CN102411366A - 一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了事件顺序记录技术领域中的一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法。本发明通过测试仪按照选定的测试模式向事件顺序记录模块的各通道输出触发信号，根据测试仪的通道触发顺序和事件顺序记录模块的实时记录是否一致，来检验事件顺序记录模块功能是否准确。该测试仪保证了事件发生的绝对精度，可以方便地检验被测系统的时钟同步性能，在测试对象为多个记录模块时，可以合理选择从机的数量，并将从机分布在不同位置处，便于电缆连接。

Description

一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法

技术领域

本发明属于事件顺序记录技术领域，尤其涉及一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法。

背景技术

事件顺序记录模块在各种自动控制系统中用于记录异常事件。它所记录的事件发生时间、首发事件和连锁发生事件的间隔顺序，是系统故障、异常和事故分析的最重要的依据。随着事件顺序记录模块的应用越来越多，在经过长时间运行之后会出现通道失灵、漏记、错记等现象，造成在事故分析时就很难确定事故原因，无法正确判断首发事件点，影响到设备的安全运行。因此，在系统检修过程中需要对事件顺序记录模块记录的准确性进行校验。

事件顺序记录测试仪是一种用于检验事件顺序记录模块功能是否正常的测试仪器。其工作原理是：用事件顺序记录测试仪替代现场设备，按照一定的触发顺序和时间间隔精确地触发各个事件通道，通过比较事件顺序记录测试仪的通道触发顺序和事件顺序记录模块的实时记录是否一致，来检验事件顺序记录模块功能是否准确。

现有的事件顺序记录测试仪的测试方法比较单一，通常是按一定排列顺序，以相同的时间间隔依次向各测试通道输出触发信号。这虽然在一定程度上能满足简单测试的需要，但对于有特殊要求的需要，如多种事件顺序记录模块同时测试时，或各自反应时间差异较大时，现有的测试方法则不适用，因此需要有更为灵活多样的测试方法。

此外，当现场多个事件顺序记录模块布置分散，彼此相距较远时，采用目前现有的事件顺序记录测试仪进行连接时，由于要将各个事件顺序记录模块都集中连接到测试仪上，所以需要很长的电缆，造成了布线的不方便。

目前常用的事件顺序记录测试仪提供了按键来进行参数设置和启动测试，操作者通过按压相应的按键完成操作，长时间后容易造成按键不灵活，影响使用，所以可操作性较差。此外，大部分测试仪体积较大，时间精度也比较低，校准效果不理想，不能满足不同种类事件顺序记录模块的需要。因此，对被测系统而言，使用现有的事件顺序记录测试仪不能方便地对触发事件发生的时间进行有效地验证，所以需要开发新型的事件顺序记录测试仪。

发明内容

针对上述背景技术中提到的现有技术在测试多个模块时，对连接电缆要求较多和测试方法过于单一等不足，本发明提出了一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法。

本发明的技术方案是，一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是该测试仪包括主机和从机；

所述主机包括第一电源模块、液晶触摸屏、人机接口模块、第一控制模块、第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一输出通道；

所述液晶触摸屏和人机接口模块连接；人机接口模块和第一控制模块连接；第一控制模块分别和第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一电源模块连接；第一触发信号输出模块和第一输出通道连接；

所述从机包括第二电源模块、第二控制模块、第二触发信号输出模块、第二输出通道和第二通信模块；

所述第二控制模块分别和第二电源模块、第二通信模块和第二触发信号输出模块连接；第二触发信号输出模块和第二输出通道连接。

所述第一控制模块包括数据存储器、第一控制器和第一定时器；

所述数据存储器和第一控制器连接；第一控制器和第一定时器连接。

所述第一控制器自带flash。

所述第二控制模块包括第二控制器和第二定时器；

所述第二控制器和第二定时器连接。

所述第一电源模块包括可充电锂离子电池、适配器接口、充电及保护电路和DC-DC电路；

所述第二电源模块包括可充电锂离子电池、适配器接口、充电及保护电路和DC-DC电路。

所述主机的供电方式为：主机自带的可充电锂离子电池供电或通过适配器接口由外部电源供电；

所述从机的供电方式为：从机自带的可充电锂离子电池供电或通过适配器接口由外部电源供电。

所述第一控制模块为单片机，所述单片机的系统时钟为100MIPS；

所述第二控制模块为单片机，所述单片机的系统时钟为100MIPS。

一种便携式高精度事件顺序记录测试方法，其特征是所述方法包括以下步骤：

步骤1：将主机、从机和被测事件顺序记录模块连接，打开主机和从机的电源；

步骤2：主机查询连接从机的数量及地址，从机应答，并将结果显示在主机的液晶触摸屏上；

步骤3：在主机液晶触摸屏上选择测试模式，并配置设定参数；将该参数保存到主机的控制模块中的第一控制器中；

步骤4：系统根据步骤3中的参数启动主机中控制模块中的第一定时器，并根据当前保存的配置参数控制触发信号输出模块中的各通道依次输出触发信号；

步骤5：对比被测事件顺序记录模块，如果记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同，则被测事件顺序记录模块工作正常；若不同，则检查相应的被测事件顺序记录模块，排除问题后继续测试，直至被测事件顺序记录模块记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同为止。

