CN104280648A - 一种转接电缆自动测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转接电缆自动测试装置，包含一台测试主机、若干台测试终端和若干台待测电缆设备，测试终端通过转接电缆与若干台待测电缆设备连接，所述测试主机设有转接电缆数据库、电缆测试TPS数据库、测试调度程序、电缆测试芯片，通过运行测试调度程序，控制测试主机和测试终端的通信，并将结果返回给测试主机，经程序分析后存入结果数据库。本发明能实现转接电缆的自动测试，使测试人员无需手动逐点测试转接电缆，而可以根据测试现场要求灵活配置，将需要测试的电缆表按要求导入测试系统，操作测试系统自动完成转接电缆的测试和记录，防止手动测试判断失误，更加有效的提高电缆测试效率和准确性。

Description

一种转接电缆自动测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及转接电缆的自动测试技术。

背景技术

转接电缆测试是现代许多工业系统总装过程中的一项极为重要的工作。一般来说，工业系统的电缆纵横交错，十分庞大繁杂，数以千计的导线，数以万计的接头检测点，不能有半点差错，否则将会造成系统设备损坏，造成系统某些功能失常，甚至会对系统的安全造成危害。

国际上工业发达、技术先进的国家，在电缆测试方面的技术已比较成熟，普遍将电缆测试仪等产品应用于线缆测试、配线系统测试等方面，对某些工业系统的电缆断路、短路、绝缘性能等故障进行检测。众多国外著名企业均采用自动电缆测试仪测试复杂设备的布线完整性。国内目前研制的都是单功能的测试模块或基于单机的电缆测试设备。传统的人工手动测试电缆，不但效率低，而且会引入人为误差，埋下安全隐患。转接电缆的自动测试不但提高了测试效率，节约劳动成本，同时能保证测试的准确率，消除人为误差，进一步消除安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服在电缆测试过程中测试周期长、人为误差大、测试效率低、错检和漏检率高等诸多难题，从而能够高效地测试电缆的完整性。本发明提供一种转接电缆自动测试装置，能有效地提高电缆测试速率，能够解决需大量布线的系统生产线对于电缆测试周期的需求，更加有利于设备的批产。

为解决上述技术问题，本发明是按照以下技术方案实现的：

一种转接电缆自动测试装置，包含一台测试主机、若干台测试终端，所述测试终端通过转接电缆连接若干台待测电缆设备，所述测试主机包含电缆测试TPS数据库、转接电缆测试表和测试调度程序；

所述测试调度程序用于根据电缆测试TPS数据库中的电缆信息和接线关系，将转接电缆测试表中待测电缆设备转换成逻辑地址测试表，并对转接电缆测试表中待测电缆设备一条一条生成激励源信号命令发送到测试终端；测试调度程序将测试终端返回的检测结果与电缆测试TPS数据库中的标准值进行比较，如有故障，在界面上显示故障描述。

依据上述特征，所述转接电缆测试表用于记录待测电缆设备的连线关系、需测试功能、通过条件以及注意事项，该转接电缆测试表中内容由用户在测试前导入，在每次自动测试时调用，用于生成待测测试类别组。

依据上述特征，所述电缆测试TPS数据库包括被测电缆基本信息表、测试对象表、测试流程表，所述基本信息表用于记录与测试有关的导线、端口、端子、接插件等要素的电器、几何信息，标准件与电缆接口转接关系，电缆接口、标准接插件和测试系统地址间的对应关系；

所述测试对象表用于记录被测电缆设备的端口、线芯、连接关系、测试点、电路特性等信息；

所述测试流程表用于记录测试项目、测试点、地址、测试动作、标准值、故障描述等信息。

依据上述特征，所述测试主机还包含电缆测试结果数据库，所述电缆测试结果数据库用于记录每一次进行电缆测试时相应的测试数据和测试结果。

依据上述特征，所述测试主机还包含电缆测试芯片，所述电缆测试芯片用于向被测电缆设备提供测试电缆导通、绝缘、继电器、电压、电容等功能所需的激励源信号。

本发明还提供了一种转接电缆自动测试装置的测试方法，包含以下步骤：

步骤一、将待测电缆设备的连线关系、需测试功能、通过条件以及注意事项导入转接电缆测试表；

步骤二、测试调度程序用于根据电缆测试TPS数据库中的电缆信息和接线关系，将转接电缆测试表中待测电缆设备转换成逻辑地址测试表，并对转接电缆测试表中待测电缆设备一条一条生成激励源信号命令发送到测试终端；

