CN112859806A - 数字量输入输出模块测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字量输入输出模块测试系统及测试方法，其中该系统包括：电压信号转换装置，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端连接，在工控机的控制下将输入电压转换为电压测试信号；向数字量输入输出模块输入电压测试信号；信号发生器，与工控机和数字量输入输出模块的模拟输入端连接，在工控机的控制下产生模拟测试信号；向数字量输入输出模块输入模拟测试信号；工控机，还与数字量输入输出模块的数字输出端和模拟输出端连接，用于接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。本发明可以提升数字量输入输出模块整机测试效率与质量。

Description

数字量输入输出模块测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆网络控制技术领域，尤其涉及一种数字量输入输出模块测试系统及测试方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

数字量输入输出模块的性能测试，主要包括针对车辆网络控制系统中的输入输出模块整机，以及组成数字量输入输出模块的DC110V/DC24V输入板卡、DC110V输出板卡、模拟量输入/输出板卡、电源板卡、CPU板卡、TRDP/MVB通讯板卡等板卡进行的功能试验，其中包括350公里标动数字量输入输出模块和250公里标动数字量输入输出模块中的整机和板卡。该类板卡主要由各类元器件通过PCB焊接，形成一个可实现一定功能的电路板。其中，电源板卡主要功能是在输入DC110V电压情况下，输出其他控制类板卡所需要的DC24V或DC5V电压，从而实现在列车运行过程中对列车设备采集DC110V或者DC24V的数字量输入信号。或者，也可以采集模拟量输入信号，并通过多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，MVB)或以太网接收列车网络控制系统的控制指令，并使其输出DC110V的数字量信号。数字量输入输出模块的应用，保证了列车在不同工况下，实现轨道车辆网络控制，保障全列车的有效控制和安全运行。

为了确保数字量输入输出模块的可靠性，需要对数字量输入输出模块的性能进行测试。电气性能是数字量输入输出模块的关键性能，出厂前必须进行相应的例行试验。更具体的，对于电源板卡的试验主要包括输出电压值，拉偏要求，指示灯状态等；DC110V输入板卡、DC110V输出板卡则主要对采集数字量信号和输出信号进行测试；TRDP/MVB通讯板卡则主要对采集到的数字量信号进行传输测试。

目前，数字量输入输出模块的电气测试都是通过板卡上电后进行检查板卡上的指示灯状态，用专用工装进行检查，没有系统完善的自动测试设备，存在自动化程度低、测试项点不全、测试过程可靠性低、安全风险高等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种数字量输入输出模块测试系统，用以实现对于数字量输入输出模块测试过程的全自动化，提升了数字量输入输出模块整机测试效率与质量，该系统包括：

工控机、电压信号转换装置、信号发生器和数字量输入输出模块；

其中，电压信号转换装置，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端分别连接，用于在工控机的控制下将输入电压转换为电压测试信号；向数字量输入输出模块输入电压测试信号；

信号发生器，与工控机和数字量输入输出模块的模拟输入端分别连接，用于在工控机的控制下产生模拟测试信号；向数字量输入输出模块输入模拟测试信号；

工控机，还与数字量输入输出模块的数字输出端和模拟输出端连接，用于接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。

本发明实施例还提供一种数字量输入输出模块测试方法，用以实现对于数字量输入输出模块测试过程的全自动化，提升了数字量输入输出模块整机测试效率与质量，该方法包括：

控制电压信号转换装置将输入电压转换为电压测试信号；和/或，控制信号发生器产生模拟测试信号；

当电压信号转换装置将电压测试信号输入数字量输入输出模块，和/或，信号发生器将模拟测试信号输入数字量输入输出模块后，接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；

根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数字量输入输出模块测试方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述数字量输入输出模块测试方法的计算机程序。

