某型燈光告警計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

陳林，葉成世，孫凱革，王桂芳

（國營蕪湖機(jī)械廠，安徽 蕪湖 241007）

燈光告警計(jì)算機(jī)是某型飛機(jī)燈光告警系統(tǒng)的核心部件，通過采集飛機(jī)危險(xiǎn)級(jí)、警告級(jí)、注意級(jí)、提示級(jí)的告警信號(hào)，綜合處理并按優(yōu)先級(jí)次序輸出，控制并點(diǎn)亮所有危險(xiǎn)級(jí)和影響飛行安全的警告級(jí)、注意級(jí)、提示級(jí)告警燈。告警計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路復(fù)雜，亟需設(shè)計(jì)一套告警計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品功能、性能參數(shù)、故障情況等進(jìn)行檢查。

本文設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)支持對(duì)產(chǎn)品功能和性能指標(biāo)進(jìn)行檢查，能夠模擬產(chǎn)生上位機(jī)所需的輸入激勵(lì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)告警計(jì)算機(jī)檢燈功能、離散告警功能、1553B 總線告警功能、429總線數(shù)據(jù)接收功能、復(fù)位功能、燈光告警優(yōu)先級(jí)邏輯、交聯(lián)系統(tǒng)通信功能、軟件版本請(qǐng)求功能等測(cè)試需求。

1 測(cè)試系統(tǒng)需求分析

燈光告警計(jì)算機(jī)通過主控板模塊和從控板模塊同時(shí)接收來自機(jī)電系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的離散告警信號(hào)、告警燈盒的復(fù)位信號(hào)，結(jié)合輸入輸出板模塊傳輸過來的RS485 總線告警信號(hào)，進(jìn)行告警邏輯判斷，并輸出離散點(diǎn)燈信號(hào)到告警燈盒。同時(shí)，通過HB6096 總線傳送至多功能顯示器，供其在應(yīng)急時(shí)備份顯示。從控板模塊為主控板模塊的熱備份，一旦主控板模塊失效，立即切換至從控板模塊。

輸入輸出板模塊通過GJB289A 接收來自綜合任務(wù)處理機(jī)的總線告警信息，然后通過RS485 總線傳至主控板和從控板。輸入輸出板模塊還充當(dāng)綜合任務(wù)處理機(jī)與照明管理計(jì)算機(jī)、告警信號(hào)電源裝置之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。電源板模塊接收機(jī)上雙路+28VDC 電源，給主控板模塊、從控板模塊和輸入輸出板模塊供電。告警計(jì)算機(jī)通過RS232 總線進(jìn)行程序在線升級(jí)。

燈光告警計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交聯(lián)框圖見圖1。

測(cè)試系統(tǒng)支持告警計(jì)算機(jī)各項(xiàng)性能檢測(cè)，可以快速定位故障元器件、驗(yàn)證產(chǎn)品電氣性能指標(biāo)，具有通用化、模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。通過對(duì)告警計(jì)算機(jī)工作原理、外部接口連接關(guān)系的分析，確定測(cè)試系統(tǒng)需要達(dá)到的測(cè)試指標(biāo)要求，具體如下：

（1）離散量輸入：48 路地/開離散量輸入信號(hào)，接地有效，開路為無效狀態(tài)。

（2）1533B 總線：2 路雙向、直接耦合的1533B 總線需求。

（3）ARINC429 總線：2 路雙向、直接耦合的ARINC429總線需求。

（4）串口：3 路雙向、通訊速率可配置的RS422 串口總線，3 路雙向通訊速率可配置的RS232 串口總線，2 路雙向通訊速率可配置的RS485 串口總線需求。

圖1 燈光告警計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交聯(lián)框圖

2 測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 測(cè)試系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)電氣原理設(shè)計(jì)框圖如圖2 所示，設(shè)備主要包括程控電源、電源總控箱、調(diào)理箱、工控機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)/鍵盤。

工控機(jī)是測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，接收調(diào)理箱送來的離散量信號(hào)、模擬量信號(hào)和總線信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后發(fā)送至調(diào)理箱。工控機(jī)與顯示器、鍵盤及鼠標(biāo)組成一個(gè)人機(jī)交互系統(tǒng)，通過人機(jī)界面，控制實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的功能/性能測(cè)試。

2.2 測(cè)試系統(tǒng)主要電路

2.2.1 工控機(jī)