步骤三、测试终端根据激励源信号命令接通待测电缆设备进行测量，并将检测结果发送到测试主机；

步骤四、测试调度程序将测试终端返回的检测结果与电缆测试TPS数据库中的标准值进行比较，如有故障，在界面上显示故障描述。

依据上述特征，还包含以下步骤：

步骤五、测试主机上的电缆测试芯片向被测电缆设备提供测试电缆导通、绝缘、继电器、电压、电容等功能所需的激励源信号。

依据上述特征，还包含以下步骤：

步骤六、测试调度程序将每一次进行电缆测试时相应的测试数据和测试结果记录于电缆测试结果数据库中。

本发明带来以下有益效果：

本发明提供了一种转接电缆自动测试装置，这在国际上同领域属于最先进的测试装置。通过电缆测试芯片和CAN总线的应用、数据库驱动等技术，解决了电缆测试中测试周期长、人为误差大、测试效率低、错检和漏检率高等诸多难题，并具有操作简单、记录完整等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明转接电缆自动测试装置结构示意图；

图2是本发明转接电缆自动测试装置的测试主机框图；

图3是本发明转接电缆自动测试装置的测试终端框图；

图4是本发明转接电缆自动测试装置的线缆测试扩展箱框图；

图5是本发明转接电缆自动测试装置的数据库调用系统框图。

具体实施方式

如图1所示的转接电缆自动测试装置结构示意图，由测试主机、测试终端、转接电缆、待测电缆设备等组成。转接电缆自动测试装置采用分布式测量方案，可以自动识别转接电缆的位置并自动给出测试地址。测试终端可根据测试需求布置在所需要测试的部位，从而可以缩短转接电缆的长度，降低转接电缆的成本，提高测试效率。

转接电缆自动测试装置采用CAN总线技术构建测试主机与测试终端的分布式通讯和控制网络，以实现系统寻址范围广、配置灵活、通讯速率高等特点。待测电缆设备有数以万计的测试点，因此测试终端数目较多，使用CAN总线技术组建通讯网络最多可挂接110个终端节点，通讯速率最高可达1Mb/s，且具有配置灵活性、错误检测和出错信令、发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送等特性。转接电缆自动测试装置由测试主机设置激励源信号命令(即设置开关板上某个继电器的闭合)，通过测试主机上的CAN通讯板卡将激励源信号命令以广播方式传送到CAN总线通信网络中，各测试终端在判断激励源信号命令中的地址标志后，决定是否接收该激励源信号命令，测试终端根据激励源信号命令控制相应开关板上的继电器实现打开或者闭合完成测试操作并将测试结果转发给测试主机进行处理。

图2测试主机框图显示测试主机主要完成程控电源控制、激励源信号命令产生、对各待测电缆设备的控制以及各种参数的测试功能，并运行测试调度程序，是整个转接电缆自动测试装置的核心。

测试主机的硬件部分包括工控机、CAN通讯卡、测试主板、CAN总线输出接口、电缆测试芯片等组成。电缆测试芯片又包含测试通讯卡、程控高压电源系统、继电器驱动电源、模拟总线输出接口。

工控机(IPC)：测试主机的主控单元，运行测试调度程序，完成人机交互、对外设的控制、测试、判断、报告等功能。

CAN通讯卡：完成CAN现场总线的通讯卡，完成对分布式的测试终端的通讯控制功能。

测试通讯卡：完成对程控电源和测试主板的通讯控制等功能。

程控高压电源：产生0～1500VDC和0～1000VAC的电源输出。

继电器驱动电源：产生28VDC和115VAC的电源，用于继电器测试驱动。

测试主板：低压测试的各种电压、电流源的产生，对待测信号进行信号调理，A/D采集，各输出以及输入信号通道的切换控制，以及无线遥控测试信号的接受等功能。包括导通测试板、绝缘测试板、电压测试板等测试功能板卡。

