CN109857092A - Mpu单元试测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路机车MPU单元检测领域，具体是一种MPU单元试测设备及其检测方法。本发明通过软件模拟仿真机车运行环境可实现对机车MPU单元的快速检修检测并能够自动测试并报告的试验设备，提高了机车MPU单元检修的可靠性，大幅降低了检修成本，具体实现的功能有网络性能测试、MPU单元运行逻辑的性能测试、MPU单元故障保护功能测试、MPU单元故障数据下载。

Description

MPU单元试测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及铁路机车MPU单元检测领域，具体是一种MPU单元试测设备及其检测方法。

背景技术

随着微电子技术和分布式现场总线技术的发展,越来越多的列车采用了列车通信网络，逐步实现了列车控制系统的智能化、网络化与信息化，MVB是为轨道车辆专门开发的专用网络,具有通信速率高、实时性好等特点，由于机车部件采用网络化控制只是采用简单的万用表示波器已经不能进行故障检测和故障排查，因此对于网络部件的测试亟待需要提出一种新型的测试方案。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种通过软件模拟仿真机车运行环境可实现对机车MPU单元的快速检修检测并能够自动测试并报告的MPU单元试测设备及其检测方法，提高了机车MPU单元检修的可靠性，大幅降低了检修成本。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种MPU单元试测设备，包括工控计算机、试验软件、MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡、控制开关电源、供电电源、接触器， MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡安装在工控计算机内部，控制开关电源为MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡供电，供电电源输出连接接触器的输入端，接触器的另一端连接被测试元件MPU的供电端口，开关量输出板卡输出端控制接触器的控制线圈端，模拟量采集板卡采集端连接开关电源输出端连接的电压传感器和电流传感器。

优选地，MVB网卡总线类型为MVB总线；接口为PCI接口；传输介质为EMD；通讯功能有端口状态查看、更新时间实时查询、查看消息数据功能、总线管理功能。

优选地，开关量输出板卡接口为PCI接口、输出通道为16路，输出电流2A，输出电平为TTL电平。

优选地，模拟量采集板卡接口为PCI接口、采集通道为16通道、采集量程为0至10v。

优选地，供电电源为220变110V直流电源，输出电流5A，输出精度0.5%，带有过流保护功能，带有短路保护功能。

优选地，试验软件功能包括带有端口数据显示功能、车辆信息显示功能、机车逻辑状态量显示功能、故障数据下载功能、试验信息填写功能、试验数据保存打印功能、历史试验数据查看打印功能。

一种如上所述的MPU单元试测设备的检测方法，包括如下步骤：

（1）启动试验设备总电源，启动工控计算机；

（2）连接试验设备与被测试元件MPU单元的测试电源线、测试mvb电缆、数据下载网线；

（3）运行试验设备的试验软件，试验软件自动初始化，包括MVB网络端口初始化、开关量输出板卡初始化、模拟量采集板卡初始化；

（4）被测试MPU单元电源供电，试验软件发送指令至开关量输出板卡控制接触器吸合，接触器吸合后110v电源为被测试元件MPU单元电源口供电，供电稳定后试验软件自动控制模拟量采集板卡采集通道对电压变送器、电流变送器进行采集，采集数据经试验软件处理计算后显示并记录存入试验报表；

（5）试验开始，试验软件自动对接入检测的MPU单元端口进行扫描，试验软件对扫描到的端口数据分析计算出端口响应时间进行显示并保存记录；

（6）试验软件模拟机车运行环境通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU各个逻辑功能状态；

（7）试验软件模拟机车故障状态下的数据通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU故障保护功能；

（8）试验软件通过工控以太网接口连接MPU单元以FTP协议读取，接入检测MPU内部存储的故障数据并保存到试验设备硬盘；

（9）所有检测项目完成后对数据进行处理和判断，将分析结果存入实验结果报表中。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

