核电厂保护系统的人机接口装置的制作方法

1.本技术涉及核电厂控制领域，特别是涉及一种核电厂保护系统的人机接口装置。

背景技术：

2.核电厂保护系统的人机接口装置目前主要采用纯硬件结构和触摸屏两种方案。其中，纯硬件结构方案的人机接口面板上安装旋钮、按钮、指示灯及其标签等，背面通过硬接线与保护机柜中的控制站和供电装置连接，控制站采集面板上的手动操作信号，进行运算处理，并通过面板上的指示灯进行显示；触摸屏方案通过触摸屏页面上的操作单元进行操作，并通过网络通讯的方式实现输入输出信号与控制站之间的逻辑交互，背面设有触摸屏控制器与通信接口以及供电接口。
3.纯硬件结构方案采用定制化设计，不同核电厂项目间、各保护通道间的参数存在差异，在参数数量发生变化时，需要重新开发，产品的型号难以统一。
4.专利cn202020350520.6公开了一种反应堆控制保护系统信号旁通装置，如图1所示，该信号旁通装置采用包络化设计方案将操作和显示器件固定到面板，并将所有面板尺寸和设备数量取最大值。该方案形成统一型号解决了产品型号不统一和通用性的问题，但是这种方案仍存在以下问题：
5.①
通过对各保护通道的参数数量取最大值，尺寸规模大，硬接线数量多；
6.②
包络化设计方案导致产品结构固化，且无裁剪方案，不利于机柜空间灵活布局。
7.触摸屏结构方案存在以下问题：
8.①
全部功能依赖于触摸屏，通过调用画面的方式实现人机交互，当触摸屏的屏幕、通讯线路或软件程序发生异常故障时，会导致装置的全部功能失效；
9.②
通过环网实现控制站与触摸屏控制器的通信连接，需增加环网通讯模块，需要为触摸屏控制器及其环网通讯模块配置相应的供电设备和线路，占用柜内布局空间、增加走线设计；
10.③
触摸屏尺寸规模大，占用机柜空间较大。