所述测试模式包括：同启同停、同启不同停、不同启同停、不同起不同停和任意启停。

所述配置设定参数包括：触发模式、测试开始时间、重复测试时间间隔、通道间触发间隔，脉冲宽度和重复测试次数。

与现有测试仪相比，本发明具有如下优点：

(1)采用高速单片机，提供了高精度定时触发功能，保证了事件发生的绝对时间精度，可以方便准确地检验被测系统的精确性能。

(2)主机和从机都具有触发信号输出功能，当被测事件顺序记录模块的通道数目不超过主机的输出通道数目时，此时不需使用从机，只需利用主机进行测试。如果测量通道数目大于主机的通道数目时，被测事件顺序记录模块需要完全连接到从机的输出端，主机只作为显示和操作端，控制从机进行信号输出。

(3)在测试对象为多个分散布置的事件顺序记录模块时，可根据现场的实际情况布置从机，并将从机作为输出模块通过电缆与不同的事件顺序记录模块相连，解决了传统仪器连线不方便的问题。

(4)当测试通道增加时，可以在开机状态下进行从机的级联，从而方便对事件顺序测试仪输出通道的数量进行扩展。

(5)提供了可供用户设置的通道触发间隔、脉冲宽度、测试间隔、脉冲数量等多种参数。通过对测试仪的参数进行设置，即可实现对测试仪所连接所有的事件顺序记录模块的触发测试。

(6)采用可充电锂离子电池和外部电源适配器两种方式供电，适用于多种现场使用，同时体积小巧，具有便携式的特点。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2为五种测试方法模式；

图a为同启同停；图b为同启不同停；图c为不同启同停；图d为不同启不同停；图e为任意启停；

图3为主机结构示意图；

图4为从机结构示意图；

图5为本发明事件顺序记录测试仪执行测试的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明为一种便携式高精度事件顺序记录测试仪与测试方法，用于解决现有技术中测试对象为多个事件顺序记录模块且相距较远时，电缆连接操作不方便等问题。

图1显示了本发明-一种便携式高精度事件顺序记录测试仪的组成结构图，包括主机和从机两部分。主机主要实现控制、显示及输出，从机实现信号输出功能。主机与从机通过网线进行连接。

测试仪按照选定的测试模式向事件顺序记录模块的各通道输出触发信号，根据测试仪的通道触发顺序和事件顺序记录模块的实时记录是否一致，来检验事件顺序记录模块功能是否准确。测试方法的模式分别为同启同停、同启不同停、不同启同停、不同起不同停和任意启停等五种模式：

(1)同启同停。如图2a所示，所有通道同时输出触发脉冲信号，同时停止信号。各通道的信号脉冲保持时间均相同，各通道的脉冲间隔时间也一致。

(2)同启不同停。如图2b所示，所有通道的信号同时输出脉冲信号后，经过一段保持时间，按一定时间间隔，从第1通道开始，依次停止信号。

(3)不同启同停。如图2c所示，所有通道按照一定时间间隔，从第1通道开始，依次按顺序输出脉冲信号，经过一段时间后，同时停止信号。

(4)不同启不同停。如图2d所示，所有通道按启动间隔时间，从第1通道开始，依次输出脉冲信号，经过相同的保持时间后，按照一定停止间隔时间，再依次停止。

(5)任意启停。如图2e所示，各信号输出通道，从第1通道开始，可以根据启动时间间隔、停止时间间隔、脉冲保持时间等参数，需要产生各种不同的脉冲信号。

图3显示了主机的结构图，由第一电源模块、液晶触摸屏、人机接口模块、第一控制模块、第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一输出通道构成，第一控制模块包括数据存储器、第一控制器和第一定时器；并且第一控制器自带flash。

液晶触摸屏和人机接口模块连接；人机接口模块和第一控制模块连接；第一控制模块分别和第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一电源模块连接；第一触发信号输出模块和第一输出通道连接；数据存储器和第一控制器连接；第一控制器和第一定时器连接。

