CN107247451A - 一种智能集成多路故障注入系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的智能集成多路故障注入系统包括：上位机，其用于产生故障注入指令，故障注入指令包括故障注入目标信息以及故障注入类型信息；故障注入装置，其与上位机进行通信并且包括多个故障注入板卡，每个故障注入板卡包括多个故障注入通路，上位机根据故障注入目标信息从多个故障注入板卡中选择相应的目标故障注入板卡，并且从选中的目标故障注入板卡中选择相应的目标故障注入通路，并且将故障注入指令发送至选中的目标故障注入通路，目标故障注入通路根据故障注入类型信息产生相应类型的故障注入信号；被测设备，其与故障注入通路连接并且接收所述故障注入信号。本发明的智能集成多路故障注入系统能实现多个故障注入板卡和通路的自由组合。

Description

一种智能集成多路故障注入系统
技术领域
本发明一般地涉及电气设备的故障测试领域，具体地涉及一种用于电气设备的故障测试的智能集成多路故障注入系统。
背景技术
为了在不损坏设备的前提下更加准确地衡量、评价电气设备的性能，20世纪70年代初期，故障注入(fault injection)技术应运而生，并在数十年中迅速发展，已成为进行产品测试和系统验证的一种重要技术手段。故障注入是指按照选定的故障模型，用人工的方法有意识地产生故障并施加于特定的被测设备中，以加速该被测设备的错误和失效的发生，同时采集被测设备对所注入故障的反应信息，并对回收信息进行分析，从而提供有关结果的过程。
现有的故障注入系统存在以下缺陷：无法进行多通路自由组合；故障注入通路的允许故障注入电流偏小，无法满足大故障电流注入的需要；上位机和故障注入装置无法实现远程控制。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种智能集成多路故障注入系统，其可以实现多通路自由组合，并且可以提供更大的允许故障注入电流，而且可以实现上位机和故障注入装置的远程控制。
本发明提供的智能集成多路故障注入系统，其包括：上位机，其用于产生故障注入指令，所述故障注入指令包括故障注入目标信息以及故障注入类型信息；故障注入装置，其与所述上位机进行通信并且包括多个故障注入板卡，每个所述故障注入板卡包括多个故障注入通路，所述上位机根据所述故障注入目标信息从所述多个故障注入板卡中选择相应的目标故障注入板卡，并且从选中的所述目标故障注入板卡中选择相应的目标故障注入通路，并且将所述故障注入指令发送至选中的所述目标故障注入通路，所述目标故障注入通路根据所述故障注入类型信息产生相应类型的故障注入信号；被测设备，其与所述故障注入通路连接并且接收所述故障注入信号。
优选地，所述故障注入指令是所述上位机和所述故障注入装置进行通信的报文，所述报文包括故障注入目标的ID信息的故障注入目标信息以及想要生成的故障类型的故障注入类型信息。
优选地，所述ID信息包括想要选择的故障注入板卡和故障注入通路的ID号。
优选地，所述多个故障注入板卡中的至少一个包括功率器件。
优选地，所述功率器件包括晶闸管、双向晶闸管、GTO、MOSFET和IGBT中的一种或者多种。
优选地，所述功率器件的最大电流额定值为40A，最大电压额定值为60V。
优选地，所述被测设备和所述故障注入通路通过通过电镀有金或者银的接线端子相连接。
优选地，所述故障注入板卡中的故障注入电路板的布线经过加宽、加厚以及镀锡处理，所述布线能通过的最大电流额定值为40A。
优选地，所述故障注入类型包括对电源短路、对地短路、对其他管脚短路、开路以及PWM中的一种或者多种。
优选地，所述上位机和所述故障注入装置通过CAN总线进行通信。
根据本发明的上述实施例的智能集成多路故障注入系统，由于上位机生成的故障注入指令包含了故障注入目标信息，所以无论故障注入装置中的故障注入板卡和故障注入通路如何组合，上位机都可以根据该信息将指令发送至与该信息所对应的目标故障注入板卡和目标故障注入通路，所以可以实现多个故障注入板卡和多个故障注入通路的自由组合。
