本發(fā)明涉及自動測試技術，具體的講是一種用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置。

背景技術：

城軌和地鐵車輛牽引變流器(簡稱“城軌牽引變流器”)是將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姴Ⅱ?qū)動牽引電機的電氣設備。城軌牽引變流器控制單元是城軌牽引變流器的核心部件。城軌牽引變流器控制單元的主要功能是負責接收列車中央控制單元的指令，并向列車中央控制單元發(fā)送城軌牽引變流器的內(nèi)部狀態(tài)；對城軌牽引變流器各零部件邏輯控制；對城軌牽引變流器的實時控制使之輸出期望的交流電壓和電流；對故障進行檢測、判斷、存儲。

城軌牽引變流器控制單元的對外接口按照功能劃分包括速度傳感器、高速斷路器、輸入接觸器、預充電接觸器、風機接觸器、網(wǎng)壓傳感器、直流環(huán)節(jié)電壓傳感器、直流輸入電流傳感器、牽引電機電流傳感器、進風口及出風口溫度傳感器、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)功率模塊。依據(jù)信號特性對城軌牽引變流器控制單元的對外接口進行分類，可以分為110V二進制輸入信號、110V二進制輸出信號、24V二進制輸入信號、24V二進制輸出信號、15V方波信號、模擬量輸入信號、PT100熱電阻溫度檢測信號。

現(xiàn)有技術中對城軌牽引變流器控制單元的測試主要包括硬件測試和軟件集成測試。硬件測試需要對控制單元的所有外部接口進行測試，確保其功能正常。軟件集成測試分為驅(qū)動集成軟件測試和應用軟件集成測試。驅(qū)動軟件集成測試主要針對用于控制硬件的驅(qū)動軟件的集成測試，應用軟件集成測試通常在將控制單元安裝在城軌牽引變流器內(nèi)時，搭建相應的環(huán)境進行測試。

現(xiàn)有的測試方法中，對城軌牽引變流器控制單元的硬件測試、驅(qū)動軟件集成測試、應用軟件集成測試等工作相對比較獨立，需要各自搭建相應的測試環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

為了簡化測試流程，減少測試所需時間，降低測試成本，本發(fā)明提供一種用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置，包括：

半實物仿真機，用于運行仿真模型生成仿真信號；

信號調(diào)理箱，與所述半實物仿真機相連接，將所述仿真信號轉(zhuǎn)換為被測城軌牽引變流器控制單元可接收的仿真測試信號；

數(shù)字源表，用于生成滿足測試精度的模擬量測試信號；

開關矩陣，與所述信號調(diào)理箱、數(shù)字源表相連接，用于對輸入到所述被測城軌牽引變流器控制單元的仿真測試信號和模擬量測試信號進行切換控制。

本發(fā)明實施例中，自動測試裝置還包括：

主控計算機，與所述半實物仿真機，數(shù)字源表、開關矩陣以及被測城軌牽引變流器控制單元相連接，用于控制所述半實物仿真機，數(shù)字源表以及開關矩陣，接收被測城軌牽引變流器控制單元的反饋信號。

本發(fā)明實施例中，仿真信號包括：半實物仿真機仿真的開關給定和反饋信號，速度傳感器方波信號以及運行環(huán)境參數(shù)仿真信號。

本發(fā)明實施例中，仿真信號為5VTTL電平信號。

本發(fā)明實施例中，信號調(diào)理箱包括：

隔離信號板卡，將5VTTL電平轉(zhuǎn)換為110V或240V電平；

隔離速度信號板卡，將5VTTL電平轉(zhuǎn)換為+15V電平；

模擬量轉(zhuǎn)換板卡，將半實物仿真機輸出的電壓型模擬量轉(zhuǎn)換為電流型模擬量。

本發(fā)明實施例中，自動測試裝置還包括：

示波器，分別與所述主控計算機和被測城軌牽引變流器控制單元相連接。

本發(fā)明實施例中，主控計算機至少具有兩個以太網(wǎng)接口和三個串口；

所述示波器和半實物仿真機通過所述兩個以太網(wǎng)接口與主控計算機相連接；

所述開關矩陣、數(shù)字源表以及被測城軌牽引變流器控制單元通過所述三個串口與主控計算機相連接。

本發(fā)明采用計算機對半實物仿真機、數(shù)字源表、開關矩陣的自動控制實現(xiàn)對城軌牽引變流器控制單元的自動測試，可以同時滿足城軌牽引變流器控制單元的硬件測試、驅(qū)動軟件集成測試、應用軟件集成測試等應用需求，提高了系統(tǒng)的集成度，降低測試系統(tǒng)的測試成本，提高了控制單元的測試效率。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置的框圖；