本发明实施例中，通过工控机控制电压信号转换装置和信号发生器产生测试数字量输入输出模块时所需使用的电压测试信号和/或模拟测试信号，并获取数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号作用下的运行数据，工控机根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。这样一来，直接通过工控机对数字量输入输出模块整机进行测试即可确定各个板卡的工作状态，无需如现有技术一般对各个板卡单独测试，避免待测件在各仪器间反复拆装，实现了自动化测试，提升了测试效率；并且，通过工控机自动检测各个板卡的工作状态，减少了因人员检测时出现的错误，增加了数字量输入输出模块的可靠；同时，在测试过程中无需直接接触被测件，也提升了测试人员的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中一种数字量输入输出模块测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种电压信号转换装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种电源箱的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种机柜的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种数字量输入输出模块测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例中提供了一种数字量输入输出模块测试系统，如图1所示，该系统包括工控机、电压信号转换装置、信号发生器和数字量输入输出模块。

其中，电压信号转换装置，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端分别连接，用于在工控机的控制下将输入电压转换为电压测试信号；向数字量输入输出模块输入电压测试信号。

信号发生器，与工控机和数字量输入输出模块的模拟输入端分别连接，用于在工控机的控制下产生模拟测试信号；向数字量输入输出模块输入模拟测试信号。

工控机，还与数字量输入输出模块的数字输出端和模拟输出端连接，用于接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。该工作状态包括正常状态和异常状态。

具体的，工控机中安装有测试软件，通过测试软件可以控制电压信号转换装置将输入电压转换为不同电压值的电压测试信号，该电压值根据板卡对于电压的需求确定，比如说，将输入电压转换为110V的电压测试信号来测试DC110V输入板卡和DC110V输出板卡；将输入电压转换为24V的电压测试信号来测试DC24V输入板卡。此外，由于电源板卡需要测试电压输入拉偏，工控机还可以控制电压信号转换装置将输入电压转换为任意在拉偏电压范围内的电压。

此外，测试软件可切换不同通讯协议的通讯测试，可同时适配MVB协议和TRDP协议。

在进行数字量输入输出模块的测试时，将数字量输入输出模块插入对应的测试位，通过对应的连接线将数字量输入输出模块和电压信号转换装置、信号发生器进行连接，通过工控机上的测试软件，控制电压信号转换装置和信号发生器产生测试信号对数字量输入输出模块进行性能测试。

运行数据为各个板卡在工作过程下产生的各种数据，例如，DC110V输入板卡、模拟量输入板卡的输入值；DC110V输出板卡、模拟量输出板卡的输出值；TRDP/MVB通讯板卡在握手过程中的通讯信号；CPU板卡接收到其他板卡传输的数据后对该些数据的处理结果；电源板卡输出的电压值等。

DC110V输入板卡、DC110V输出板卡、模拟量输入板卡、模拟量输出板卡的工作状态，可以通过比较板卡的输入值与设定的输入值范围、输出值与设定的输出值范围来确定，如果板卡的输入值在设定的输入值范围之内，则DC110V输入板卡、模拟量输入板卡的工作状态为正常状态，否则为异常状态；同理，如果板卡的输出值在设定的输出值范围之内，则DC110V输出板卡、模拟量输出板卡的工作状态为正常状态，否则为异常状态。

TRDP/MVB通讯板卡在寻址时源设备回答一个从帧，该从帧可以被工控机所接收，因此，可以通过检测是否接收到寻址的源设备回答的从帧来确定TRDP/MVB通讯板卡的工作状态。

CPU板卡的工作状态，可以通过比对获取到的处理结果是否完整包含对于各项数据的处理结果来确定。

电源板卡的工作状态，可以通过比对电源板卡输出的电压值是否与电源板卡输出的理论电压值相等来确定。电源板卡上存在指示灯，工控机可以检测到指示灯的状态，并在显示屏上显示该指示灯的状态，与现有技术中需要人眼观察并记录指示灯的状态相比，工控机自动监测避免了忘记观察指示灯状态的情况的出现。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图2所示，电压信号转换装置，包括电源箱和继电器箱，继电器箱中包括至少一个继电器。其中，电源箱，与工控机和继电器箱分别连接，用于在工控机的控制下，将输入电压转换为指定电压信号；将指定电压信号输出至继电器箱。继电器箱，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端分别连接，用于在工控机的控制下将指定电压信号转换为第一数量的电压测试信号；向数字量输入输出模块输入第一数量的测试电压信号。