根据本发明的进一步的优选实施例的智能集成多路故障注入系统可以提供更大的允许故障注入电流并且承受更大的允许故障注入电压，而且可以实现上位机和故障注入装置的远程控制，提高了本发明的故障注入系统的配置的灵活性和便携性。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的智能集成多路故障注入系统的示意性配置结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
目前，故障注入技术一般分为：基于硬件的故障注入、基于软件的故障注入以及基于仿真的故障注入。其中硬件故障注入用于完成物理级故障注入，通过改变环境参数干扰硬件或者通过改变集成电路芯片管脚输入达到故障注入的效果。仿真故障注入是在模型仿真过程中，利用某种标准硬件描述语言，改变逻辑值或时间开销来达到故障注入的效果。软件故障注入是通过在软件级生成错误，从而造成硬件级故障，本发明中采用的就是此种方式，通过高低电平的变换来控制继电器的通断，从而模拟不同的故障注入。
图1示出了根据本发明的一个实施例的智能集成多路故障注入系统的示意性配置结构图，该智能集成多路故障注入系统包括上位机、故障注入装置以及被测设备。
上位机用于产生故障注入指令，其可以是现有技术中常规的PC机，也可以是工控机，或者是其他具有智能处理能力的计算机。上位机中安装有诸如NI公司的虚拟仪器工具Labview等上位机软件，该软件提供了图形用户界面以供用户进行人机交互操作。
用户通过操作上位机软件生成故障注入指令。所述故障注入指令可包括故障注入目标信息以及故障注入类型信息。根据本发明的一个实施例，故障注入指令可以是上位机和故障注入装置进行通信的报文，所述报文可以包含诸如故障注入目标的ID信息的故障注入目标信息以及想要生成的故障类型的故障注入类型信息。所述ID信息例如可以包括想要选择的故障注入板卡和故障注入通路的ID号。根据本发明的实施例的故障类型例如可以包括对电源短路、对地短路、对其他管脚短路、开路以及PWM中的一种或者多种。
故障注入装置与所述上位机进行通信并且包括多个故障注入板卡。根据本发明的一个实施例的故障注入装置可以是故障注入机箱。该机箱集成有多个故障注入板卡1～n。每个所述故障注入板卡包括多个故障注入通路1～m，所述上位机根据所述故障注入目标信息(例如上述ID信息)从所述多个故障注入板卡1～n中选择相应(对应于所述ID信息)的目标故障注入板卡，并且从选中的所述目标故障注入板卡中选择相应(对应于所述ID信息)的目标故障注入通路。换言之，所述ID信息包含了所述故障注入指令将要被发送至的目标故障注入板卡和目标故障注入通路的ID信息。进一步地，将所述故障注入指令发送至选中的所述目标故障注入通路，所述目标故障注入通路根据所述故障注入类型信息产生相应类型的故障注入信号。
被测设备与所述故障注入通路连接并且接收所述故障注入信号。其中，被测设备是想要进行故障测试的电气设备，被测设备通过接收故障注入信号，对被测设备进行故障注入，实现对被测设备的故障模拟。
根据本发明的上述实施例的智能集成多路故障注入系统，由于上位机生成的故障注入指令包含了故障注入目标信息(例如故障注入板卡和故障注入通路的ID信息)，所以无论故障注入装置中的故障注入板卡和故障注入通路如何组合，上位机都可以根据该故障注入目标信息将指令发送至与该信息所对应的目标故障注入板卡和目标故障注入通路，所以可以实现多个故障注入板卡和多个故障注入通路的自由组合。
根据本发明的一个优选的实施例，所述多个故障注入板卡中的至少一个还包括功率器件，该功率器件优选地设置在故障注入板卡的故障注入信号输出电路中。所述功率器件包括晶闸管、双向晶闸管、GTO、MOSFET和IGBT中的一种或者多种。由于根据本发明的优选实施例的故障注入板卡设置了功率器件，而功率器件是输出功率比较大的电子元器件，所以提高了本发明的智能集成多路故障注入系统的允许最大故障注入电流的大小，可以模拟更大的短路故障电流。优选地，本发明选用允许通过电流高达40A，允许最大电压60V的功率器件。
