[發明專利]基于虛擬儀器的DCS自動化測試裝置

在審

• 申請號: 201711320815.8
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108181890A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 孫武;馬剛;陸浩東;張源;楊光;盧金鋒
• 申請（專利權）人: 中核控制系統工程有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

1.一種基于虛擬儀器的DCS自動化測試裝置，其特征在于：包括計算機模塊作為控制設備，以及虛擬儀器模塊作為測試的執行設備，虛擬儀器模塊包括數據采集/輸出模塊和通信模塊；數據采集/輸出模塊處理三類信號：DCS輸出到測試裝置的信號，測試裝置輸出到DCS的信號，以及DCS二層顯示畫面灰度采集/屏幕觸摸信號；通信模塊包括網絡通信單元和工業現場總線通信單元。

2.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器的DCS自動化測試裝置，其特征在于：DCS輸出到測試裝置的信號分為模擬信號和數字信號，其測試分別由模擬量采集功能和數字量采集功能實現；

模擬量采集功能由控制計算機與模擬量采集單元實現，模擬量采集單元具備64個以上模擬通道，每個通道具備優于16位的分辨率，可采集0-10V電壓信號和0-20mA電流信號；測試裝置發送命令使被測DCS系統的模擬量輸出接口按需求輸出特定值的模擬量，由測試裝置接收并通過模擬量采集單元進行采集；測試裝置發送控制被測DCS輸出模擬量的指令，在DCS相關通道輸出后對輸出值進行測量并與標準值比對，當誤差優于設定誤差值時，測試通過，否則為不通過；測試裝置將采集信息、誤差值、測試結論自動輸出于結果報表中；DCS響應/定時時長測試過程為：測試裝置發送激勵信號到被測DCS系統，該激勵信號同時被模擬量采集單元接收并記錄波形，同時模擬量采集單元連續捕捉DCS接收激勵后反饋的響應信號，并在捕獲后結合激勵信號的波形計算響應、定時時長并判斷測試是否通過；

數字量采集功能由控制計算機與數字信號采集單元實現，數字信號采集單元可對24V電壓型、48V電壓型以及繼電器觸點型數字信號進行采集；測試裝置控制被測DCS的數字量輸出通道不斷翻轉輸出信號，測試裝置對信號進行采集并與期望值進行比對，測試裝置將采集到的數字量及測試結論自動輸出于結果報表中。

3.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器的DCS自動化測試裝置，其特征在于：測試裝置輸出到DCS的信號分為模擬信號和數字信號，其測試分別由模擬量輸出功能和數字量輸出功能實現；

模擬量輸出功能由控制計算機與模擬量信號輸出單元實現，可輸出量程0-10V的電壓信號以及0-20mA的電流信號，模擬量信號通過模擬量信號輸出單元輸出到被測DCS系統；在執行過程中，測試裝置發送模擬量信號到DCS模擬量采集通道，并讀取DCS對通道的測量值，計算該測量值與理想值的誤差，當誤差優于設定精度誤差時，測試通過，否則為不通過；測試裝置將DCS采集信息、誤差值、測試結論自動輸出于結果報表中；

數字量輸出功能由控制計算機與數字量信號輸出單元實現，可實現24V電壓型、48V電壓型以及繼電器觸點型數字信號的輸出；測試裝置向DCS的數字采集通道輸出不斷翻轉的信號，并讀取DCS的采集值，與標準值進行比對判斷結果；測試裝置將DCS采集信息以及測試結論自動輸出于結果報表中。

4.根據權利要求1所述的基于虛擬儀器的DCS自動化測試裝置，其特征在于：DCS二層顯示畫面灰度采集/屏幕觸摸信號通過屏幕觸摸捕捉單元和灰度感應單元實現，屏幕觸摸捕捉單元用于捕獲操作人員對觸摸屏的操作，灰度感應單元用于對屏幕中隨顯示內容變化的光線和顏色的灰度進行感應，屏幕觸摸捕捉單元和灰度感應單元的信號傳輸到測試裝置中，由控制計算機進行處理和分析；

測試過程中可以通過顯示屏幕對不同閾值模擬量的顏色輸出，測試DCS顯示單元對DCS一層邏輯信號的響應速度：令測試裝置輸出從低閾值到高閾值的跳變信號到DCS采集通道，通過灰度感應單元對顏色對應灰度變化的傳感信號進行感應，由控制計算機對顯示單元對輸入信號的響應時長進行分析；

通過屏幕觸摸捕捉單元操作DCS觸摸屏幕進行DCS觸屏的響應測試：屏幕觸摸捕捉單元接觸到屏幕會改變其輸出信號的狀態，該信號由數據采集/輸出模塊捕捉，而屏幕因觸摸操作引起的畫面變化會由灰度感應單元采集并輸出到數據采集/輸出模塊，最終由控制計算機計算從屏幕觸摸捕捉單元值翻轉到灰度感應單元感應到屏幕變化的間隔。