SDZ200技术说明书

1、 Q/GDNZ.J.10.29-2000SDZ200水电站综合采集装置技术说明书国电南京自动化股份有限公司SDZ200水电站综合采集装置技术说明书 编 写 张勇军 审 核 史恒 批 准 郭效军目录一、装置概述 2二、主要技术指标 2三、主要技术要求 2四、环境要求及安全标准 3五、硬件说明 3六、软件说明. 6七、订货须知. 11八、附 图 SDZ200水电站综合采集装置 技术说明书 9一、装置概述SDZ200水电站综合采集装置是用于水电站微机监控系统中集开关量采集、事件顺序记录(SOE)、脉冲量采集、模拟量采集于一身的装置。其特点如下：1. 采用了多CPU并行工作的硬件结构，功能相同的模件在

2、硬件上完全相同，可以互相替换，提高了硬件冗余度，任何模件有损坏，都不影响其他相同功能的模件的正常运行；2. 采用新一代开放式、用于LCU层的CAN现场总线结构，所有模件直接挂在现场总线网络上，每个模件都能启动通信；3. 对不同类型、数量的测点，可以任意配置模件，非常灵活方便；4. 采用硬件时钟，实时、准确的把现场的各种开关量状态变化记录并保存；5. 采用了智能数字滤波技术，可根据用户需要设定滤波时间，有效去除开关的各种抖动信号；6. 对重要开关量可设定为记录时标，完成事件顺序记录（SOE）的功能；7. 装置可与脉冲电度表接口，记录电厂的重要参数之一电能；8. 装置对模拟量信号采集，A/D转换分

3、辨率为16位，输入既可以是电压信号，也可以是电流信号；9. 装置有四路标准RS232C/422通信口，用来完成与GPS对时、与其他装置通信的功能，尤其是与监控系统的通信；10. 装置具有CAN总线接口，可与其他装置就地联网；11. 装置采用硬件和软件两重看门狗技术，可有效监视程序程序运行，保证了装置可靠、连续工作；12. 装置支持CCM协议，并可随时根据需要扩充其他协议。二、主要技术指标l 工作电源a) 交流电压: 220V，50Hz；b) 直流电压输入： 220V；c) 直流电压输出： +5V、±15V、+24V；l 功率消耗直流电源回路： 正常工作时，不大于20W；l 过载能力直

4、流电源回路： 80%110%额定电压，连续工作；l 事件分辨率：1ms；l 模拟量测量精度：0.1%；l 脉冲量记录精度：±1；三、主要技术要求l 输入信号：a) 开关量信号：幅值24V，高、低电平宽度大于设定的滤波常数；b) 脉冲量信号：幅值24V，高、低电平宽度大于设定的滤波常数；c) 模拟量信号：0-5V 、0-1mA、 0-10mA、 4-20mA；d) GPS对时秒脉冲：空接点，脉冲宽度大于100ms；l 装置输入信号最大容量：a) 开关量：240点；b) 脉冲量：24路；c) 模拟量：310路；l 开关量输入数字滤波常数：1255ms可变，缺省为20ms；l 显示方式：L

5、ED扫描；l 通信方式：RS232C、RS422/485、CAN总线；l 失电报警方式：空接点。四、环境要求及安全标准4.1环境要求a) 正常工作温度：-540；b) 相对湿度：5%95%，没有结凝；c) 大气压力：66Kpa110Kpa；4.2安全标准：4.2.1绝缘性能:a)绝缘电阻：对外接口回路对地绝缘电阻20M；b) 介质强度：承受电源回路工频2000V/1min、其它回路500V/1min试验而无损坏；c) 冲击电压：承受1.2/50us标准雷电波短时冲击而无损坏；4.2.2电磁兼容性：a) 脉冲群干扰：承受试验严酷等级为级，即共模2.5kv，差模1kv时仍能正常工作；b) 静电放电

6、干扰：承受试验严酷等级为级，即接触放电电压为6kv，空气放电电压等级为8kv时仍能正常工作；c) 辐射电磁场干扰：承受试验严酷等级为级，即试验场强为10V/m时仍能正常工作；d) 快速瞬变干扰：承受试验严酷等级为级，即试验电压为2kV、历时1分钟时仍能正常工作；4.2.3机械性能：a) 振动：承受试验严酷等级为级的振动耐久试验和震动响应试验；b) 冲击：承受试验严酷等级为级的冲击耐久试验和冲击响应试验；c) 碰撞：承受试验严酷等级为级的碰撞试验；五、硬件说明本装置为6U机箱，前插式，单面板，背板总线式结构。共有13个模件，分别为电源模件、通信模件、I/O及A/D模件。相同功能模件之间可以互换

