电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于设备二次控制培训领域，具体涉及电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，步骤1：进行PA口的处理；步骤2：PB口的扫描过程与PA口一致，在进行数据存储时从IOstatus的第11行开始，与扫描PA时获得的数据构成连续矩阵；步骤3：采用相同步骤依次扫描PC口、PD口、PE口、PF口、PG口、PH口、PI口，将获得的数据填入二维矩阵IOstatus；步骤4：通过与正确接线下的参考数据矩阵进行对比，即可对接线状态进行评估，并可根据数据不一致的行来判定哪个插孔连线出现了问题，实现错点分析。有益效果在于：利用实训装置实现二次回路接线训练、故障查找训练及电气盘投、退流程训练等功能，提升了技术人员电气技能操作及电气二次控制原理的培训效果。原理的培训效果。原理的培训效果。

【技术实现步骤摘要】
电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法


[0001]本专利技术属于核电厂典型电气设备二次控制培训领域，具体涉及一种便携式电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法。

技术介绍

[0002]核电领域采用仿真模拟机对操纵人员进行技能培训，但此类系统更多关注核岛和常规岛的运行控制，在电气二次控制方面的深度不足；而且模拟机造价昂贵，占用场地过大，人均利用时长较少。因此，核电模拟机不适合单体电气设备(例如，断路器、接触器等)的实操培训。另一方面，核电厂配置了真实电气设备用于仪控、继保等专业人员实操培训。限于设备的密封和集成化特征，学员在进行实操过程中无法直观看到每一步操作对设备二次控制回路起到的控制效果；更重要的是在真实设备上很难灵活设置故障，无法对各类故障进行有效训练，因此此类培训方式强于展示但弱于演练。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法。通过对正确接线的学习来获得评估标准以实现对学员接线的评估，本方法可用于电气设备二次控制线路的操作指导和测评。
[0004]本专利技术的技术方案如下：电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1：进行PA口的处理；
[0006]步骤2：PB口的扫描过程与PA口一致，在进行数据存储时从IOstatus的第11行开始，与扫描PA时获得的数据构成连续矩阵；
[0007]步骤3：采用相同步骤依次扫描PC口、PD口、PE口、PF口、PG口、PH口、PI口，将获得的数据填入二维矩阵IOstatus，则IOstatus矩阵就表达了中压进线断路器二次控制线路接线板插孔之间的接线状态，称其为连接状态矩阵。
[0008]步骤4：通过与正确接线下的参考数据矩阵进行对比，即可对接线状态进行评估，并可根据数据不一致的行来判定哪个插孔连线出现了问题，实现错点分析。
[0009]所述的步骤1中PA16个引脚中只选了10个引脚用于探测插线孔状态，使用的引脚用数组表示为u8 p[10]＝{2,3,4,5,6,7,8,11,12,15}，p[10]数组的元素将用于控制对应的引脚输出“1”信号。
[0010]所述的步骤1中的处理过程如下：
[0011]S1：置循环变量i＝0；
[0012]S2：置PA口中选用的10个引脚为输入模式；
[0013]S3：读p[i]，并置p[i]所代表的引脚为输出模式，并输出“1”；读PA口状态，并将数值x
PA
暂存下来；如果有其它端口与PA0连接，该端口读入状态为1，否则为0；
[0014]S4：按照S3方法依次读PA口～PI口，获得x
PA
～x
PI
共9个字的数据；
[0015]S5：将x
PA
～x
PI
存入数组IOstatus的第i行，记为IOstatus[i]；
[0016]S6：i＝i+1；并判断i是否小于10，完成扫描PA口中选用的所有引脚；若为否则转S2，若为是则表示PA口扫描完成，进入PB口扫描过程。
[0017]本专利技术的有益效果在于：1、利用实训装置实现二次回路接线训练、故障查找训练及电气盘投、退流程训练等功能，尤其是通过计算机技术对控制回路故障设置更加灵活，提升了技术人员电气技能操作及电气二次控制原理的培训效果。2、该培训装置采用5V和24V直流供电，与在真实6kV配电盘上培训相比，完全避免了技能训练过程中发生触电的风险，从而确保了培训过程安全性。3、利用物理仿真的方法开发仿真培训装置，大幅降低了相关培训设备的开发成本。4、采用接线板搭建二次控制线路可提升学员动手能力和参与感，克服虚拟仿真培训带来的不真实感。5、采用计算机自动比对方法，将二次控制线路接线板在正确接线下的连接状态矩阵作为参考来对学员的接线进行自动评估。此方法避免了对元件数量多、接线繁杂的二次控制线路的正向分析和计算，使得电气二次控制实训装置的扩展更加容易，升级更加高效。
