SDZ200技术说明书.docx

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SDZ200技术说明书

Q/GDNZ.J.10.29-2000

SDZ200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

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

●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；

●功率消耗

直流电源回路：

正常工作时，不大于20W；

●过载能力

直流电源回路：

80%～110%额定电压，连续工作；

●事件分辨率：

1ms；

●模拟量测量精度：

0.1%；

●脉冲量记录精度：

±1；

三、主要技术要求

●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；

●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；

●开关量输入数字滤波常数：

1～255ms可变，缺省为20ms；

●显示方式：

LED扫描；

●通信方式：

RS232C、RS422/485、CAN总线；

●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：

-5℃～40℃；

b）相对湿度：

5%～95%，没有结凝；

c）大气压力：

66Kpa～110Kpa；

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≥20MΩ；

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Ⅲ级，即共模2.5kv，差模1kv时仍能正常工作；

b）静电放电干扰：

承受试验严酷等级为Ⅲ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Ⅲ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Ⅲ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Ⅰ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Ⅰ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Ⅰ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，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：

●通信模块：

通信模块提供了RS232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。

●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：

●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。

●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。

●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。

●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。

5.3I/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：

●信号输入模块：

输入信号可以是有源的，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。

●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”，对输出信号而言则表示该通道没有输出。

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。

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。

6.1I/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，并且通过串行口发送给上位微机，同时，接收GPS实时时钟，校正本地时钟。

软件框图如图6－2所示。

6.3AD模件

AD模件主要完成对模拟量——包括电压、电流信号进行采集，并且通过CAN总线发送给通信主板。

七、订货须知

订货时须注明测点数目、模拟量类型（电压型/电流型）、通信主机规约以及是否跟GPS装置对时。

八、附图：

1、面板布置图

2、端子图

3、结构图