淺談某型告警自動檢測設備的研制

梁曉芬，陳林，章寧，王緯國

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

某型飛機告警計算機的功能檢測采用手動設備進行檢測，輸入使用手動開關，輸出采用燈光顯示及示波器手動測試、人工判斷的方式進行測試，整個測試過程耗費時間，易出錯。本測試系統(tǒng)基于現(xiàn)有的ATE通用檢測平臺，設計專用的測試轉接硬件，編寫測試軟件實現(xiàn)對告警計算機的自動化測試需求，人機界面良好，操作簡單，顯示直觀，可為產(chǎn)品故障排除提供有力支持。

1 設計思路

基于現(xiàn)有的ATE通用測試平臺，利用現(xiàn)有資源，結合告警計算機測試需求，選用合適的測試資源，制作專用的測試適配器及連接電纜，編寫測試軟件，實現(xiàn)對燈光告警計算機所有測試流程的自動化檢測，同時完善部分測試功能缺陷，實現(xiàn)對該產(chǎn)品的快速、準確的檢測，確保產(chǎn)品檢測過程安全可靠。操作人員通過操作測試軟件來控制ATE上的各類硬件資源，仿真產(chǎn)品的供電和信號激勵，并采集和分析產(chǎn)品的響應信號，供操作人員進行產(chǎn)品性能測試和判斷。測試設備的組成框圖如圖1所示。

圖1 測試設備硬件組成框架

2 測試原理

首先，按照產(chǎn)品需求及通用平臺資源，設計硬件電路，連接產(chǎn)品輸入輸出端。測試時，按照預設的流程，依次接通輸入端的控制電路，將故障信號有效形式輸入產(chǎn)品輸入端。產(chǎn)品根據(jù)收到的故障信號，在輸出端產(chǎn)生相應的輸出信號，再采集輸出端的電平狀態(tài)，軟件判斷測試結果，并記錄所有測試結果。如有狀態(tài)不符合要求的，在人機界面提示。

3 設計方案

3.1 總體設計

測試模塊的開發(fā)基于通用測試系統(tǒng)，在測試適配器內(nèi)對系統(tǒng)的硬件資源進行必要的連接和調理，再通過軟件編程實現(xiàn)控制和測量，實現(xiàn)快速的開發(fā)。測試軟件通過控制ATE上的各類硬件資源，給產(chǎn)品供電和提供信號激勵，采集和分析產(chǎn)品的響應信號，供操作人員進行產(chǎn)品性能測試和判斷。

測試模塊應實現(xiàn)以下功能：（1）按修理技術條件要求實現(xiàn)對產(chǎn)品各項功能的自動和手動測試。（2）測試數(shù)據(jù)的自動保存與報表維護管理。（3）權限的設定與管理。

3.2 硬件設計

根據(jù)產(chǎn)品接口類型和數(shù)量，選擇通用平臺上的6512數(shù)字I/O板卡發(fā)送一次性指令信號，6511數(shù)字I/O板卡、NI 7854R智能數(shù)據(jù)采集板卡進行信號。

采集。電源部分采用6701程控電源提供27V和5V的電源。數(shù)字三用表板卡主要檢測產(chǎn)品的輸出電壓和功率。功率開關和矩陣開關用作信號的切換?；贏TE通用測試系統(tǒng)的硬件平臺，主要用到以下的硬件單元：（1）NI PXI-1045機箱。（2）NI PXI-8109零槽控制器。（3）NI PXI-6511數(shù)字I/O板卡。（4）NI PXI-6512數(shù)字I/O板卡（2塊）。（5）NI7854R智能數(shù)據(jù)采集板卡。（6）NI PXI-4072數(shù)字多用表板卡。（7）pickering40160-001SPST功率開關板卡。（8）Agilent N6701A直流程控電源。（9）pickering40156-001SPDT功率開關板卡。（10）pickering40546-001雙4×10路矩陣開關板卡。（11）ITA告警計算機測試適配器。（12）pickering40657-001-4/16/1多路復用器板卡。