通过软件模拟仿真机车运行环境可实现对机车MPU单元的快速检修检测并能够自动测试并报告，提高了机车MPU单元检修的可靠性，大幅降低了检修成本，具体实现了如下功能：（1）网络性能测试：通过MVB网卡，监听MPU的网络端口映射与其端口地址发送的数据，与实际数据进行比对判定；（2）MPU单元运行逻辑的性能测试：通过工控机内试验软件模拟机车运行变量，将变量数据通过通讯板卡发送到MPU单元，然后试验软件再通过控制通讯板卡接收MPU单元反馈的动作指令分析MPU控制逻辑并做出性能和判断；（3）MPU单元故障保护功能测试：试验软件模拟机车故障信号通过MVB网络发送至MPU单元，再通过MVB网络读取MPU单元发出保护指令状态；（4）MPU单元故障数据下载：试验软件通过工控机以太网下载接口连接MPU单元下载接口下载机车故障数据。

附图说明

图1 是本发明实施例MPU单元试测设备的系统框图；

图2 是本发明实施例MPU单元试测设备的原理图；

图3 是本发明实施例MPU单元试测设备软件流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1，一种MPU单元试测设备，包括工控计算机、试验软件、MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡、控制开关电源、供电电源、接触器， MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡安装在工控计算机内部，控制开关电源为MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡供电，供电电源输出连接接触器的输入端，接触器的另一端连接被测试元件MPU的供电端口，开关量输出板卡输出端控制接触器的控制线圈端，模拟量采集板卡采集端连接开关电源输出端连接的电压传感器和电流传感器。

MVB网卡总线类型为MVB总线；接口为PCI接口；传输介质为EMD；通讯功能有端口状态查看、更新时间实时查询、查看消息数据功能、总线管理功能。

开关量输出板卡接口为PCI接口、输出通道为16路，输出电流2A，输出电平为TTL电平。

模拟量采集板卡接口为PCI接口、采集通道为16通道、采集量程为0至10v。

供电电源为220变110V直流电源，输出电流5A，输出精度0.5%，带有过流保护功能，带有短路保护功能。

试验软件功能包括带有端口数据显示功能、车辆信息显示功能、机车逻辑状态量显示功能、故障数据下载功能、试验信息填写功能、试验数据保存打印功能、历史试验数据查看打印功能。

参见图2，12V为电压变送器BV1、电流变送器BA1、模拟量采集板卡K-810A、开关量输出板卡K-840供电，模拟量采集板卡K-810A、开关量输出板卡K-840、MVB网卡安装在工控计算机内部，供电电源GD1输出端正极DY+串联变送器BA1另一端连接接触器KM1输入端。电压变送器BV1并联在控制电源输出正极DY1+和负极110V0两端，接触器KM1输出端分别连接被测试元件电源端正极DY+负极DY-，MVB网卡输出端输出引脚1、2、4、5引脚分别对应连接被测试元件MPU单元MVB网络接口的1、2、4、5引脚。

参见图3，一种如上所述的MPU单元试测设备的检测方法，包括如下步骤：

（1）启动试验设备总电源，启动工控计算机；

（2）连接试验设备与被测试元件MPU单元的测试电源线、测试mvb电缆、数据下载网线；

（3）运行试验设备的试验软件，试验软件自动初始化，包括MVB网络端口初始化、开关量输出板卡初始化、模拟量采集板卡初始化；

（4）被测试MPU单元电源供电，试验软件发送指令至开关量输出板卡控制接触器吸合，接触器吸合后110v电源为被测试元件MPU单元电源口供电，供电稳定后试验软件自动控制模拟量采集板卡采集通道对电压变送器、电流变送器进行采集，采集数据经试验软件处理计算后显示并记录存入试验报表；

（5）试验开始，试验软件自动对接入检测的MPU单元端口进行扫描，试验软件对扫描到的端口数据分析计算出端口响应时间进行显示并保存记录；

（6）试验软件模拟机车运行环境通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU各个逻辑功能状态；

（7）试验软件模拟机车故障状态下的数据通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU故障保护功能；