技术实现要素：

11.本实用新型的主要目的在于提供一种核电厂保护系统的人机接口装置，以解决现有技术中的问题。
12.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种核电厂保护系统的人机接口装置，其特征在于，包括机箱和多个彼此独立的标准化操作显示单元，所述机箱包括多个插口单元，所述标准化操作显示单元包括模块化的安装结构和操作显示模块，所述标准化操作显示单元通过所述模块化的安装结构插设于所述机箱中的任一插口单元，所述操作显示模块设置在所述模块化的安装结构中，用于提供不同的操作或显示功能。
13.进一步的，所述模块化的安装结构包括面板、背板以及连接所述面板和所述背板的盒体结构，所述面板用于安装所述操作显示模块，所述背板设有接线端子。
14.进一步的，所述操作显示模块包括多个操作显示元件，所述操作显示元件包括指示灯、旋钮、按钮以及堵头。
15.进一步的，所述面板的正面包括多个安装孔，所述操作显示元件插设在所述安装孔内。
16.进一步的，所述面板的正面设有第一安装孔，所述第一安装孔插设所述指示灯、所述旋钮或者所述按钮。
17.进一步的，所述面板的正面设有第二安装孔和第三安装孔，所述第二安装孔和第三安装孔分别设于所述第一安装孔的左右两侧，所述第二安装孔和第三安装孔插设指示灯或堵头。
18.进一步的，所述盒体结构的外表面设有导向结构，所述导向结构由所述盒体结构的外表面向所述机箱的方向上凸起，并且由所述面板向所述背板延伸。
19.进一步的，所述机箱的插口单元内壁设有滑槽，所述导向结构与所述滑槽滑动连接。
20.进一步的，所述模块化的安装结构至少部分插设于所述机箱中所对应的所述插口单元的内部。
21.进一步的，所述面板截面的宽度和高度尺寸分别大于所述插口单元靠近所述面板一侧截面的宽度和高度尺寸。
22.进一步的，所述面板的宽度尺寸不大于两个相邻所述插口单元靠近所述面板一侧截面的中心距离。
23.进一步的，所述面板的背面与所述机箱靠近所述面板的端面之间形成卡扣连接。
24.进一步的，所述面板的正面设有把手，用于推拉所述标准化操作显示单元。
25.本技术提出核电厂保护系统的人机接口装置采用模块化的安装结构和操作显示模块，配置灵活多样，适用性强，不受限于单一产品型号；采用纯硬件的结构设计，具有高可靠性和安全性；装置的尺寸可以根据应用需求进行模块化组合；通过导向结构配合滑槽，便于标准化操作显示单元与插口单元之间的定位安装；采用三个安装孔进行各类操作、显示元件或堵头的组合安装，可满足保护系统典型人机接口操作单元的应用需求；面板结构尺寸大于插口单元孔端截面尺寸，避免面板插入插口单元内部，从而便于对面板进行操作。
附图说明
26.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
27.图1示出了现有技术中反应堆保护系统信号旁通装置；
28.图2示出了本技术实施例中的信号旁通装置结构的操作显示单元示意图；
29.图3示出了本技术实施例中的人机接口装置结构示意图；
30.图4示出了本技术实施例中的标准化操作显示单元结构示意图；
31.图5示出了本技术实施例中的典型的操作显示模块；
32.图6示出了本技术实施例中的机箱结构示意图。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本实用新型所要求保护的范围。
35.实施例
36.当前信号旁通装置主要包括通道旁通或参数旁通的开关旋钮、旁通允许旋钮、灯试按钮、状态指示灯等操作显示元件，如图2所示，这些信号旁通装置的操作显示元件的尺寸不一，并且布局位置不统一，在对人机接口进行配置时，面板结构不能统一，只能单独进行配置，产品型号受限。
37.本技术提出了一种核电厂保护系统的人机接口装置，采用纯硬件结构，适用于信号旁通装置。该人机接口装置采用模块化设计，将上述操作和显示元件进行组合布置，增加了人机接口装置的灵活性和适用性。该人机接口装置还可应用在使用开关按钮、指示灯等配置的机柜的人机接口场景。
38.如图3所示，该人机接口装置包括机箱20和多个相同且独立的标准化操作显示单元10。优选的，本技术中采用1u机箱为纵向布局的最小单位，满足机柜布局要求的同时也符合标准化操作显示单元的尺寸要求；机箱的长度尺寸不限于19英寸，可根据实际需要做成任意尺寸。
39.其中，机箱20包括多个相同且独立的插口单元210，插口单元210用于容纳标准化操作显示单元10。优选的，多个插口单元210沿机箱20的长度方向排布。附图仅为示意，本技术中机箱中的插口单元210不限于12个。
40.如图4所示，标准化操作显示单元10包括模块化的安装结构11，标准化操作显示单元10通过模块化的安装结构11插设于机箱20中的任一插口单元210。通过采用模块化的安装结构将常见的操作显示单元统一成同一结构和尺寸，提高了人机接口装置的适用性，不受限于单一产品型号。
41.优选的，模块化的安装结构11和插口单元210均为长方体结构，其端面截面为正方形。另外，本技术中模块化的安装结构的尺寸为各类操作和显示功能结构的最大尺寸，优选的，模块化的安装结构的尺寸为32mm*32mm*90mm(高*宽*深)。采用标准尺寸便于布局设计，提高了适用性。
42.标准化操作显示单元10还包括操作显示模块，操作显示模块设置在模块化的安装结构11中，用于提供不同的操作或显示功能。操作显示模块包括多个操作显示元件，操作显示元件包括指示灯、旋钮、按钮以及堵头，可根据实际需求在模块化的安装结构中安装各种操作显示元件，以实现不同的操作或显示功能，提高了操作便捷性和人机接口适用性。
