【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆保护通道响应时间测试，特别是涉及一种核反应堆保护通道信号注入装置。
技术介绍
1、核反应堆保护系统一般采用核级dcs系统，上端连接仪表或传感器，接收仪表或传感器实时回传的物理信号并进行逻辑处理，符合逻辑组合的要求时给出保护动作信号，驱动停堆断路器动作，完成保护功能。
2、根据核电站安全准则要求，为保证核反应堆保护系统实现预期的保护功能的置信度，需要对其保护通道的响应时间进行定期测试。响应时间测试要求模拟真实的保护逻辑触发，测量从信号注入到控制系统产生动作输出的时间，以验证响应时间在安全分析报告所给的限制以内。
3、为了满足设计上对保护系统响应时间的要求，核电厂需要开展定期对保护系统响应时间测试实验。该实验以往由人工手动完成，需要外置数据记录仪、信号发生器和大量的专用电缆，通过数据记录仪读取数据，整个试验需要耗费大量的人力资本和时间资本，同时存在拆接线错误的人因失误陷阱。
4、传统的时间测量装置，都需要找到信号变化的起始信号，通常都是使用继电器的双刀中的一刀控制，由于继电器本身的特点，双刀之间并不是同步切换，而且随着时间的推移，还会有时间的改变，导致测量结果的不确定性。
5、鉴于此，有必要开发一种触发信号可控的保护通道信号注入装置，实现不同的延时阈值配置，适配不同特征信号的输出、得到更准确的时间值，从而大大提高试验准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种核反应堆保护通道信号注入装置，实现不同物理量
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种核反应堆保护通道信号注入装置，包括测试主机；核反应堆保护系统包括主控系统和保护通道；
4、测试主机与主控系统网络通信连接，用于实时接收主控系统下发的保护通道变量值并实时判断保护通道变量值是否更新；在判定保护通道变量值发生更新后，生成对应类型的电气信号输出至对应保护通道以使对应保护通道达到跳机的触发条件，同时生成触发信号发送主控系统；接收主控系统发送的测试指令，同步采集保护通道的跳机信号；计算测试指令与跳机信号之间的沿变的时间差，获得保护通道时间响应结果。
5、作为其中一种可实现的方式，测试主机包括嵌入式主机、电气信号生成模块、触发模块和多通道采集模块；
6、嵌入式主机与主控系统网络通信连接，用于实时接收主控系统下发的保护通道变量值并实时判断保护通道变量值是否更新；在判定保护通道变量值发生更新后，控制电气信号生成模块生成对应类型的电气信号输出至对应保护通道以使对应保护通道达到跳机的触发条件，同时控制触发模块生成触发信号发送主控系统；接收主控系统发送的测试指令，控制多通道采集模块同步采集保护通道的跳机信号；计算测试指令与跳机信号之间的沿变的时间差，获得保护通道时间响应结果。
7、作为其中一种可实现的方式，嵌入式主机本地存储保护通道变量值；嵌入式主机判断保护通道变量值是否发生更新，包括如下步骤：
8、嵌入式主机将主控系统发送的保护通道变量值与本地存储的保护通道变量值进行比对；
9、如果主控系统发送的保护通道变量值与嵌入式主机本地存储的保护通道变量值不同，则判定保护通道变量值发生更新。
10、作为其中一种可实现的方式，电气信号生成模块包括模拟脉冲信号生成模块、数字脉冲信号生成模块、电流信号生成模块和rtd信号生成模块；保护通道包括模拟脉冲信号保护通道、数字脉冲信号保护通道、电流信号保护通道和rtd信号保护通道；测试主机还包括单片机；
11、其中，嵌入式主机分别与模拟脉冲信号生成模块和数字脉冲信号生成模块网络通信连接；嵌入式主机控制模拟脉冲信号生成模块生成模拟脉冲信号输出至模拟脉冲信号保护通道；嵌入式主机控制数字脉冲信号生成模块生成数字脉冲信号输出至数字脉冲信号保护通道；
12、嵌入式主机分别通过单片机与电流信号生成模块和rtd信号生成模块连接；嵌入式主机通过串口控制单片机进而控制电流信号生成模块生成电流信号输出至电流信号保护通道，嵌入式主机通过串口控制单片机进而控制rtd信号生成模块生成rtd信号输出至rtd信号保护通道；
13、模拟脉冲信号、数字脉冲信号、电流信号和rtd信号均属于预制条件，其输出给对应保护通道以使对应保护通道达到跳机的触发条件；触发信号为某个保护通道作为触发源时，随着触发源的变化同步输出的标记信号，标记输入保护通道的信号的改变时刻以及信号完成变化时刻。
14、作为其中一种可实现的方式，嵌入式主机经航空插头与控制系统连接实现供电控制；嵌入式主机经航空插头与主控系统进行can通信，嵌入式主机与主控系统之间设置can协议转换芯片以用于dtl协议与can协议之间的转换。
15、作为其中一种可实现的方式，can协议转换芯片为csm300a芯片。
16、作为其中一种可实现的方式，触发模块包括第一触发信号生成单元和第二触发信号生成单元；
17、其中，第一触发信号生成单元用于嵌入式主机判定主控系统下发的rtd信号、数字脉冲信号或模拟脉冲信号发生更新时生成触发信号上传主控系统；
18、第二触发信号生成单元用于在嵌入式主机判定电流信号发生更新时生成触发信号上传主控系统。
19、作为其中一种可实现的方式，嵌入式主机包括fpga；数字脉冲信号生成模块包括dio芯片和第一隔离芯片；主控系统通过网络通信将数字脉冲信号下发fpga，fpga解析变量后，控制dio芯片发送ttl信号至第一隔离芯片，第一隔离芯片将ttl信号转换为rs422信号输出至数字脉冲信号保护通道。
20、作为其中一种可实现的方式，模拟脉冲信号生成模块包括高速dac、ao芯片和第二隔离芯片；fpga控制ao芯片输出数字脉冲信号至高速dac，高速dac将数字脉冲信号转换为模拟脉冲信号输出至第二隔离芯片，第二隔离芯片对模拟脉冲信号进行隔离处理后输出至模拟脉冲信号保护通道；高速dac控制时钟达50mz，更新率达50k。
21、作为其中一种可实现的方式，电流信号生成模块包括低速dac、spi-dac和空时dac；单片机根据主控系统的测试指令，通过spi-dac输出(0-5)v的电压信号至低速dac，低速dac将(0-5)v的电压信号转换为(0-20)ma的电流信号输出至空时dac，空时dac将(0-20)ma的电流信号转换为ldac信号输出至保护通道，实现多路dac同步输出；低速dac的更新频率为10hz。