4 軟件運行環(huán)境要求

該型燈光告警計算機測試軟件(以下簡稱軟件)是基于ATE通用測試系統(tǒng)的硬件平臺所開發(fā)的，是該系統(tǒng)的一個子功能模塊，專門用于對該型告警計算機的功能測試。軟件系統(tǒng)采用Windows7操作系統(tǒng)作為開發(fā)背景，主程序采用LabWindows/CVI2017進行開發(fā)，因為使用ATE設備中的NI 7854R FPGA智能數(shù)據(jù)采集板卡，該板卡的底層驅動采用的是LABVIEW，采用CVI編寫程序，需要將該板卡的函數(shù)打包轉換為CVI可兼容的程序，以備LabWindows/CVI程序進行調用。軟件主要包括包含自動測試、手動測試、測試記錄三部分。人機界面良好，操作簡單，顯示直觀，可為產(chǎn)品故障排除提供有力支持。測試軟件架構如圖2所示。測試流程如圖3所示。

圖2 測試軟件架構圖

圖3 測試軟件測試流程圖

在本項目中軟件開發(fā)工作主要有以下幾個方面：

（1）完成輸入輸出的模擬量、離散量、脈沖信號的控制和采集。（2）完成數(shù)字量的發(fā)送和采集功能。（3）完成復位信號設置、輸出脈沖頻率、時間、占空比的采集。（4）對發(fā)送和采集的數(shù)字量、離散量進行分析、顯示、輸出。（5）考慮開展適配器的匹配和自檢問題。（6）完成整個測試程序的自動、手動測試功能，實現(xiàn)對產(chǎn)品的性能檢測。（7）測試程序具備檢查結果保存功能，測試數(shù)據(jù)以Word文檔或Excel表格形式進行存儲，便于測試數(shù)據(jù)的信息上傳。（8）測試軟件用戶操作界面主要由軟件啟動界面、測試臺主界面、自動測試界面、手動測試界面、測試記錄保存界面等組成。其中，自動測試界面包含61個測試項、191個測試步驟。

圖4 設備與產(chǎn)品連接整體圖

系統(tǒng)要求：Window 7及以上系統(tǒng)，內(nèi)存4G及以上；軟件運行環(huán)境：LabWindows/CVI 2017。

5 試驗驗證

使用該測試程序對告警計算機進行測試時，手動測試需要操作人員手動操作程序面板上的虛擬開關或按鈕，控制設備發(fā)送相應的激勵信號給告警計算機，在告警計算機完成對激勵信號的響應后，操作人員可在程序面板的相應輸出指示控件上觀察到測試結果。在主界面中，可利用“電源電壓設置”控件對產(chǎn)品的供電電壓進行設置，然后點擊控件“接通A機電源”或“接通B機電源”給產(chǎn)品供電（雙路供電，接通其中一個即可供電）；若“計算機狀態(tài)顯示”控件仍顯示“A機故障”或“B機故障”，可點擊“控制信號”里的“啟動BIT”和“手動復位”進行清除。設備與產(chǎn)品連接整體圖如圖4所示。

當在“控制信號”中設定一個危險級或警告級故障指令后，“前座艙顯示”和“后座艙顯示”相應信號燈將燃亮并閃爍，同時“閃爍頻率”和“占空比”顯示此時的信號燈的閃爍頻率和占空比。注意控制信號切換瞬間“閃爍頻率”和“占空比”顯示狀態(tài)無效。當在“控制信號”中設定一個危險級或警告級故障指令后，可通過在“控制信號”中按壓相應復位按鈕進行復位，此時，“計算機狀態(tài)顯示”中的“危險復位”或“警告復位”將快速閃亮一下然后熄滅，“復位脈沖”將顯示此刻“危險復位”或“警告復位”的復位脈沖，自動測試時，操作人員只需要填寫測試產(chǎn)品信息，選擇相應的測試項，點擊Start按鈕開始測試，測試完成后，選擇保存測試記錄或不保存測試記錄。則測試記錄保存在測試程序所在的TestResult文件夾內(nèi)，以時間和產(chǎn)品信息命名。

6 結語

本文主要闡述了某型告警計算機測試系統(tǒng)的研制過程，主要包括需求分析、測試原理、系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、實驗測試幾個方面。該型燈光告警計算機測試軟件(以下簡稱軟件) 是基于ATE通用測試系統(tǒng)的硬件平臺所開發(fā)的，是該系統(tǒng)的一個子功能模塊，專門用于對該型燈光告警計算機的功能測試。軟件主要包括包含自動測試、手動測試、測試記錄三部分。人機界面良好，操作簡單，顯示直觀，可為產(chǎn)品故障排除提供有力支持，經(jīng)實際測試，該測試系統(tǒng)能實現(xiàn)所有檢測流程的自動化檢測，達到產(chǎn)品測試工藝標準要求，具有良好的使用效果。