圖2為本發(fā)明用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置的框圖；

圖3為本發(fā)明用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置一實施方式的框圖；

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所述，本發(fā)明提供的一種用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置的框圖，本發(fā)明的用于城軌牽引變流器控制單元的自動測試裝置包括：

半實物仿真機101，用于運行仿真模型生成仿真信號；

信號調(diào)理箱102，與半實物仿真機101相連接，將仿真信號轉(zhuǎn)換為被測城軌牽引變流器控制單元可接收的仿真測試信號；

數(shù)字源表103，用于生成滿足測試精度的模擬量測試信號；

開關矩陣，與信號調(diào)理箱102、數(shù)字源表103相連接，用于對輸入到被測城軌牽引變流器控制單元的仿真測試信號和模擬量測試信號進行切換控制。

如圖2所示，本發(fā)明實施例中，自動測試裝置還包括：

主控計算機106，與半實物仿真機101，數(shù)字源表103、開關矩陣104以及被測的城軌牽引變流器控制單元105相連接，用于控制半實物仿真機101，數(shù)字源表103以及開關矩陣104，接收被測城軌牽引變流器控制單元105的反饋信號。

本發(fā)明實施例中，仿真信號包括：半實物仿真機仿真的開關給定和反饋信號，速度傳感器方波信號以及運行環(huán)境參數(shù)仿真信號。

半實物仿真機101中運行著主控計算機106輸入的仿真模型。當進行硬件測試中的開關部件類的二進制輸入輸出通道測試時，在仿真模型中仿真了開關的給定和反饋信號；當進行硬件測試中的速度傳感器的方波信號測試時，在仿真模型中給出滿足需要的方波信號；當需要進行應用軟件集成測試時，半實物仿真機運行了模擬機組及其它相應的環(huán)境參數(shù)信號。

本發(fā)明實施例中，半實物仿真機101輸出的信號為5V TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)電平信號，不能與被測的城軌牽引變流器控制單元直接相連，需要經(jīng)過信號調(diào)理箱102將信號轉(zhuǎn)換為可以直接與控制單元相連的格式。

本發(fā)明實施例中，信號調(diào)理箱包括：

隔離信號板卡，將5VTTL電平轉(zhuǎn)換為110V或240V電平；

隔離速度信號板卡，將5VTTL電平轉(zhuǎn)換為+15V電平；

模擬量轉(zhuǎn)換板卡，將半實物仿真機輸出的電壓型模擬量轉(zhuǎn)換為電流型模擬量。

當需要測試控制單元的模擬量采集通道時，半實物仿真機和信號調(diào)理箱組合后不能給出滿足測試用精度要求的模擬量信號，因此，本實施例設置數(shù)字源表用于產(chǎn)生模擬量信號給城軌牽引變流器控制單元。

開關矩陣104受主控計算機軟件控制，用于切換輸入到被測的城軌牽引變流器控制單元105的模擬量來源。

本發(fā)明實施例中，自動測試裝置還包括：

示波器107，分別與主控計算機106和被測的城軌牽引變流器控制單元105相連接。當需要觀測一些關鍵通道信號時，可以將示波器與相應測量點連接，進行觀察，同時可以通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)存儲在計算機中。