22、作为其中一种可实现的方式，rtd信号生成模块包括电阻网络配合继电器；嵌入式主机通过串口控制单片机，单片机根据主控系统的测试指令控制精密电阻网络配合继电器将需要的rtd信号切换输出。
23、作为其中一种可实现的方式，触发模块包括2个计数器；fpga控制2个计数器记录保护通道信号改变的时刻以及信号完成变化的时刻；触发信号标记保护通道信号开始变化；其中，rtd信号、数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核反应堆保护通道信号注入装置，其中，核反应堆保护系统包括主控系统和保护通道；其特征在于，包括测试主机；
2.根据权利要求1所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，测试主机包括嵌入式主机、电气信号生成模块和触发模块；
3.根据权利要求2所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，嵌入式主机本地存储保护通道变量值；嵌入式主机判断保护通道变量值是否发生更新，包括如下步骤：
4.根据权利要求2所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，电气信号生成模块包括模拟脉冲信号生成模块、数字脉冲信号生成模块、电流信号生成模块和RTD信号生成模块；保护通道包括模拟脉冲信号保护通道、数字脉冲信号保护通道、电流信号保护通道和RTD信号保护通道；测试主机还包括单片机；
5.根据权利要求4所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，RTD信号生成模块包括电阻网络配合继电器；嵌入式主机通过串口控制单片机，单片机根据主控系统的测试指令控制精密电阻网络配合继电器将需要的RTD信号切换输出。
6.根据权利要求4所述的核反应堆保护
7.根据权利要求6所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，嵌入式主机包括FPGA；数字脉冲信号生成模块包括DIO芯片和第一隔离芯片；主控系统通过网络通信将数字脉冲信号下发FPGA，FPGA解析变量后，控制DIO芯片发送TTL信号至第一隔离芯片，第一隔离芯片将TTL信号转换为RS422信号输出至数字脉冲信号保护通道。
8.根据权利要求6所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，触发模块包括第一触发信号生成单元和第二触发信号生成单元；
9.根据权利要求8所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，触发模块包括2个计数器；FPGA控制2个计数器记录保护通道信号改变的时刻以及信号完成变化的时刻；触发信号标记保护通道信号开始变化；其中，RTD信号、数字脉冲信号、模拟脉冲信号输出对应的同步触发产生均由FPGA控制，使用FPGA的另外一个DO标记各个通道量的变化；电流信号对应的同步触发信产生是FPGA通过控制低速DAC的同步输出口，标记DAC更新的时刻。
10.根据权利要求7所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，模拟脉冲信号生成模块包括高速DAC、AO芯片和第二隔离芯片；FPGA控制AO芯片输出数字脉冲信号至高速DAC，高速DAC将数字脉冲信号转换为模拟脉冲信号输出至第二隔离芯片，第二隔离芯片对模拟脉冲信号进行隔离处理后输出至模拟脉冲信号保护通道。
...【技术特征摘要】
1.一种核反应堆保护通道信号注入装置，其中，核反应堆保护系统包括主控系统和保护通道；其特征在于，包括测试主机；
2.根据权利要求1所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，测试主机包括嵌入式主机、电气信号生成模块和触发模块；
3.根据权利要求2所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，嵌入式主机本地存储保护通道变量值；嵌入式主机判断保护通道变量值是否发生更新，包括如下步骤：
4.根据权利要求2所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，电气信号生成模块包括模拟脉冲信号生成模块、数字脉冲信号生成模块、电流信号生成模块和rtd信号生成模块；保护通道包括模拟脉冲信号保护通道、数字脉冲信号保护通道、电流信号保护通道和rtd信号保护通道；测试主机还包括单片机；
5.根据权利要求4所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，rtd信号生成模块包括电阻网络配合继电器；嵌入式主机通过串口控制单片机，单片机根据主控系统的测试指令控制精密电阻网络配合继电器将需要的rtd信号切换输出。
6.根据权利要求4所述的核反应堆保护通道信号注入装置，其特征在于，电流信号生成模块包括低速dac、spi-dac和空时dac；单片机根据主控系统的测试指令，通过spi-dac输出(0～5)v的电压信号至低速dac，低速dac将(0～5)v的电压信号转换为(0～20)ma的电流信号输出至空时dac，空时dac将(0～20)ma的电流信...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑帅，吴坤，付可可，赵俊，王梦浩，杨子华，原上草，胡劲，余前军，马一鸣，金舟锴，熊之光，贾煜晨，戴永扇，
申请(专利权)人：中核核电运行管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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