7、，对不同类型测点还可任意增减模件，灵活配置。5.1 电源模件本模件为交直流两用开关电源，输入可为交流220V，也可为直流220V，可以互为备用，实现无扰动切换。该模件输出+24V、±15V、+5V电压。采用浮空方式，同外壳不相连。+5V用于给装置上的芯片提供工作电压，+24V用于驱动信号继电器、提供输入信号的电源(当外部输入为空接点时)、作为DC-DC电源的输入。本模件的原理简图如图3-2所示：5.2通信模件本模件主要完成与I/O模件的通信、与GPS校时、与PLC通信、与其它装置通信的功能。由于通信任务比较多，模件扩展了一路通信口。各功能模块说明如下：l 通信模块：通信模块提供了RS

8、232接口和RS422/485接口，可视具体情况灵活配置。该通信模块主要完成与其他装置的通信功能，以便将采集到的数据传输给监控系统，数据传输波特率由软件设定。l GPS对时模块：对时模块主要用来校时，用GPS装置接收并传输来的同步时钟来及时更新本装置上的硬件时钟，以保持时钟准确 。其原理简图如图3-3：l 硬件时钟模块：装置本身有一硬件时钟，主要用来提供记录所需的时标。该单元所用芯片内部带有锂电池，即使装置掉电，其内部时间也不丢失或停止，并且可保持最长达十年之久，从而保证了时间的连续性、可靠性。l CAN总线接口模块：装置在通信板上留有CAN总线接口，用作与所有I/O板之间数据传输，以及与其他

9、装置的数据交换。装置所有模件之间采用CAN总线进行数据交换。装置后背板CAN总线接口，可与其它装置就地联网。l 监控模块：本系统采用专门的微机监控芯片监视程序运行，在硬件上保证了程序的正确执行，即在最坏情况下系统被干扰而导致程序“跑飞”或意外陷入死循环状态时，系统能够自动恢复执行。l 报警模块：装置设有报警模块，主要用来监视通信、设置通知等，以便于装置调试。5.3 I/O模件I/O模件主要用来完成对被监控信号的监视、记录时标以及按需要控制输出等。本模件最大输入信号24点。模件主要有信号输入模块、显示输出模块、CAN总线接口模块、监控模块等。各模块说明如下： l 信号输入模块：输入信号可以是有源

10、的，也可为无源的。由于现场的信号大多比较杂，而且干扰比较多，为了最大限度的减小信号带来的干扰，所有信号都经过光隔才引入系统处理。l 显示输出模块显示输出模块主要是用来显示板号、信号输入状态以及调试用。采用的是矩阵式二极管作为显示元件，共32个二极管，分为8行4列排列。其中24个二极管用来显示24点输入信号的状态，另外8个则用来显示8路输出信号的状态。信号的显示与输入信号、输出信号是一一对应的，若该路信号的当前状态为“1”，则对应通道的二极管点亮，对输入信号而言则表示该通道上的开关量输入为“1”，对输出信号而言则表示该通道有输出。反之，则二极管熄灭，对输入信号而言则表示该通道上的开关量输入为“0

11、”，对输出信号而言则表示该通道没有输出。l CAN总线接口模块CAN总线接口是本模件与通信模件的数据交换通道。l 监控模块同TX模件。5.4模拟量信号处理模件：本模件是对输入的标准电流信号或者电压信号进行采样，采用是高精度22位串行A/D转换芯片，转换精度为0.1级。本模件采用了高速光隔对模拟量和数字量进行完全隔离，大大提高了系统的抗干扰性能。本模件可接31路模拟量信号，单极性输入。输入信号可以为0-5V 、0-1mA、 0-10mA、 4-20mA中之一或混合，订货时需说明。六、软件说明本装置采用多CPU运行方式，因此下面分别介绍每种模件的运行软件。6.1 I/O模件I/O模件主要完成开关量信号的滤波、状态采集、SOE记录及脉冲量的采集。其程序流程框图如下：6.2通信模件通信模件主要完成数据管理，即接收各个功能模件传输过来的数据，并且通过串