根据本发明的一个优选实施例，所述被测设备和所述故障注入通路通过电镀有金或者银的接线端子相连接。诸如铁、铜等接线端子的导电率通常都在20％以下，对于低阻抗要求的连接器无法满足要求，故在表层电镀金或者银等高导电率金属后可降低其阻抗，增强接线端子的导电能力，从而可以进一步提高本发明的故障注入系统的允许最大故障注入电流的大小。
根据本发明的一个优选实施例，所述故障注入板卡中的故障注入电路板的布线经过加宽、加厚以及镀锡处理以增强布线的导电能力，从而使得该布线能通过的最大电流额定值为40A。
根据本发明的一个优选实施例，所述上位机和所述故障注入装置通过CAN总线进行通信。由于CAN总线线束少，所以上位机和故障注入装置之间可以实现远距离通信，实现远程控制，提高了本发明的故障注入系统的配置的灵活性和便携性。
根据本发明的一个优选实施例，本发明的每一个故障注入板卡中的故障注入通路的数量可以为15路，每一路可以连接有一个被测设备，使得本发明的故障注入系统可以同时连接多个被测设备，实现了多路故障注入测试。当然，所述故障注入通路的数量可以根据实际的测试需要进行变化。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能集成多路故障注入系统，其包括：
上位机，其用于产生故障注入指令，所述故障注入指令包括故障注入目标信息以及故障注入类型信息；
故障注入装置，其与所述上位机进行通信并且包括多个故障注入板卡，每个所述故障注入板卡包括多个故障注入通路，所述上位机根据所述故障注入目标信息从所述多个故障注入板卡中选择相应的目标故障注入板卡，并且从选中的所述目标故障注入板卡中选择相应的目标故障注入通路，并且将所述故障注入指令发送至选中的所述目标故障注入通路，所述目标故障注入通路根据所述故障注入类型信息产生相应类型的故障注入信号；
被测设备，其与所述故障注入通路连接并且接收所述故障注入信号。
2.根据权利要求1所述的智能集成多路故障注入系统，其特征在于，所述故障注入指令是所述上位机和所述故障注入装置进行通信的报文，所述报文包括故障注入目标的ID信息的故障注入目标信息以及想要生成的故障类型的故障注入类型信息。
3.根据权利要求2所述的智能集成多路故障注入系统，其特征在于，所述ID信息包括想要选择的故障注入板卡和故障注入通路的ID号。
4.根据权利要求1所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述多个故障注入板卡中的至少一个包括功率器件。
5.根据权利要求2所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述功率器件包括晶闸管、双向晶闸管、GTO、MOSFET和IGBT中的一种或者多种。
6.根据权利要求2或者3所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述功率器件的最大电流额定值为40A，最大电压额定值为60V。
7.根据权利要求1所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述被测设备和所述故障注入通路通过电镀有金或银的接线端子相连接。
8.根据权利要求1所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述故障注入板卡中的故障注入电路板的布线经过加宽、加厚以及镀锡处理，所述布线能通过的最大电流额定值为40A。
9.根据权利要求1所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述故障注入类型信息包括关于对电源短路、对地短路、对其他管脚短路、开路以及PWM中的一种或者多种故障类型的信息。
10.根据权利要求1所述的多路故障注入系统，其特征在于，所述上位机和所述故障注入装置通过CAN总线进行通信。
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