CN101986279B - 一种板卡测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板卡测试系统，该系统机柜包括标准板卡和可替换板卡，用于插接待测板卡；测试计算机；测试主机模块：设于所述机柜内的标准板卡中，用于对被测板卡的主要功能进行测试以确定可用性和实现对测试标准信号源的构建；人机接口模块：设于所述测试计算机中，用于实现测试计算机与测试主机模块的数据交互，实现测试数据的采集和存储，并进行标准信号源的校准操作；本发明构建了一个完整的能够测试五类板卡的标准运行系统，在使用时，不需要特殊的设备就可以直接在客户现场对单板进行测试，不受环境、设备的局限，避免了返回工厂进行测试的繁琐过程，节省了时间，也不会影响设备的运行。

Description

一种板卡测试系统

技术领域

本发明涉及一种板卡测试系统。

背景技术

SIMADYN D系统是一个基于背板总线、多处理器可扩展的硬件平台。自2000年以来，国内高压直流输电系统中的控制保护设备采用了以SIMADYN D 为硬件平台的技术。SIMADYN D在直流输电领域的广泛使用，使得其备品备件的维护管理也越来越重要。

单板在工厂测试是非常严格，程序非常繁复的，需要工厂的流程和品质保证措施，而在客户现场对单板的测试采用工厂的测试技术难度非常大，受环境、设备的局限，甚至是不可能的。当现场的备品备件需要应急使用时，由于保存时间长或者存储环境因素而无法确认是否可用时，若返回工厂测试，时间上势必会影响到设备的运行，因此需要能在运行现场就能确认单板的可用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种板卡测试系统，为直流换流站采用SIMADYN D平台来构建控制保护系统的硬件板卡提供可用性测试集成系统。

本发明的板卡测试系统包括：

机柜：包括标准板卡和可替换板卡，用于插接待测板卡；

测试计算机；

测试主机模块：设于所述机柜内的标准板卡中，用于对被测板卡的主要功能进行测试以确定可用性和实现对测试标准信号源的构建；

人机接口模块：设于所述测试计算机中，用于实现测试计算机与测试主机模块的数据交互，实现测试数据的采集和存储，并进行标准信号源的校准操作。

所述标准板卡包括PM6板卡、IT42板卡、IM31板卡、EP31板卡、设于CS7机架的SS4板卡和CSH11板卡，所述可替换板卡包括MM4板卡、PM6板卡、IT42板卡、EB11板卡、EP31板卡、IM31板卡、IT2板卡、IO31板卡、LM31板卡、设于CS7机架的SS4板卡和SS52板卡、CS12板卡、CS22板卡和CSH11板卡。

所述测试主机模块包括设于所述标准PM6板卡中的第一PM6部分和第二PM6部分，设于所述标准EP31板卡中的第一EP31部分和第二EP31部分。

所述第一PM6部分包括It42s包和Pm62包，所述It42s包用于产生IT42待测板卡模拟量输入的标准信号并采集IT42待测板卡的模拟量输出信号，所述Pm62包用于标准PM6板卡背板总线、LE总线操作及开入通道测试，产生状态信息；所述第二PM6部分用于通信板、存储板的通信功能、存储功能的测试，及PM6和EP31交互板卡功能测试数据的判断、汇总、产生状态信息；所述第一EP31部分包括ANIN、BIN、EPCOM和SINGEN包，所述ANIN包用于完成IO31测量值和IT2A/D通道的采集，数据发送给EPCOM包，所述BIN包用于控制IT2点火脉冲的信号输出，所述EPCOM包用于完成标准EP31及所带板卡与PM6交互数据的收发，所述SINGEN包用于控制EP31模拟通道的信号输出；所述第二EP31部分中的ANIN包用于完成两个IM31 AD输入的采集，数据发送给EPCOM，BIN包用于完成待测IM31的开关量输出、开关量输入采集、IT2点火脉冲输出的采集，所有开关量是否合格的判定，并将判定结果发送到EPCOM，DUST和TXRX功能包一起用于完成EP31两个串口的数据收发，并将收发数据是否一致的结果发送给EPCOM，EPCOM包用于完成EP31及所带板卡与PM6交互数据的收发，SINGEN包为待测IM31和IT2A/D通道的测试产生标准信号源。