CAN总线输出接口：各测试终端的控制连接接口。

模拟总线输出接口：各测试终端所需的激励源信号接口。

图3测试终端框图显示：测试终端通过CAN总线网络接收测试主机发来的控制命令，完成对开关板上的继电器的闭合操作，从而实现电缆的测试回路来完成功能测试。测试终端根据电缆测点分布情况放置在任意位置，以方便测量，并能有效减小测量时使用转接电缆的长度。所有的测试终端设计为通过串联与主控设备相连，避免设备间的复杂连接。每一个测试终端从串连的控制电缆中，接受工作电源，无需额外的电源线和电源插座。

测试终端的核心是具有CAN总线节点处理器，它将CAN通讯卡从CAN总线传送过来的激励源信号命令进行解析处理后控制线缆测试扩展箱内开关板的开关切换，同时也能给测试主机发送数据。图中，每个线缆测试扩展箱有16个开关板插槽，可根据实际测试需求插入不同数量的继电器开关板。配置不同开关板即可进行不同测试：配置线缆测试开关板即可进行线缆参数的测试。线缆测试开关板每块128个输出测试点，一个终端可以输出2048个线缆测试点。

图4线缆测试扩展箱框图显示线缆测试扩展箱主要由数字控制驱动电路和模拟测试通道两大部分组成。

数字控制驱动电路：由地址总线、数据总线、控制总线、CPLD译码电路、锁存器电路以及继电器驱动电路组成，主要完成对模拟通道的切换控制。

地址总线用于传输测试终端的地址，数据总线用于传输测试的条件等，控制总线用于传输测试模式。

CPLD译码电路对接收的激励信号源命令中的测试条件、终端地址、测试模式进行解读，再通过锁存器电路以及继电器驱动电路完成对模拟通道的切换控制。

模拟测试通道：由模拟总线和继电器阵列组成，主要提供激励源信号的流通通道，继电器阵列结构为2×128矩阵。

开关板寻址方式：终端编号可设定，从00～99共100个号码；每个终端内有16个开关板插槽，依次为1～16号槽，开关板本身不设板号设定开关，由插槽位置确定开关板号。

本发明中的系统测试软件在windows操作系统下，使用可视化编程语言进行系统软件的开发。在开发的界面下，用户能对测试项目、测试范围、测试速率、测试门限值等参数进行设置，并保存设置至外部存储器，测试期间或测试完成后可将检测结果列表显示，并以版本形式存入电缆状态数据库内。整个软件系统主要包括系统管理、显示控制与系统测试、后台数据库和模拟运行版本等部分。软件代码是基于C++语言编制的，可在Windows系统下操作运行，根据应用实践与分析，拟采用VC++编程。VC++在硬件的操作方面灵活方便，功能强大，适合于测控系统软件的开发。

图5所示的数据库，采用SQLServer开发。系统测试软件实现了测试流程与硬件系统的相互独立，提高了测试系统软件的可靠性和通用性。系统测试软件包含有测试调度程序、电缆测试TPS数据库、转接电缆数据、库电缆测试结果数据库。图中，转接电缆数据库包括转接电缆插头上连接的用于地址识别的电阻或芯片信息，以及转接电缆用的插头数、插头号等，该转接电缆数据库会在每次测试前调用，用于自动检测插头并进行地址的变换，以实现电缆转接插头盲插概念。电缆测试TPS数据库是测试功能实现的基础，它由各种表组成，包括：被测电缆基本信息表、测试对象表、测试流程表等。基本信息表包括与测试有关的导线、端口、端子、接插件等要素的电器、几何信息，标准件与电缆接口转接关系，电缆接口、标准接插件和测试系统地址间的对应关系；测试对象表储存被测电缆的端口、线芯、连接关系、测试点、电路特性等信息；测试流程表包括测试项目、测试点、地址、测试动作、标准值、故障描述等信息。电缆测试结果数据库则记录了每一次进行电缆测试时相应的测试数据和测试结果。测试调度程序通过电缆测试TPS数据库中电缆信息和接线关系，将转接电缆数据库转换成逻辑地址测试表，并将表中待测关系一条一条连续通过所述CAN总线节点处理器发给测试终端，同时所述CAN总线节点处理器也给所述测试主机返回测试结果数据，测试软件判断测试返回值与TPS数据库的标准值进行比较，如有故障，在界面上显示故障描述，并将将该结果整理成表格形式存入电缆测试结果数据库。测试调度程序具有人机操作界面，可以通过测试调度程序，直接给电缆测试芯片发送测试命令，测试调度程序与电缆测试芯片之间通过PXI通信)。