附图说明
[0018]图1为实训装置总体框架；
[0019]图2为接线状态扫描探测示意图；
[0020]图3为接线板接线状态扫描探测过程；
[0021]图4为自学习和评估流程；
[0022]图5为接线评估流程图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]本专利技术针对电气二次控制实训装置，提出采用接线板搭建二次控制线路，并可对二次控制线路搭接状态进行自动评估。电气二次控制实训装置的总体框架如图1所示，实训装置以高性能STM32为控制器。装置提供了二次控制线路接线板供学员使用，学员用跳线连接二次控制线路上的接线插孔即可搭建出二次控制线路。触摸屏用于人机交互，可以显示当前实训内容的基本信息，操作人员可以通过触摸屏对实训装置的状态进行设置和配置，并可模拟外部信号以驱动二次控制线路运行。电气设备实训装置还设计了与上位机的接口，可以连接上层核电厂电气一次系统仿真软件，作为仿真系统的底层电气设备，接收上层仿真软件发出的控制指令并将执行结果反馈给上层软件。开关电源为二次控制线路接线板、核心控制器、人机接口等提供5V和24V直流电源。
[0025]本专利技术采用“一机多用”理念，利用一套实训装置可以实现中压进线断路器、电气自保持接触器、机械自保持接触器的二次控制线路实训。本专利技术通过更换接线板实现“一机多用”，并通过板载编码自动判断所接入的接线板类型，系统自动识别接入的接线板后自动激活相应开关的培训场景。
[0026]在实训装置中，STM32的IO引脚连接接线板的每个接线插孔，通过对IO引脚的扫描即可读取插孔间的连接状态。为了便于理解接线状态探测原理，以图2所示接线图进行说明。图2中包含K1、K2、K3和X1四个元件，每个元件有两个接线插孔，共8个接线插孔，记为J0
‑
J7。8个接线插孔分别连接PA端口的PA0
‑
PA7引脚。采用如下方法即可读取插孔连接状态：
[0027]S1：PA口所有引脚置0，置为输入模式；
[0028]S2：将PA0引脚置为输出模式，并输出1；
[0029]S3：读PA口状态，并将数值x0存入数组，如果有其它引脚与PA0连接，则该引脚读入状态为1，否则为0；
[0030]S4：再将PA0引脚置0，置为输入模式；
[0031]S5：重复S2
‑
S4步操作，依次将PA1
‑
PA7引脚置1，并读PA口，每次读数都得到一个字节；
[0032]通过以上步骤可获得8个字节的数据，记为X＝[x0x1
…
x7]，X就表达了接线插孔J0
‑
J7之间的连接关系，即接线板的接线状态。获得接线板的接线状态是实现接线评估的前提，设正确接线为J1与J2相连、J3与J4相连且J5与J6相连；在接线正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：进行PA口的处理；步骤2：PB口的扫描过程与PA口一致，在进行数据存储时从IOstatus的第11行开始，与扫描PA时获得的数据构成连续矩阵；步骤3：采用相同步骤依次扫描PC口、PD口、PE口、PF口、PG口、PH口、PI口，将获得的数据填入二维矩阵IOstatus，则IOstatus矩阵就表达了中压进线断路器二次控制线路接线板插孔之间的接线状态，称其为连接状态矩阵。步骤4：通过与正确接线下的参考数据矩阵进行对比，即可对接线状态进行评估，并可根据数据不一致的行来判定哪个插孔连线出现了问题，实现错点分析。2.如权利要求1所述的电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，其特征在于：所述的步骤1中PA 16个引脚中只选了10个引脚用于探测插线孔状态，使用的引脚用数组表示为u8 p[10]＝{2,3,4,5,6,7,8,11,12,15}，p[10]数组的元素将用于控制对应的引脚输出“1”信号。3.如权利要求1所述的电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，其特征在于，所述的步骤1中的处理过程如下：S1：置循环变量i＝0。4.如权利要求3所述的电气二次控制实训装置及二次控制线路接线自评估方法，其特征在于，所述的步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小林，陈传伟，徐鹏，方统淦，张兆虎，朱东来，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：