所述人机接口模块包括通信接口、数据表和测试界面，此通信接口、数据表、测试界面之间的数据是串行交互。

本发明的板卡测试系统包括机柜、测试计算机、测试主机模块和人机接口模块，测试主机模块能够对被测板卡的主要功能进行测试以确定可用性和实现对测试标准信号源的构建，人机接口模块能够实现测试计算机与测试主机模块的数据交互，实现测试数据的采集和存储，并进行标准信号源的校准操作，构建了一个完整的能够测试五类板卡的标准运行系统，在使用时，用待测板卡替换可替换板卡，运行测试系统即可以完成测试，同时测试的状态信息可以直观地显示到测试计算机中，这样不需要特殊的设备就可以直接在客户现场对单板进行测试，不受环境、设备的局限，当现场的备品备件需要应急使用，而由于保存时间长或者存储环境因素而无法确认是否可用时，可以直接在该测试系统上进行测试，避免了返回工厂进行测试的繁琐过程，节省了时间，也不会影响设备的运行。

附图说明

图1是本发明的板卡测试流程图；

图2是本发明的系统模块图；

图3是本发明的测试界面图。

具体实施方式

以SIMADYN D板卡为例来说明本发明的板卡测试系统，本系统包括包含机柜、测试电脑（PC工作站），测试主机模块和人机接口模块。测试主机模块主要是完成对被测板卡测试原理的实现，对被测板卡的主要功能进行测试确定可用性，同时实现对测试标准信号源的构建。人机接口模块实现测试PC与测试主机的数据交互，实现测试数据的采集和存储、并能进行标准信号源的校准操作。

目前在直流输电系统控制保护设备中运行的SIMADYN D板卡类型基本可以划分为处理器板、存储卡、IO板、通信板、光技术测量板等五种类型：

 处理器板：PM6、EP31（同EP3.1）；

存储卡：MM4、MM41；

IO板：IT42、EB11、IM31（同IM3.1）、IT2；

通信板：CS7、SS52、SS4、CS12、CS22、CSH11；

光技术测量板：IO31(IO3.1)、LM31（同LM3.1）。

本发明主要是开发一种适合现场的满足上述板卡可用性测试的集成系统。

 1．基本原理

1）服务功能测试

    此项功能在于检测PM6处理器诊断调试功能通信接口、EP31处理器调试功能通信接口及主机与测试PC之间的通信接口。

一般通过IBS、EP31IBS诊断工具及PC测试软件与相应的接口直接连接就可以判断相关通信接口是否正常。 

2）参数调整测试

    实现模拟量采集通道线性度的调整。IT42等具有模拟量通道的插件都可以实现相应的参数调整以满足实际的应用需要。

3）开关量开出通道测试

    由处理器操作I/O模块的开关量输出通道，然后再利用物理信号环路从标准I/O模块的输入通道读回数据做相应的比较，确定数据的一致性以确认输出通道是否正常。

生成的通道状态信息将最终通过SS4接口送往PC工作站。

主机系统中所有被测插件的开关量输入功能都可以被测试。

4）开关量开入通道测试

    由处理器操作标准I/O模块的开关量输出通道，然后再利用物理信号环路从I/O模块的输入通道读回数据做相应的比较，确定数据的一致性就可以确认输入通道是否正常。

生成的通道状态信息将最终通过SS4接口送往PC工作站。

主机系统中所有被测插件的开关量输出功能都可以被测试。

5）模拟量输入通道测试

    由处理器（PM6/EP31）操作I/O模块的模拟量输出通道，然后再利用物理信号环路从I/O模块的输入通道读回数据做相应的比较，计算出数据的误差就可以确认输出通道是否正常。

生成的通道状态信息及实际调整参数将最终通过SS4接口送往PC工作站。

PC工作站将实现参数的设置、下载及调整参数保存等功能。

主机系统中所有被测插件的模拟量输入功能都可以被测试试。

6）模拟量输出通道测试

    由处理器操作I/O模块的模拟量输出通道，然后再利用物理信号环路从标准I/O模块的输入通道读回数据做相应的比较，计算出数据的误差以确认输出通道是否正常。

生成的通道状态信息及实际调整参数将最终通过SS4接口送往PC工作站。

PC工作站将实现参数的设置、下载、调整参数保存等功能。

主机系统中所有被测插件的模拟量输入输出功能都可以被测试。

7）专用光纤测量回路测试

    IO3和LM31是EP31采用光纤直流测量通道的接口插件，其测试需要Sensor-head光纤传感头作为标准信号源接口才能构成完整的信号链路。测试柜的硬件和软件按照能够同时满足8路光纤测量回路的检测要求进行设计。