43.人机接口装置可根据实际需要确定模块化的安装结构的数量以及插设于插口单元的所在位置。附图仅为示意，本技术中人机接口装置中模块化的安装结构的数量和插设位置不做具体限定。另外，本技术中，机箱以1u为高度单元，但是机箱高度不限于1u，可根据模块化的安装结构的数量进行调整，例如，当模块化的安装结构的数量大于一个1u机箱所包含的插口单元的数量时，可采用2u、4u等高度的机箱。另外，当模块化的安装结构的数量小于一个1u机箱所包含的插口单元的数量时，可使用空面板对未插设模块化的安装结构的
插口单元进行封堵。
44.本技术提出的人机接口装置将模块化的安装结构和操作显示模块分离，模块化的安装结构和插口单元统一成标准尺寸和结构，可根据需要选择模块化的安装结构的数量和所在插口单元的位置，通过将操作显示模块安装在模块化的安装结构，实现不同的操作和显示功能，提高了结构适用性，布局设计更加灵活，实现了人机接口装置功能扩展。
45.本技术的一个实施例中，如图4所示，模块化的安装结构11包括面板110、背板120以及连接面板110和背板120的盒体结构130。其中，面板110用于安装操作显示模块，背板120设有接线端子121，用于连接信号线、供电线、接地线等。
46.面板110的正面包括多个安装孔，优选的，面板110的正面设有至少三个安装孔，操作显示元件插设在安装孔内，三个安装孔可满足核电厂保护系统的人机接口的应用需求。
47.具体来说，第一安装孔111用于安装指示灯、旋钮或者按钮。优选的，第一安装孔111位于面板110正面的中心位置，第一安装孔111的尺寸为指示灯、旋钮以及按钮的最大值。第二安装孔112和第三安装孔113，第二安装孔112和第三安装孔113分别设于第一安装孔111的左右两侧，用于安装指示灯或堵头。
48.附图5为典型的操作显示模块，这些典型的操作显示模块采用本技术中的模块化的安装结构进行配置，通过统一灯试按钮、旁通旋钮灯等元件的尺寸以及面板中各个安装孔的尺寸和位置，使得人机接口装置配置更加灵活，可根据实际需求在面板的安装孔中配置不同的操作显示元件。例如，旁通旋钮模块的旁通旋钮安装在第一安装孔111中，指示灯安装在第三安装孔113中，第二安装孔112采用堵头进行封堵，提高安全性；灯试按钮模块的按钮安装在第一安装孔111中，第二安装孔112和第三安装孔113用堵头进行封堵。另外，面板110的正面和背板120上设有标签位置，用于贴设标签。
49.另外，为了便于将标准化操作显示单元安装到插口单元，在本技术的另一个实施例中，人机接口装置还设有辅助滑动结构。
50.具体来说，在模块化的安装结构11的盒体结构130的外表面设有导向结构131，导向结构131由盒体结构130的外表面向机箱20的方向上凸起，并且由面板110向背板120延伸。如图6所示，机箱20的插口单元210内壁设有滑槽211，滑槽211为凹陷定位结构。导向结构131与滑槽211滑动连接，导向结构131插入滑槽211中，并沿滑槽211移动，使得标准化操作显示单元10插入到插口单元210。附图仅为示意，本技术中导向结构131和滑槽211所在位置和数量不做具体限定。优选的，导向结构131和滑槽211靠近机箱20的顶部，便于定位和滑动。
51.为了便于操作，模块化的安装结构11至少部分插设于机箱20中所对应的插口单元210的内部。本技术中装配后模块化的安装结构11的面板110设于插口单元210的外侧，为此面板110的截面尺寸大于插口单元210的尺寸，本技术中面板110的截面尺寸为40mm*40mm(高*宽)。同时，为了避免面板110之间的干涉，面板110的宽度尺寸不大于两个相邻插口单元210靠近面板110一侧截面的中心距离。另外，盒体结构130和背板120截面的尺寸均不大于插口单元210的截面尺寸，以保证盒体结构130和背板120完全插入到插口单元210中。
52.此外，为了保证标准化操作单元与插口单元装配的稳定性，在标准化操作单元的面板110的背面和机箱20靠近面板110的端面上设置可拆卸连接结构，实现模块化的安装结构11与插口单元210之间拆装。优选的，面板110的背面和机箱20靠近面板110的端面之间通
过卡扣结构连接，卡扣配合结构均匀分布在面板110背面的四个直角边上。
53.同时，为了便于对标准化操作单元进行推拉，在面板110的正面还设有把手114，在对模块化的安装结构进行推拉时，操作人员可手握把手114。
54.本技术提出的核电厂保护系统的人机接口装置具有以下优点：
①
采用模块化的安装结构和操作显示模块，配置灵活多样，适用性强，不受限于单一产品型号；
②
采用纯硬件的结构设计，具有高可靠性和安全性；
③
装置的尺寸可以根据应用需求进行模块化组合；
④
通过导向结构配合滑槽，便于标准化操作显示单元与插口单元之间的定位安装；
⑤
采用三个安装孔进行各类操作、显示元件或堵头的组合安装，可满足保护系统典型人机接口操作单元的应用需求；
⑥
面板结构尺寸大于插口单元孔端截面尺寸，避免面板插入插口单元内部，从而便于对面板进行操作。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
57.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
58.需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

