开关量输出现地装置是一款能够将开关量信号输出控制的装置。通过总线接收主控装置相关指令,并通过继电器输出开关量信号的相关状态。现有的自动化控制设备,特别在水利工程综合管控系统中都需要输出开关量信号,这些开关量信号对整个系统至关重要。以往此类装置在快速性、准确性和安全性等方面已不能很好地适应现代国产化水利发展的需求,因此迫切需要一种新型的开关量输出现地装置。本课题来源于国电南瑞科技股份有限公司的核高基重大专项的《安全可控通用测量控制处理单元面向水利水电领域应用研究及推广》。为响应国家号召,针对目前应用国外处理器的现地装置的现状及已有核心技术,开展基于安全可控国产处理器的现地装置产品的技术研究。本课题研制基于国产处理器SC2105E的开关量输出现地装置,它同时支持8路开关量信号输出。主要研究内容包括:开关量输出现地装置硬件电路设计、装置电磁兼容性问题分析、装置软件设计、装置性能测试。1.在开关量输出现地装置的硬件电路设计中,首先对装置的硬件电路的设计思路进行阐述,其次将装置在物理上分为主板和通道版,再分别对主板和通道板的各单元进行详细说明。2.开关量输出现地装置在现场运行的过程中,往往存在由于电磁干扰所带来的电磁兼容性问题。本文对装置的抗电磁干扰性能进行试验和分析,包括电快速瞬变脉冲群抗干扰度试验、浪涌抗干扰度试验、静电放电抗干扰度试验、工频磁场抗干扰度试验、阻尼振荡磁场抗干扰度试验,辐射电磁场抗干扰度试验、电源电压突降和中断抗干扰度试验、高频抗干扰度试验。根据GB/T 17626系列标准可以说明,装置在以上电磁干扰环境中可以正常工作,具有抗电磁干扰的性能。3.在开关量输出现地装置的软件设计中,分为六大部分,即初始化工作、运行指示灯工作、RS485现场总线接口、输出控制接口、输出反馈接口和程序安全设计。本设计选用Keil开发工具,通过C语言编程。在程序设计的过程中,为实现系统的安全性和可靠性,本课题提出一种通过处理器唯一的识别码进行程序加密的方法。4.为检测本课题的开关量输出现地装置工作是否正常,利用IAC2000系列一体化测控仿真平台进行测试,通过观察万用表观察输出信号的正确性,通过LED指示灯的状态来判断反馈信号的正确性。经试验分析得出,本装置输出的控制信号正确,处理器得到的反馈值正确,装置工作正常。