通过信号源施加不同幅度的信号量，主机读取相应的值，然后计算出可以满足要求的调整值，并对误差指标进行评价，同时结合LM31对激光信号通道的评估指示而确定被测插件的可用性。生成的通道状态信息最终通过SS4接口送往PC工作站。

8）通信测试

    基于总线数据交换的通信及总线与外部接口的通信都可以通过数据环的收/发相互校验数据来确认通道或通信接口卡的可用性。

PM6处理器与PM6处理器之间主要通过MM4或MM41公共内存来实现数据交换。MM4或MM41的测试也同样的包含到其中。

EP31与EP31之间及其与PM6处理器之间直接通过背板总线进行数据交互,只需要通过应用数据的收/发校对就可以确认EP31与总线的通信功能的有效性。另外,通过两个EP31的串行总线之间的数据交互则可以判断其应用通信串口的的有效性。

IM31的串口是EP31的扩展,测试方法同两个EP31的串行总线通信。

SS52/CS12/CS22/CSH11等插件只需要再构成相应的收/发对所形成数据链路的通道就可以通过应用数据的收发校对开展插件功能性的检查。

生成的通信状态信息最终通过SS4接口送往PC工作站。

9）接口测试

    处理器都存在专用的接口与专用插件连接以满足数据采样的实际应用要求,其接口的有效性只有通过处理器对接口插件的功能全部正常状态来判断, 但不能确定不可用性。

PM6处理器的LE接口有效性则通过其IT42插件的功能来判断。

EP31处理器专用插件接口的有效性则通过其IM31/IT1插件的功能来判断。在此,作为数据误差的判断指标应相应调整到只需反映通道的趋势。

MM4或MM41的继电器接口输出可以通过模拟SIMADYN D的系统故障来实现，通过示波器都可以检测到约一百二十毫秒的闭合时间。

10）信号校准

    对标准模块的信号源进行外部校准，以确认自动测试时所采用源其误差指标的有效性，保证被测插件的技术指标的正确性。

在主机系统中定义一个校准状态，由PC工作站进行或主机的一个输入信号来设置。

11）PC工作站软件人机接口

    为测试主机提供非常直观的人机接口,下发操作指令、参数；接收主机的状态信息，提供被测插件的可用性信息；对测试数据、参数进行分类、整理、存档。

2. 实现模块

    实现模块是基于前述的基本原理来进行设计、开发的，包含测试主机的测试模块和基于PC机工作站的人机接口模块两大部分。两者之间主要通过RS232串口介质的常规串行通信来实现数据交互，满足对板卡测试的信息传送及对测试主机的参数设置方面的操作需求。

2.1  测试主机模块    

    测试主机模块是板卡功能测试的核心模块,分别运行在机柜测试主机的标准PM6和EP31两类处理器板卡中，分别包括设于PM6板卡中的第一PM6部分、第二PM6部分，设于所述EP31板卡中的第一EP31部分、第二EP31部分，各部分的功能简要说明分别如下表1、表2、表3、表4所示。

2.2  人机接口模块

    人机接口模块主要完成对板卡测试数据的记录、存储，可对板卡输出通道信号的量值设置，同时可对板卡模拟量通道的参数进行校准。

    该模块主要由通信接口、数据表和测试界面三大部分构成，通信接口、数据表、测试界面之间的数据交互是串行的。数据表主要包括实时数据表和配置数据表。人机接口模块运行于PC机上。

3. 机柜板卡

    测试主机机柜共有24个槽位，分别插有标准板卡和可替换板卡，并可用于待测板卡的插接，其中只有一个空槽位，配了一块空面板SR81。板卡在主机机柜中的配置槽位参照图2—测试界面，界面中未标识“标准”字样的板卡所在槽位是待测板卡测试时需要替换可替换板卡的位置，界面中各可替换板卡上方对应设有显示灯，显示绿色表示板卡正常，显示红色表示板卡故障，显示黄灯则表示链接错误。配置数量如下：