工控機(jī)采用集成設(shè)計(jì)方式，基于cPCI 總線，使其滿足測(cè)試系統(tǒng)功能需要分析的目標(biāo)要求。工控機(jī)主要包括機(jī)箱、控制板、離散量輸入輸出板、1533B 通訊板、ARINC429 通訊板、串口通訊板等組成。

2.2.2 控制板

控制板選用cPCI-3510D/4700E/M8 板卡，該板卡是基于cPCI 總線的系統(tǒng)主板，支持Win7/8 及32/64 位等多種操作系統(tǒng)，具有四核處理器，支持IPMI 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)健康監(jiān)控，支持系統(tǒng)/外設(shè)槽。

2.2.3 離散量、模擬量板卡

根據(jù)功能需求分析，測(cè)試系統(tǒng)選用1 塊HK-H5121A-S3離散量輸入板卡、2 塊HK-H5121A-S2 離散量輸出板卡和1 塊HK-H5176 模擬量輸出板卡。

圖2 測(cè)試系統(tǒng)電氣原理設(shè)計(jì)框圖

2.2.4 通訊板卡

根據(jù)功能需求分析，通訊板卡選用1533B 總線通訊板卡（HK-H5273）、ARINC429 總線通訊板卡（HK-H5272）、串口總線通訊板卡（HK-H5276）等各1 塊，且留有余量。

2.2.5 調(diào)理箱電路設(shè)計(jì)

調(diào)理箱包括電源調(diào)理分配模塊和對(duì)內(nèi)對(duì)外接口電路。電源調(diào)理分配模塊對(duì)兩路28VDC 電源進(jìn)行調(diào)理分配，然后分配至測(cè)試系統(tǒng)各功能模塊使用和被測(cè)對(duì)象供電。對(duì)內(nèi)對(duì)外接口電路用于被測(cè)對(duì)象的供電、離散量信號(hào)、信號(hào)、以太網(wǎng)和總線信號(hào)的接收和發(fā)送。圖3 為地/開離散量輸入實(shí)現(xiàn)原理圖。

圖3 地/開離散量輸入實(shí)現(xiàn)原理圖

3 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)采用Windows 7 操作系統(tǒng)作為開發(fā)背景，主程序采用圖形化編程語言C++/LABVIEW 進(jìn)行開發(fā)，軟件模式為生產(chǎn)者消費(fèi)者，底層調(diào)用通用化測(cè)試驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。軟件基本工作流程如圖4 所示。

4 主要性能測(cè)試驗(yàn)證

4.1 告警功能自動(dòng)測(cè)試

如圖5 所示，告警功能自動(dòng)測(cè)試是檢測(cè)設(shè)備軟件根據(jù)用戶選定的測(cè)試任務(wù)文件，按步驟自動(dòng)執(zhí)行每一步測(cè)試操作，并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、判斷分析顯示測(cè)試結(jié)果等，最終形成測(cè)試報(bào)告。整個(gè)測(cè)試過程由檢測(cè)設(shè)備軟件控制實(shí)現(xiàn)，不需要用戶手動(dòng)控制。

4.2 離散告警信息手動(dòng)測(cè)試

離散告警信息手動(dòng)測(cè)試用于用戶選擇功能項(xiàng)獨(dú)立測(cè)試。該測(cè)試方式提供獨(dú)立的測(cè)試界面，通過測(cè)試界面的人機(jī)交互，用戶可選擇單個(gè)或多個(gè)功能項(xiàng)，手動(dòng)操作完成測(cè)試。檢測(cè)設(shè)備軟件將測(cè)試的結(jié)果顯示在界面供用戶查看。

圖4 測(cè)試系統(tǒng)軟件工作流程圖

圖5 告警功能測(cè)試界面圖

4.3 MFL 和PFL 信息傳輸測(cè)試

在“維護(hù)信息/性能指標(biāo)手動(dòng)測(cè)試”界面和“1553B 告警信息手動(dòng)測(cè)試”界面內(nèi)，用戶可選擇單個(gè)或多個(gè)功能項(xiàng)，手動(dòng)操作完成測(cè)試，檢驗(yàn)燈光告警計(jì)算機(jī)MFL 和PFL 信息傳輸是否正常。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)燈光告警計(jì)算機(jī)信號(hào)接口、功能結(jié)構(gòu)以及性能測(cè)試指標(biāo)的分析研究，設(shè)計(jì)研制一套告警計(jì)算機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，該測(cè)試系統(tǒng)能夠滿足燈光告警計(jì)算機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)的測(cè)試要求。目前，該系統(tǒng)已用于某型燈光告警計(jì)算機(jī)修理測(cè)試中。