本發(fā)明實施例中，主控計算機106至少具有兩個以太網(wǎng)接口和三個串口；

示波器107和半實物仿真機101通過兩個以太網(wǎng)接口與主控計算機相連接；

開關矩陣104、數(shù)字源103表以及城軌牽引變流器控制單元105通過三個串口與主控計算機相連接。

本發(fā)明實施例中，主控計算機、半實物仿真機、信號調(diào)理箱、數(shù)字源表安裝在標準機柜中，形成獨立的城軌和地鐵車輛牽引變流器控制單元的自動測試裝置。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過在計算機中編制軟件通過串口或以太網(wǎng)通信將控制半實物仿真機和數(shù)字源表集成在了一個測試裝置中，并且通過開關矩陣可以實現(xiàn)兩種測試用信號源的自動切換。通過設置高精度的數(shù)字源表保證了控制單元模擬量采集通道的測試精度。通過設置半實物仿真機在滿足除模擬量采集通道外的信號測量功能之外，靈活可編程的功能為控制單元搭建了必要的虛擬仿真環(huán)境，滿足應用軟件集成測試的需求。通過設置開關矩陣還可以進行控制單元外部接口信號的斷線測試。本發(fā)明同時滿足了城軌牽引變流器控制單元的測試包括硬件測試、驅(qū)動軟件集成測試、應用軟件集成測試的功能，且通過軟件控制各個智能設備可以達到測試的自動化要求。

如圖3所示，為本發(fā)明一實施方式的整體結(jié)構(gòu)框圖。計算機、半實物仿真機、信號調(diào)理箱、數(shù)字源表安裝在標準機柜中。

本實施例匯總，計算機采用適合標準機柜安裝的工控機實現(xiàn)，要求至少具備2路以太網(wǎng)接口，3個串口。在計算機上運行的軟件功能包括半實物仿真模型的建立、編譯和下載功能；控制數(shù)字源表的產(chǎn)生指定信號電平的功能；控制開關矩陣進行控制單元的信號來源通道功能；與示波器通訊獲得相關數(shù)據(jù)功能；與控制單元通訊獲得控制單元的工作狀態(tài)，形成閉環(huán)，通過檢查給定和反饋即可完成測試功能。

本實施例方式中的半實物仿真機采用恒潤公司的HiGale實時仿真機實現(xiàn)，其具有高可靠性的cPCI/PXI總線，由機箱、處理器板卡及各種I/O板卡組成。處理器板負責模型算法，而I/O板則作為算法軟件與外部實物信號接口，處理器板通過CPCI總線管理I/O。半實物仿真機在硬件測試和驅(qū)動軟件集成測試過程中為控制單元提供除模擬量信號之外的二進制給定、反饋，速度傳感器信號等；在應用軟件集成測試中半實物仿真機運行城軌牽引變流器的直流電源、牽引電機等的仿真模型，為控制單元應用軟件提供相應運行環(huán)境。

信號調(diào)理箱由3U機箱和信號調(diào)理板卡組成。信號調(diào)理板卡包括5V TTL電平轉(zhuǎn)換為110V或24V電平的隔離信號板卡、5V TTL脈沖電平轉(zhuǎn)換為+15V電平的隔離速度信號板卡、半實物仿真機給出的電壓型模擬量轉(zhuǎn)換為控制單元所需的電流型模擬量的板卡等。

數(shù)字源表為Keithley公司的2612A型，其可以提供高精度的電流型或電壓型信號，滿足控制單元的測試需求。數(shù)字源表可以通過串口受計算機的控制，給出指定信號，從而完成自動測試功能。

開關矩陣由多個Advantech公司的開關矩陣模塊和相應的連接電纜組成，完成供給控制單元的信號源的切換以及斷線測試功能。

本發(fā)明通過在計算機中編制軟件通過串口或以太網(wǎng)通信將控制半實物仿真機和數(shù)字源表集成在了一個測試裝置中，并且通過開關矩陣可以實現(xiàn)兩種測試用信號源的自動切換。通過設置高精度的數(shù)字源表保證了控制單元模擬量采集通道的測試精度。通過設置半實物仿真機在滿足除模擬量采集通道外的信號測量功能之外，靈活可編程的功能為控制單元搭建了必要的虛擬仿真環(huán)境，滿足應用軟件集成測試的需求。通過設置開關矩陣還可以進行控制單元外部接口信號的斷線測試。本發(fā)明同時滿足了城軌牽引變流器控制單元的測試包括硬件測試、驅(qū)動軟件集成測試、應用軟件集成測試的功能，且通過軟件控制各個智能設備可以達到測試的自動化要求。本發(fā)明采用計算機通訊技術和軟件實現(xiàn)了半實物仿真機、數(shù)字源表、開關矩陣的自動控制，該裝置可以同時滿足城軌牽引變流器控制單元的硬件測試、驅(qū)動軟件集成測試、應用軟件集成測試等應用需求，提高了系統(tǒng)的集成度，降低測試系統(tǒng)的測試成本，提高了控制單元的測試效率。

本發(fā)明中應用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。