CN106291321B - 基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台及方法，包括PC，测试系统、电源调理模块、接口调理以及信号调理模块、激励信号产生与信号传输模块，所述PC是所述测试系统的运行平台，所述测试系统是测试平台的控制中心，所述电源调理模块是集合多路直流电源的供电模块，所述接口调理以及信号调理模块连接激励信号产生与信号传输模块与待测试模块，完成信号预处理，所述激励信号产生与信号传输模块完成激励信号的产生以及待测试信号的采集。本发明充分利用了LabWindows/CVI开发环境下虚拟仪器技术的优点设计出灵活通用的测试系统。

Description

基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台及方法
技术领域
本发明涉及自动测试领域与虚拟仪器技术，具体地，涉及基于LabWindows/CVI开发环境的等离子电源硬件电路自动测试装置。
背景技术
等离子电源系统是由电源控制系统，数控系统，割炬高度调节系统，气路控制系统和引弧系统相互配合，结构复杂，功能全面的系统。如果要保证如此复杂系统的可靠稳定工作，首先需要电源控制系统，数控系统，气路控制系统和引弧系统等每个功能模块能够正常工作。而这些模块的正常工作，又是建立在每块电路板的正常工作，以及电路板之间，电路板和器件之间的可靠连接的基础上。然而在实际工业生产中一块电路板的制作过程复杂，印刷电路板质量，元器件质量以及器件的焊接都可能存在问题。如果不经过检测就将电路板组成系统，不但有可能使系统无法正常工作，增加问题原因的不确定性，使调试过程更加复杂，甚至有可能使整个设备发生意想不到的问题，造成其他部分电路和器件的损毁。因此对于电路板的线下检测显得非常必要。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高校灵活的软件来完成各种测试，测量和自动化的应用。基于虚拟仪器的测试平台具有操作简单，可靠性高，使用灵活等特点，能有效地提高测试效率，满足工业批量生产的需要。虚拟仪器技术是以计算机为统一的硬件平台，通过符合工业标准的硬件和软件来构建相应的系统。由于以软件为核心，因此不必像传统仪器那样受到生产上所设计功能的限制，从而使用户可以充分利用计算机超强的运算，显示以及连接拓展能力来灵活地自己定义仪器功能。同时，也解决了传统等离子切割系统电路板检测的过程中，操作人员无法直接观察输入信号，而只能通过故障现象，判断故障位置的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台，测试操作简单，减少漏检错检现象，具有通用性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
基于LabWindows/CVI开发环境的等离子电源硬件电路通用自动测试平台，包括：PC，测试系统、电源调理模块、接口调理以及信号调理模块、激励信号产生与信号传输模块。所述PC是所述测试系统的运行平台；所述测试系统是本测试平台的控制中心；所述电源调理模块是集合多路直流电源的供电模块；所述接口调理以及信号调理模块连接激励信号产生与信号传输模块与待测试模块，并完成信号预处理；所述激励信号产生与信号传输模块完成激励信号的产生以及待测信号的采集。
具体地，所述电源调理模块包含：反激电源与电源调理PCB。反激电源主要为电压转换电路所需的运算放大器提供电源电压。电源调理PCB则是把不同的电压有序分隔开，便于不同待测模块复用。
具体地，所述接口调理以及信号调理电路模块包含：直流电压转换电路，交直流转换电路，接口端子。针对不同模块的输入输出接口特性，设计了针对每个模块的调理电路。用户在使用时需要一一对应待测模块与其接口调理及信号调理模块，将对应调理模块直接插在电源模块上。
具体地，所述的激励信号产生与信号传输模块包括：数据采集卡，CANUSB适配器，可支持基于USB的信号处理，以及模块之间的CAN通讯。
具体地，所述测试系统在LabWindows/CVI软件开发环境下，完成检测的全部软件设计，包括人机交互界面，激励信号产生，输出信号采集，错误诊断以及测试报表产生等功能。在程序中将各类型的信号产生读取，整合为统一的功能函数模块。对于拥有相同测试需求的不同的待测试硬件模块可以调用相同的测试功能模块函数，提高代码的通用性。同时，也便于用户的二次开发。软件系统的第一层主是主函数，它主要是调出整个人机交互面板。第二层是测试模块函数，不同的测试模块函数中整合了该模块的测试需求，包含了不同的测试功能函数。最里面的一层就是测试功能函数,包括：(1)模拟信号读取，用于完成采集用户需要模拟信号的功能；(2)模拟信号产生，用于完成输出用户所需要的模拟信号的功能；(3)数字信号读取和数字信号产生，分别用于完成数字信号的采集和输出的功能；(4)频率信号读取和频率信号产生，分别用于完成频率信号的采集和输出的功能；(5)CAN信号处理，用于完成CAN通讯中的报文接收和发送的功能；(6)测试报表生成，用于完成自动在Excel文档中生成测试报表的功能。
优选地，所述错误诊断是测试系统核心环节，将实测信号与采用用户自定义的理想值进行比对，在设定的允许误差范围内判定实测信号是否符合规定，以此判定对应等离子电源硬件电路工作是否正常。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中人机交互界面友好，测试操作简单，很好地改善人工操作时漏检错检的情况，同时，自动化的检测方法测试料率也有显著提高。
2、本发明基于LabWindows/CVI软件开发环境，用户二次开发简单。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为基于LabWindows开发环境的等离子电源自动测试平台整体框图；
图2为基于LabWindows开发环境的测试系统结构图；