Claims (8)

1.一种转接电缆自动测试装置，包含一台测试主机、若干台测试终端，所述测试终端通过转接电缆连接若干台待测电缆设备，其特征在于所述测试主机包含电缆测试TPS数据库、转接电缆测试表和测试调度程序；

所述测试调度程序用于根据电缆测试TPS数据库中的电缆信息和接线关系，将转接电缆测试表中待测电缆设备转换成逻辑地址测试表，并对转接电缆测试表中待测电缆设备一条一条生成激励源信号命令发送到测试终端；测试调度程序将测试终端返回的检测结果与电缆测试TPS数据库中的标准值进行比较，如有故障，在界面上显示故障描述。

2.根据权利要求1所述的转接电缆自动测试装置，其特征在于所述转接电缆测试表用于记录待测电缆设备的连线关系、需测试功能、通过条件以及注意事项，该转接电缆测试表中内容由用户在测试前导入，在每次自动测试时调用，用于生成待测测试类别组。

3.根据权利要求1所述的转接电缆自动测试装置，其特征在于所述电缆测试TPS数据库包括被测电缆基本信息表、测试对象表、测试流程表，所述基本信息表用于记录与测试有关的导线、端口、端子、接插件等要素的电器、几何信息，标准件与电缆接口转接关系，电缆接口、标准接插件和测试系统地址间的对应关系；

所述测试对象表用于记录被测电缆设备的端口、线芯、连接关系、测试点、电路特性等信息；

所述测试流程表用于记录测试项目、测试点、地址、测试动作、标准值、故障描述等信息。

4.根据权利要求1所述的转接电缆自动测试装置，其特征在于所述测试主机还包含电缆测试结果数据库，所述电缆测试结果数据库用于记录每一次进行电缆测试时相应的测试数据和测试结果。

5.根据权利要求1所述的转接电缆自动测试装置，其特征在于所述测试主机还包含电缆测试芯片，所述电缆测试芯片用于向被测电缆设备提供测试电缆导通、绝缘、继电器、电压、电容等功能所需的激励源信号。

6.根据权利要求1所述的转接电缆自动测试装置的测试方法，包含以下步骤：

步骤一、将待测电缆设备的连线关系、需测试功能、通过条件以及注意事项导入转接电缆测试表；

步骤二、测试调度程序用于根据电缆测试TPS数据库中的电缆信息和接线关系，将转接电缆测试表中待测电缆设备转换成逻辑地址测试表，并对转接电缆测试表中待测电缆设备一条一条生成激励源信号命令发送到测试终端；

步骤三、测试终端根据激励源信号命令接通待测电缆设备进行测量，并将检测结果发送到测试主机；

步骤四、测试调度程序将测试终端返回的检测结果与电缆测试TPS数据库中的标准值进行比较，如有故障，在界面上显示故障描述。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于还包含以下步骤：

步骤五、测试主机上的电缆测试芯片向被测电缆设备提供测试电缆导通、绝缘、继电器、电压、电容等功能所需的激励源信号。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于还包含以下步骤：

步骤六、测试调度程序将每一次进行电缆测试时相应的测试数据和测试结果记录于电缆测试结果数据库中。