（8）试验软件通过工控以太网接口连接MPU单元以FTP协议读取，接入检测MPU内部存储的故障数据并保存到试验设备硬盘；

（9）所有检测项目完成后对数据进行处理和判断，将分析结果存入实验结果报表中，测试结束。

本发明通过软件模拟仿真机车运行环境可实现对机车MPU单元的快速检修检测并能够自动测试并报告，提高了机车MPU单元检修的可靠性，大幅降低了检修成本，具体实现了如下功能：

（1）网络性能测试：通过MVB网卡，监听MPU的网络端口映射与其端口地址发送的数据，与实际数据进行比对判定。

（2）MPU单元运行逻辑的性能测试：通过工控机内试验软件模拟机车运行变量，将变量数据通过通讯板卡发送到MPU单元，然后试验软件再通过控制通讯板卡接收MPU单元反馈的动作指令分析MPU控制逻辑并做出性能和判断。

（3）MPU单元故障保护功能测试：试验软件模拟机车故障信号通过MVB网络发送至MPU单元，再通过MVB网络读取MPU单元发出保护指令状态。

（4）MPU单元故障数据下载：试验软件通过工控机以太网下载接口连接MPU单元下载接口下载机车故障数据。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种MPU单元试测设备，包括工控计算机、试验软件、MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡、控制开关电源、供电电源、接触器，其特征在于： MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡安装在工控计算机内部，控制开关电源为MVB网卡、开关量输出板卡、模拟量采集板卡供电，供电电源输出连接接触器的输入端，接触器的另一端连接被测试元件MPU的供电端口，开关量输出板卡输出端控制接触器的控制线圈端，模拟量采集板卡采集端连接开关电源输出端连接的电压传感器和电流传感器。

2.根据权利要求1所述的MPU单元试测设备，其特征在于： MVB网卡总线类型为MVB总线；接口为PCI接口；传输介质为EMD；通讯功能有端口状态查看、更新时间实时查询、查看消息数据功能、总线管理功能。

3.根据权利要求1所述的MPU单元试测设备，其特征在于：开关量输出板卡接口为PCI接口、输出通道为16路，输出电流2A，输出电平为TTL电平。

4.根据权利要求1所述的MPU单元试测设备，其特征在于：模拟量采集板卡接口为PCI接口、采集通道为16通道、采集量程为0至10v。

5.根据权利要求1所述的MPU单元试测设备，其特征在于：供电电源为220变110V直流电源，输出电流5A，输出精度0.5%，带有过流保护功能，带有短路保护功能。

6.根据权利要求1所述的MPU单元试测设备，其特征在于：试验软件功能包括带有端口数据显示功能、车辆信息显示功能、机车逻辑状态量显示功能、故障数据下载功能、试验信息填写功能、试验数据保存打印功能、历史试验数据查看打印功能。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的MPU单元试测设备的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）启动试验设备总电源，启动工控计算机；

（2）连接试验设备与被测试元件MPU单元的测试电源线、测试mvb电缆、数据下载网线；

（3）运行试验设备的试验软件，试验软件自动初始化，包括MVB网络端口初始化、开关量输出板卡初始化、模拟量采集板卡初始化；

（4）被测试MPU单元电源供电，试验软件发送指令至开关量输出板卡控制接触器吸合，接触器吸合后110v电源为被测试元件MPU单元电源口供电，供电稳定后试验软件自动控制模拟量采集板卡采集通道对电压变送器、电流变送器进行采集，采集数据经试验软件处理计算后显示并记录存入试验报表；

（5）试验开始，试验软件自动对接入检测的MPU单元端口进行扫描，试验软件对扫描到的端口数据分析计算出端口响应时间进行显示并保存记录；

（6）试验软件模拟机车运行环境通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU各个逻辑功能状态；

（7）试验软件模拟机车故障状态下的数据通过MVB网卡发送机车状态信息到接入检测的MPU单元，再由试验软件通过MVB网卡读取接入检测的MPU单元发出的控制数据，经过软件分析并显示MPU故障保护功能；

（8）试验软件通过工控以太网接口连接MPU单元以FTP协议读取，接入检测MPU内部存储的故障数据并保存到试验设备硬盘；

（9）所有检测项目完成后对数据进行处理和判断，将分析结果存入实验结果报表中。