从而控制不同的设备。

电源模块在使用过程中为本装置提供电源，内置电池供电及220V AC供电两种方式，电池供电最大负荷下大于2小时，同时该装置可为现场设备提供220V AC、24V访问电源和5V 编码器电源。

所述模拟量输入模块包括8通道电压、8通道电流、2通道热电偶和2通道热电阻输入模块。

模拟量输入模块包括电压、电流型和热电阻、热电偶型模拟量输入模块，完成各种物理的采集，例如温度、压力、流量、液位、转速、浊度、PH值、辐射监测等。其中电压型8路、电流型8路、热电阻2路和热电偶2路，均采用12位ADC，实现各类模拟量信号输入，精度为0.25％。

所述模拟量输出模块包括8通道电压、8通道电流、2通道热电偶和2通道热电阻输出模块。

模拟量输出模块包括电压、电流型和热电阻、热电偶型模拟量输出模块，完成各种物理信号的模拟，例如温度、压力、流量、液位、转速、浊度、PH值、辐射监测等。其中电压型 8路、电流型8路、热电阻2路和热电偶2路，均采用12位ADC，实现各类模拟量信号输出，精度为0.1％。

所述开关量输入模块包括16通道直流型和2通道交流型输入模块。开关量输出模块包括直流型和交流型输两种类型信号输入，完成开关量的采集，其中直流型16路，220V交流型 2路，具有光电隔离和自保护功能。

所述开关量输出模块包括8通道直流型和2通道继电器型输出模块。开关量输出模块包括直流型和继电器型两种类型信号输出，完成开关量信号的模拟，其中直流型8路，220V继电器型2路。

所述频率测量及脉冲输出模块包括2路PWM输出和2路频率测量。频率测量及脉冲输出模块包括PWM输出和频率信号测量模块，输入输出信号各两路，PWM输出的频率和周期可调，频率测量范围为0-1000kHz。

所述通讯模块包括RS485、RS232、以太网、USB和CAN通信装置。通讯模块包括RS485、 RS232、以太网、USB、CAN和WIFI硬件接口模块，支持Modbus、CAN、OPC、TCP/IP等多种通讯协议，以实现与现场各类设备的通讯功能。

还包括设置在箱体表面的连接部件，模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块、频率测量及脉冲输出模块、通讯模块与连接部件采用插拔式快速连接。装置需配置多种类型专用快速连接配件，使装置各输入输出端子能够快速可靠地与被测试设备进行连接，如弹性钩、鳄鱼钳等。连接配件类型覆盖所有的输入输出点，对于不同的被测设备可选用适用的配件。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、能够模拟各种复杂工艺过程和条件，解决了在外部条件不足的情况下无法开展仪控系统调试验证的问题；

2、集多种类、多通道物理信号测量与输出和多种控制功能于一体，具备同时、多通道测量、输出和控制的功能，解决了市面上调试工具无法满足调试需求的问题；

3、装置功能齐全，适应性与兼容性强，调试期间仅需携带一台装置即可完成所有调试内容，节约调试成本；

4、采用先进自动测试技术和完善的人机交互接口，操作简单高效，提高了工作效率，降低人员劳动强度，可显著缩短调试工作周期；

5、采用无线技术解决信息传递对线缆的依赖，操作空间不受限制；

6、该装置成功应用于某核动力装置仪控系统的调试，证明该装置的可行性与实用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型网络连接图；

图4为本实用新型供电图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-中央控制模块，2-模拟量输入模块，3-模拟量输出模块，4-开关量输入模块，5-开关量输出模块，6-频率测量及脉冲输出模块，7-通讯模块，8-触摸屏，9-手操器，10-电源模块，11- 连接部件，12-箱体，13-盖板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型一种仪控系统调试专用多功能校验装置，包括带有盖板 13的箱体12，还包括设置在箱体内部的中央控制模块1、模拟量输入模块2、模拟量输出模块3、开关量输入模块4、开关量输出模块5、频率测量及脉冲输出模块6和电源模块10，在箱体12的盖板13上还设置有触摸屏8，还包括通过通讯模块7与中央控制模块1连接的手操器9。