图3为基于LabWindows开发环境的测试系统信号分析与错误诊断流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1所示，本发明提供的基于LabWindows/CVI软件开发环境的等离子电源硬件电路自动平台，由以下部件组成：PC机1台，电源调理模块1套，接口调理以及信号调理模块1套，激励信号产生与信号传输模块1套，测试系统1套。
用户可以按照以下方法使用本发明所提供的侧视平台，首先，按照要求将PC，电源调理模块，接口调理与信号调理模块，信号传输模块与待测试的等离子电源硬件电路模块对应连接。然后，在PC上运行测试系统。在测试系统的主界面，用户根据需要点击界面上的测试模块，可以进入不同模块的测试界面。
图2所示，测试系统根据用户在人机交互界面选择的待测试模块，产生相应的激励信号需求。激励信号由激励信号产生与信号传输模块根据测试系统相应的激励信号需求产生，在经过接口调理和信号调理模块后，最终送达待测试等离子电源硬件电路模块，完成测试环境配置。
然后，测试系统根据用户实时地数据采集需要，采集待测试等离子电源硬件电路模块输出信号，将其与用户输入的理想值(或默认理想值)作对比。最后，结合误差范围，判定待测试模块错误诊断的结果，并将结果显示在人机交互界面上。同时，用户可以根据需要查阅测试报表。如图3所示。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台，其特征在于，包括PC，测试系统、电源调理模块、接口调理和信号调理模块、激励信号产生与信号传输模块，所述PC是所述测试系统的运行平台，所述测试系统是测试平台的控制中心，所述电源调理模块是集合多路直流电源的供电模块，所述接口调理和信号调理模块连接激励信号产生与信号传输模块，所述接口调理和信号调理模块连接等离子电源硬件电路待测模块，完成信号预处理功能，所述激励信号产生与信号传输模块完成激励信号的产生以及待测试信号的采集；
所述测试系统包含人机交互界面、激励信号产生、输出信号采集、错误诊断以及测试报表产生的功能；
所述测试系统基于LabWindows/CVI软件开发环境下，完成全部软件设计的编写；在软件程序中将各类型的信号产生读取，整合为统一的功能函数模块；
所述测试系统结构包括从外到内的三层，第一层是主函数，用于调出人机交互界面，人机交互界面上包含了不同的等离子电源硬件电路待测模块，用户能够在人机交互界面上设定测试需求；第二层是测试模块函数，不同的测试模块函数中整合了等离子电源硬件电路待测模块的测试需求，包含了不同的测试功能函数；第三层是测试功能函数，包括：（1）模拟信号读取，用于完成采集用户需要模拟信号的功能；（2）模拟信号产生，用于完成输出用户所需要的模拟信号的功能；（3）数字信号读取和数字信号产生，分别用于完成数字信号的采集和输出的功能；（4）频率信号读取和频率信号产生，分别用于完成频率信号的采集和输出的功能；（5）CAN信号处理，用于完成CAN通讯中的报文接收和发送的功能；（6）测试报表生成，用于完成自动在Excel文档中生成测试报表的功能；
所述电源调理模块包括反激电源与电源调理PCB，反激电源为自动测试平台的电压转换电路所需的运算放大器提供电源电压，电源调理PCB把不同的电压有序分隔开，便于不同等离子电源硬件电路待测模块复用；
所述接口调理和信号调理模块包含：直流电压转换电路，交直流转换电路，接口端子；针对不同等离子电源硬件电路待测模块的输入输出接口特性，设计了针对每个等离子电源硬件电路待测模块的接口调理和信号调理模块，用户在使用时需要一一对应等离子电源硬件电路待测模块与其接口调理和信号调理模块，将对应的接口调理和信号调理模块直接插在等离子电源硬件电路待测模块上；所述接口调理和信号调理模块完成信号的预处理，满足高低电平转换、交直流转换的需要，同时，将等离子电源硬件电路待测模块的接口端子与测试平台的接口端子一一对应；
所述接口调理和信号调理模块中，接口调理使用防反插的接口端子，从而可简化测试复杂度和出错率，提高测试效率。
2.根据权利要求1所述的基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台，其特征在于，所述激励信号产生与信号传输模块完成测试系统与等离子电源硬件电路待测模块的信息交互，一方面完成待测试信号从等离子电源硬件电路待测模块传输到测试系统，另一方面完成按测试系统的需求产生激励信号并传输到等离子电源硬件电路待测模块的功能。
3.根据权利要求1所述的基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台，其特征在于，所述接口调理和信号调理模块与所述电源调理模块之间通过统一规格的接口端子连接，不同的接口调理和信号调理模块能够共用同一电源调理模块。
4.一种基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试方法，其特征在于，采用权利要求1所述的基于LabWindows/CVI的等离子电源电路自动测试平台完成，具体包括：
按照要求将PC，电源调理模块，接口调理和信号调理模块，激励信号产生与信号传输模块与等离子电源硬件电路待测模块对应连接；
在PC上运行测试系统软件，在测试系统软件的主界面，用户根据需要点击主界面上的等离子电源硬件电路待测模块，进入不同等离子电源硬件电路待测模块的测试界面；
测试系统软件根据用户在主界面选择的等离子电源硬件电路待测模块，产生相应的激励信号需求；
激励信号由激励信号产生与信号传输模块根据测试系统软件相应的激励信号需求产生，在经过接口调理和信号调理模块后，最终送达等离子电源硬件电路待测模块，完成测试环境配置；
测试系统软件根据用户实时的数据采集需要，采集等离子电源硬件电路待测模块的输出信号，将其与用户输入的理想值作对比；
结合误差范围，判定等离子电源硬件电路待测模块的输出信号是否正确，并将测试结果正确与否的信息显示在人机交互界面上，同时，根据需要可查阅测试报表。
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