技术特征：

1.一种核电厂保护系统的人机接口装置，其特征在于，包括机箱(20)和多个彼此独立的标准化操作显示单元(10)，所述机箱(20)包括多个插口单元(210)，所述标准化操作显示单元(10)包括模块化的安装结构(11)和操作显示模块，所述标准化操作显示单元(10)通过所述模块化的安装结构(11)插设于所述机箱(20)中的任一插口单元(210)，所述操作显示模块设置在所述模块化的安装结构(11)中，用于提供不同的操作或显示功能。2.根据权利要求1所述的人机接口装置，其特征在于，所述模块化的安装结构(11)包括面板(110)、背板(120)以及连接所述面板(110)和所述背板(120)的盒体结构(130)，所述面板(110)用于安装所述操作显示模块，所述背板(120)设有接线端子(121)。3.根据权利要求2所述的人机接口装置，其特征在于，所述操作显示模块包括多个操作显示元件，所述操作显示元件包括指示灯、旋钮、按钮以及堵头。4.根据权利要求3所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的正面包括多个安装孔，所述操作显示元件插设在所述安装孔内。5.根据权利要求4所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的正面设有第一安装孔(111)，所述第一安装孔(111)插设所述指示灯、所述旋钮或者所述按钮。6.根据权利要求5所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的正面设有第二安装孔(112)和第三安装孔(113)，所述第二安装孔(112)和第三安装孔(113)分别设于所述第一安装孔(111)的左右两侧，所述第二安装孔(112)和第三安装孔(113)插设指示灯或堵头。7.根据权利要求2-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述盒体结构(130)的外表面设有导向结构(131)，所述导向结构(131)由所述盒体结构(130)的外表面向所述机箱(20)的方向上凸起，并且由所述面板(110)向所述背板(120)延伸。8.根据权利要求7所述的人机接口装置，其特征在于，所述机箱(20)的插口单元(210)内壁设有滑槽(211)，所述导向结构(131)与所述滑槽(211)滑动连接。9.根据权利要求1-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述模块化的安装结构(11)至少部分插设于所述机箱(20)中所对应的所述插口单元(210)的内部。10.根据权利要求2-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)截面的宽度和高度尺寸分别大于所述插口单元(210)靠近所述面板(110)一侧截面的宽度和高度尺寸。11.根据权利要求2-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的宽度尺寸不大于两个相邻所述插口单元(210)靠近所述面板(110)一侧截面的中心距离。12.根据权利要求2-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的背面与所述机箱(20)靠近所述面板(110)的端面之间形成卡扣连接。13.根据权利要求2-6任一项所述的人机接口装置，其特征在于，所述面板(110)的正面设有把手(114)，用于推拉所述标准化操作显示单元(10)。

技术总结

本实用新型提出了一种核电厂保护系统的人机接口装置，该人机接口装置包括机箱和多个彼此独立的标准化操作显示单元，所述机箱包括多个插口单元，所述标准化操作显示单元包括模块化的安装结构和操作显示模块，所述标准化操作显示单元通过所述模块化的安装结构插设于所述机箱中的任一插口单元，所述操作显示模块设置在所述模块化的安装结构中，用于提供不同的操作或显示功能。本申请提出的核电厂保护系统的人机接口装置，将安装结构和操作显示模块分离，并配置成统一结构和尺寸，适用性强，不受限于单一产品型号。限于单一产品型号。限于单一产品型号。