图4显示了从机的结构图，由第二电源模块、第二控制模块、第二触发信号模块、第二输出通道和第二通信模块构成，第二控制模块包括第二控制器和第二定时器，第二电源模块和第二控制模块连接。

第二控制模块分别和第二电源模块、第二通信模块和第二触发信号输出模块连接；第二触发信号输出模块和第二输出通道连接；第二触发信号输出模块和第二输出通道连接。

(1)电源模块，由锂离子电池、适配器接口、充电及保护电路和DC-DC电路构成，为仪器提供电源支持。考虑到工业现场环境及使用方便，测试仪的主机、从机均采用两种供电方式，即由外部电源适配器或大容量可充电锂离子电池提供。可根据实际需要进行选择。在使用电源适配器供电时，同时向锂离子电池充电。

(2)控制模块用于处理系统的工作，以高速单片机为核心，其系统时钟可达100MIPS。

主机的第一控制模块主要完成：

(a)在开机初始化阶段，主机查询连接的从机数量及地址；

(b)在接收到人机接口模块发送来的测试开始命令后，启动定时器对测试时间开始定时；

(c)在接收到测试的控制命令后或者定时器到时后，从内部存储器中获取执行测试所需的参数，根据这些参数生成各通道的触发信号；

(d)监测电源电压，电源电压过低时，进行提示直至自动关机，以防止电源电压过低引起测试不准确。

从机模块主要完成：

(a)在开机初始化阶段，接收主机的查询，并做出应答响应；

(b)接收主机的数据，配置各项测试参数，启动定时器开始定时；

(c)监测电源电压，电源电压过低时，进行提示直至自动关机。

(3)主机的人机接口模块用于设定、更新、显示测试模式和参数，以及执行操作。在识别出用户设置的测试模式和参数后，将各项参数发送给控制模块或从机。

测试模式包括：同启同停、同启不同停、不同启同停、不同起不同停和任意启停等五种模式。配置设定参数选项包括：触发模式、测试开始时间、重复测试时间间隔、通道间触发间隔、脉冲宽度以及重复测试次数等。

当识别出用户执行“开始测试”的操作后，将启动命令发送到控制模块。为了提供友好的人机界面，同时考虑到操作的方便性，主机摆脱了按键操作模式，采用彩色触摸液晶屏，以串行接口方式与高精度单片机通信，通过检测液晶触摸屏的引脚电压来判断屏幕状态是否“忙”，来控制数据通讯。

(4)触发信号输出模块，根据控制模块产生的各通道的触发信号向被测系统发送触发信号。为了方便对现场事件顺序记录模块进行校准测试，并考虑到事件顺序记录模块的安全性，本测试仪器的信号输出采用光电隔离技术装置。由于光电隔离装置是以光作为传输信号的媒介，具有隔离性好、抗干扰强，以及响应速度快等优势，因此选择其作为测试仪的输出节点。同时本测试仪的输出端采用无极性方式，为事件顺序记录模块测试通道的连接带来方便。主机和从机都具有触发信号输出功能，当被测事件顺序记录模块的通道数目不超过主机的输出通道数目时，此时不需使用从机，只需利用主机进行测试。如果测量通道数目大于主机的通道数目时，被测事件顺序记录模块需要完全连接到从机的输出端，主机只作为显示和操作端，控制从机进行信号输出。

(5)通信模块，目的是实现主机与从机的数据交换。考虑到主机与从机相距较远，以及工业现场的抗干扰要求，因此，主机、从机之间采用工业串行总线通信。工业串行总线采用差分传输，所以有极强的抗共模干扰的能力，具有较高的传输速率，总线收发器灵敏度很高，可以检测到较低的电压，最大的通信距离约为1千米左右，采用半双工的工作方式，支持多点数据通信，使用简便。

与现有技术相比，本发明的事件顺序记录测试仪可以根据用户需求控制通道触发要求。采用主机、从机方式，可以有效解决当前现场多个事件顺序记录模块分布相对较远时，电缆连接困难的问题，利于对系统反复对比测试和验收。

图5显示了事件顺序记录测试仪进行测试的方法，具体步骤如下：

(1)当测试通道数目不超过主机输出通道数目时，被测事件顺序记录模块连接到主机输出端。如果测量通道数目大于主机输出通道数目，需用电缆将被测事件顺序记录模块连接到从机输出端。将主机通信端口通过网线与从机的通信端口相连，从机与从机之间也通过网线将通信端口连接起来。确认各装置之间连线方式正确且连接没有问题后，打开主机、从机电源。

(2)主机查询连接从机的数量及地址，从机应答，并将结果显示在主机的液晶触摸屏上。如显示的从机数量或编号不正确，则检查主从机、以及从机与从机连接的网线是否发生松动。