 

4.  测试方法

    本系统的测试主要采用替代法，在测试机柜中构建一个包含由标准板卡和可替换板卡的运行系统，确认系统正常运行。测试时，由待测板卡替换可替换板卡，运行测试系统即可以完成测试，测试的状态信息可以直观地显示到测试PC。

测试流程如图3所示：

（1）开机自检，检查测试装置是否有故障；

（2）若测试装置出现故障，则退出该板卡的测试，联系厂家的技术支持；

（3）若是测试装置没有故障，则使测试机柜断电；

（4）在对应的槽位替换上待测板卡；

（5）连接好带缆，通电；

（6）是否有故障提示即红灯闪烁，若是没有，则说明此测试板卡正常，可以使用；若是出现故障提示，则查看相应的故障信息，并进行相应的故障处理。

Claims (2)

1.一种板卡测试系统，其特征在于，该系统包括：

机柜：包括标准板卡和可替换板卡，该可替换板卡所在槽位用于插接待测板卡；

测试计算机；

测试主机模块：设于所述机柜内的标准板卡中，用于对被测板卡的主要功能进行测试以确定可用性和实现对测试标准信号源的构建；

人机接口模块：设于所述测试计算机中，用于实现测试计算机与测试主机模块的数据交互，实现测试数据的采集和存储，并进行标准信号源的校准操作；所述标准板卡包括PM6板卡、IT42板卡、IM31板卡、EP31板卡、设于CS7机架的SS4板卡和CSH11板卡，所述可替换板卡包括MM4板卡、PM6板卡、IT42板卡、EB11板卡、EP31板卡、IM31板卡、IT2板卡、IO31板卡、LM31板卡、设于CS7机架的SS4板卡和SS52板卡、CS12板卡、CS22板卡和CSH11板卡；

所述测试主机模块包括设于所述标准PM6板卡中的第一PM6部分和第二PM6部分，设于所述标准EP31板卡中的第一EP31部分和第二EP31部分；

所述第一PM6部分包括It42s包和Pm62包，所述It42s包用于产生IT42待测板卡模拟量输入的标准信号并采集IT42待测板卡的模拟量输出信号，所述Pm62包用于标准PM6板卡背板总线、LE总线操作及开入通道测试，产生状态信息；所述第二PM6部分用于通信板、存储板的通信功能、存储功能的测试，及PM6和EP31交互板卡功能测试数据的判断、汇总、产生状态信息；所述第一EP31部分包括ANIN、BIN、EPCOM和SINGEN包，所述ANIN包用于完成IO31测量值和IT2A/D通道的采集，数据发送给EPCOM包，所述BIN包用于控制IT2点火脉冲的信号输出，所述EPCOM包用于完成标准EP31及所带板卡与PM6交互数据的收发，所述SINGEN包用于控制EP31模拟通道的信号输出；所述第二EP31部分中的ANIN包用于完成两个IM31 AD输入的采集，数据发送给第二EP31部分中的EPCOM，第二EP31部分中的BIN包用于完成待测IM31的开关量输出、开关量输入采集、IT2点火脉冲输出的采集，所有开关量是否合格的判定，并将判定结果发送到第二EP31部分中的EPCOM，第二EP31部分中的DUST和TXRX功能包一起用于完成EP31两个串口的数据收发，并将收发数据是否一致的结果发送给第二EP31部分中的EPCOM，第二EP31部分中的EPCOM包用于完成EP31及所带板卡与PM6交互数据的收发，第二EP31部分中的SINGEN包为待测IM31和IT2A/D通道的测试产生标准信号源；

    测试方式：构建一个包含由标准板卡和可替换板卡的上述板卡测试系统，确认系统正常运行；测试时，在对应的槽位由待测板卡替换可替换板卡；连接好带缆，通电；是有有故障提示，若是没有，则说明此板卡正常，可以使用；若是出现故障提示，则查看相应的故障信息，并进行相应的故障处理。

2.根据权利要求1所述的一种板卡测试系统，其特征在于：所述人机接口模块包括通信接口、数据表和测试界面，此通信接口、数据表、测试界面之间的数据是串行交互。

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