国电智深 KCP模拟型控制功能测试仿真装置

概述

为改进KCP系统调试试验方法，提升试验效率，保证连锁逻辑功能正确性、完整性以及通道精度得以验证，在更短时间内确保DCS系统可用，根据KCP机柜布置较为分散的特点，和便携式DCS控制功能测试通用化仿真装置的必要性，该仿真装置可应用于KCP系统通道试验、组态功能验证和TP09试验。

KCP模拟型控制功能测试仿真装置主要功能：

完成模拟量执行机构功能仿真

简易的热工水力模型单元

KCP模拟型控制功能测试仿真装置具有以下技术特点：

（1）嵌入式设计

系统采用全嵌入式设计方法，主控芯片采用高性能32位的微控制器，极大提高了测量控制单元的性能，使系统具有较高的速度和较强的可靠性。

（2）高速高精度采样

采用16位A/D以大于1kHz的速率转换数据。使得装置的测量精度可达到0.1%；开关量分辨率为1ms 。

（3）大容量的测试通道

同时模拟4台执行机构或1套简易的热工水力模型

4路模拟量输入

4路模拟量输出

8路开关量输出

模拟量执行机构仿真功能

模拟量执行机构功能仿真指的是对接受模拟量控制信号，执行控制指令，同时有反馈信号的执行机构的仿真。其功能如下图所示。执行机构接受一路来自控制系统的模拟量控制信号。控制信号的类型为4~20mA信号。接收到控制信号后，执行机构须将本身的状态反馈输出。输出为一路模拟量信号，以及二路模拟开关量（4mA对应关，20mA对应开）。

模拟量执行机构功能仿真示意图

执行机构的仿真模型包括两部分：输入和输出的对应关系，该关系可以人工配置，同时输出可以设置为特定定值；执行器动作响应时间，响应时间可以人工配置。

每台装置包含4个模拟量执行机构功能仿真单元，每个单元包含1路模拟量输入和3路模拟量输出。

每台装置包含4个简易的热工水力模型单元，每个单元包含1路模拟量输入和3路模拟量输出。

注：本装置的简易的热工水力模型单元与模拟量执行机构功能仿真单元复用IO信号。

KCP模拟型控制功能测试仿真装置组成

   KCP模拟型控制功能测试仿真装置主要由以下部分组成，即：

便携式主机，如下图所示，外壳底部有强力磁铁，可以吸附DCS机柜。

便携式旅行箱。

电源适配器、电源线。

预制电缆。

产品说明书。

KCP模拟型控制功能测试仿真装置技术性能指标

模拟量输入信号技术指标

模拟量输入模块主要用于4～20mA电流测量，每路设有独立自恢复保险。采样精度16位，SNR大于70dB，单通道采样输出速率不小于 1000HZ，积分非线性小于0.01%FSR。

输入特性

检测电源24VDC±5%

标准测量量程4~20mA

最大量程0~21mA

A/D转换精度16位

输入阻抗电压 ≥1MΩ/电流≤250Ω

共模抑制比100db

差模抑制比60db

测量精度0.01%@25℃,F.S

温漂25ppm/℃

采集周期1mS

输入过流保护50 mA@1min

输入过压保护AC/DC 36V@1min

带电插拔支持

隔离

通道隔离电压1500V

通道与系统隔离电压1500V

绝缘电阻100MΩ

模拟量输出信号技术指标

模拟量输出模块主要用于输出4～20mA电流量。每路设有独立自恢复保险，电压输出驱动电流：10mA，电流输出激励电压：最小8V,最大+36V，初始状态：最小值或中值。

输出特性

信号范围4~20mA

输出精度0.1%@25℃,F.S

数模转换分辨率16位

转换速率<80us

温漂Max±50ppm/℃

负载能力(Max)Max.1KΩ@24VDC，Min.500Ω@24VDC

隔离

通道隔离电压1500V

通道与系统隔离电压1500V

环境条件技术指标

工作温度：-10°C 至 +50°C

存储温度：-30°C 至 +60°C

湿度（无冷凝）：0% - 90% (0°C - 35°C)

0% - 70% (35°C -50°C)

供电电源技术指标

1) 直流电源

额定电压：24V；

允许偏差：-5%～+5%；

纹波系数：≤5%。

2) 充电电池组

采用4只可充电电池进行串联使用，以方便现场调试。

外观和接口技术指标

机身尺寸为100mm(宽)×200（高）×38 mm（深）。

仿真器外壳底部有橡胶磁条，可以吸附DCS机柜，磁力能承受仿真器重量。仿真器与控制系统间用导线连接，预制导线长度2m，线径1mm2。

其它技术指标

人机界面采用可触摸式高清电阻屏方便易用，便于操作。