(3)通过主机液晶触摸屏上选择测试模式，并进行相关参数的配置。这些配置参数被保存到主机的控制模块中的第一控制器的flash中。测试模式包括同启同停、同启不同停、不同启同停、不同起不同停，任意启停等五种模式。用户可配置的参数包括：

启动间隔Tt：相邻通道脉冲启动的时间间隔，范围为0.1-60000毫秒，以0.1毫秒为调节单位。

保持时间Td：脉冲保持时间，范围为1-60000毫秒，以1毫秒为调节单位。

停止间隔Tp：相邻通道脉冲停止的时间间隔，范围为0.1-60000毫秒，以0.1毫秒为调节单位。

脉冲间隔Ts：脉冲信号间隔时间，范围为1-60000毫秒，以1毫秒为调节单位。

脉冲数量N：可进行多次测试。范围为1-6000。

(4)启动测试，系统根据用户配置的参数启动主机中控制模块中的第一定时器，并根据当前保存的配置参数控制触发信号输出模块中的各通道依次输出触发信号；

(5)对比被测事件顺序记录模块，如果记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同，则被测事件顺序记录模块工作正常；若不同，则检查相应的被测事件顺序记录模块，排除问题后继续测试，直至被测事件顺序记录模块记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同为止。

用户在完成一次测试后，可以重新设定触发参数，更改触发模式，在不改变连接方式的情况下，进行反复对比测试，从而判断事件顺序记录模块功能是否正常。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是该测试仪包括主机和从机；

所述主机包括第一电源模块、液晶触摸屏、人机接口模块、第一控制模块、第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一输出通道；

所述液晶触摸屏和人机接口模块连接；人机接口模块和第一控制模块连接；第一控制模块分别和第一通信模块、第一触发信号输出模块和第一电源模块连接；第一触发信号输出模块和第一输出通道连接；

所述从机包括第二电源模块、第二控制模块、第二触发信号输出模块、第二输出通道和第二通信模块；

所述第二控制模块分别和第二电源模块、第二通信模块和第二触发信号输出模块连接；第二触发信号输出模块和第二输出通道连接。

2.根据权利要求1所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述第一控制模块包括数据存储器、第一控制器和第一定时器；

所述数据存储器和第一控制器连接；第一控制器和第一定时器连接。

3.根据权利要求2所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述第一控制器自带flash。

4.根据权利要求1所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述第二控制模块包括第二控制器和第二定时器；

所述第二控制器和第二定时器连接。

5.根据权利要求1所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述第一电源模块包括可充电锂离子电池、适配器接口、充电及保护电路和DC-DC电路；

所述第二电源模块包括可充电锂离子电池、适配器接口、充电及保护电路和DC-DC电路。

6.根据权利要求5所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述主机的供电方式为：主机自带的可充电锂离子电池供电或通过适配器接口由外部电源供电；

所述从机的供电方式为：从机自带的可充电锂离子电池供电或通过适配器接口由外部电源供电。

7.根据权利要求1所述一种便携式高精度事件顺序记录测试仪，其特征是所述第一控制模块为单片机，所述单片机的系统时钟为100MIPS；

所述第二控制模块为单片机，所述单片机的系统时钟为100MIPS。

8.一种便携式高精度事件顺序记录测试方法，其特征是所述方法包括以下步骤：

步骤1：将主机、从机和被测事件顺序记录模块连接，打开主机和从机的电源；

步骤2：主机查询连接从机的数量及地址，从机应答，并将结果显示在主机的液晶触摸屏上；

步骤3：在主机液晶触摸屏上选择测试模式，并配置设定参数；将该参数保存到主机的控制模块中的第一控制器中；

步骤4：系统根据步骤3中的参数启动主机中控制模块中的第一定时器，并根据当前保存的配置参数控制触发信号输出模块中的各通道依次输出触发信号；

步骤5：对比被测事件顺序记录模块，如果记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同，则被测事件顺序记录模块工作正常；若不同，则检查相应的被测事件顺序记录模块，排除问题后继续测试，直至被测事件顺序记录模块记录的结果和事件顺序记录测试仪发送的信号相同为止。

9.根据权利要求8所述一种便携式高精度事件顺序记录测试方法，其特征是所述测试模式包括：同启同停、同启不同停、不同启同停、不同起不同停和任意启停。

10.根据权利要求8所述一种便携式高精度事件顺序记录测试方法，其特征是所述配置设定参数包括：触发模式、测试开始时间、重复测试时间间隔、通道间触发间隔，脉冲宽度和重复测试次数。

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