该装置属于核反应堆及相关核设施仪控领域内一种新型、高集成度、高智能化的专用测试工具。采用先进自动测试技术、无线技术和完善的人机交互接口，使用简单高效；集多种类、多通道物理信号测量与输出和多种控制功能于一体，具备多通道同时测量、输出和控制的功能，能够模拟各种复杂工艺过程和条件，满足调试需求，解决市面无相关产品的问题，填补大型仪控调试领域专用调试工具的空白。该装置在核动力装置、核动力厂、研究堆仪控系统调试、维护、检修领域具有广泛的应用前景。

中央控制模块1采用工业级嵌入式处理器，构成整个系统的中央控制模块1，同时配置内存和电子硬盘。通过各输入输出模块完成启停控制、顺序控制、PID调节控制、转速控制等典型控制功能。通过适当的参数设置，装置能够完成核反应堆及相关设施中的典型设备控制功能。

所述中央控制模块1与模拟量输入模块2、模拟量输出模块3、开关量输入模块4、开关量输出模块5、频率测量及脉冲输出模块6、通讯模块7和触摸屏8通过内部总线连接，手操器9通过有线或无线连接与通讯模块7通信，中央控制模块1与电源模块10采用硬接线方式连接。

系统配置触摸屏8，以图形化方式提供系统运行与操控编程功能，以菜单化方式，引导配置任务，设置通道、参数等，实现本装置可编程操作、信息显示等功能。

通过操作手操器9可以完成装置的全部功能，同时手操器配置有不同类型的开关或按钮，能够进行对输出点的匹配，从而控制不同的设备。

电源模块10在使用过程中为本装置提供电源，内置电池供电及220V AC供电两种方式，电池供电最大负荷下大于2小时，同时该装置可为现场设备提供220V AC、24V访问电源和 5V编码器电源。

所述模拟量输入模块2包括8通道电压、8通道电流、2通道热电偶和2通道热电阻输入模块。

模拟量输入模块包括电压、电流型和热电阻、热电偶型模拟量输入模块，完成各种物理的采集，例如温度、压力、流量、液位、转速、浊度、PH值、辐射监测等。其中电压型8路、电流型8路、热电阻2路和热电偶2路，均采用12位ADC，实现各类模拟量信号输入，精度为0.25％。

所述模拟量输出模块3包括8通道电压、8通道电流、2通道热电偶和2通道热电阻输出模块。

模拟量输出模块包括电压、电流型和热电阻、热电偶型模拟量输出模块，完成各种物理信号的模拟，例如温度、压力、流量、液位、转速、浊度、PH值、辐射监测等。其中电压型 8路、电流型8路、热电阻2路和热电偶2路，均采用12位ADC，实现各类模拟量信号输出，精度为0.1％。

所述开关量输入模块4包括16通道直流型和2通道交流型输入模块。开关量输出模块包括直流型和交流型输两种类型信号输入，完成开关量的采集，其中直流型16路，220V交流型2路，具有光电隔离和自保护功能。

所述开关量输出模块5包括8通道直流型和2通道继电器型输出模块。开关量输出模块包括直流型和继电器型两种类型信号输出，完成开关量信号的模拟，其中直流型8路，220V 继电器型2路。

所述频率测量及脉冲输出模块6包括2路PWM输出和2路频率测量。频率测量及脉冲输出模块包括PWM输出和频率信号测量模块，输入输出信号各两路，PWM输出的频率和周期可调，频率测量范围为0-1000kHz。

所述通讯模块7包括RS485、RS232、以太网、USB和CAN通信装置。通讯模块包括 RS485、RS232、以太网、USB、CAN和WIFI硬件接口模块，支持Modbus、CAN、OPC、 TCP/IP等多种通讯协议，以实现与现场各类设备的通讯功能。

还包括设置在箱体12表面的连接部件11，模拟量输入模块2、模拟量输出模块3、开关量输入模块4、开关量输出模块5、频率测量及脉冲输出模块6、通讯模块7与连接部件11 采用插拔式快速连接。装置需配置多种类型专用快速连接配件，使装置各输入输出端子能够快速可靠地与被测试设备进行连接，如弹性钩、鳄鱼钳等。连接配件类型覆盖所有的输入输出点，对于不同的被测设备可选用适用的配件。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，硬件选型见下表：

表1硬件选型

实施例3

如图3和图4所示，本实施例在实施例1的基础上，图3为本实用新型的网络连接图，图4为本实用新型的供电结构示意图。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。