需要说明的是，不同型号的数字量输入输出模块所需的电压测试信号的数量不同，有些数字量输入输出模块需要多路电压测试信号输入，而电源箱中每个程控电源输出1路指定电压信号，为了满足数字量输入输出模块对于电压测试信号数量的需求，本发明实施例中利用继电器箱将指定电压信号转换为多路电压测试信号。通过工控机控制继电器中每一路的通断，可以控制输出的电压测试信号的数量。

参见图3，电源箱，包括至少一个程控电源和IPAM数据采集模块。每个程控电源的输入端与供电电源和工控机分别连接，输出端与继电器箱连接，用于在工控机的控制下，将供电电源提供的输入电压转换为指定电压信号；将指定电压信号输出至继电器箱；IPAM数据采集模块，输入端与每个程控电源的输出端连接，输出端与工控机连接，用于采集程控电源输出的实际电压信号；通过RS485总线将实际电压信号传输至工控机，以供工控机确定实际电压信号是否与指定电压信号相等。

供电电源可以为市电，即220VAC，或者，还可以为其他电压值的供电装置。

在本发明实施例的另一种实现方式中，系统还包括扫描枪。扫描枪与工控机连接，用于通过扫描数字量输入输出模块上设置的二维码，获取数字量输入输出模块的型号信息；向工控机传输型号信息。工控机，还用于根据扫描枪传输的型号信息，确定程控电源转换的指定电压信号的电压值、继电器箱转换的电压测试信号的第一数量，以及信号发生器产生的模拟测试信号的第二数量。

具体的，扫描枪可以通过USB与工控机连接。不同型号的数字量输入输出模块中包含的板卡不完全相同，比如说，有些数字量输入输出模块中不包含DC24V输入板卡，有些不包含模拟量输入/输出板卡，有些DC110V输入板卡需要5路电压输入，有些需要3路等，针对上述不同，则需要针对性的不输出24V电压测试信号、不输出模拟测试信号、输出5路110V电压测试信号、输出3路110V电压测试信号。

此外，如果二维码中还存储了其他信息，通过扫描枪扫描可以同时获取到该些其他信息。

扫描枪设置之后，工控机可以根据型号信息自动设置指定电压信号的电压值、数量，以及模拟测试信号的数量，该过程无需用户参与，提升了测试效率。

在本发明实施例的一种实现方式中，系统还包括可调电阻。可调电阻，与数字量输入输出模块中模拟量输入/输出板卡并联，模拟量输入/输出板卡通过采集可调电阻的阻值，确定可调电阻的温度；其中，可调电阻的温度作为模拟量输入/输出板卡的输出值，包含在运行数据中。

考虑到用户对于数字量输入输出模块测试结果的打印需求，系统还可以包括打印机。工控机，还用于根据各个板卡的工作状态生成测试报告；打印机，与工控机连接，用于打印工控机生成的测试报告。

在本发明实施例的一种实现方式中，系统还包括警示灯，警示灯与工控机连接：工控机，还用于监测电压信号转换装置和信号发生器的工作状态；警示灯，用于当工控机监测到电压信号转换装置和/或信号发生器的工作状态为异常状态时，通过亮灯示警。其中，警示灯可以通过USB与工控机连接。

需要说明的是，在工控机上电，执行测试软件之后，先进行测试前的准备工作，即通过自检检查测试系统中除数字量输入输出模块外的各器件的硬件是否复位，当硬件均复位，确定测试系统的状态正常；如果硬件未复位，则工控机重新上电，重新执行测试软件。如果重新上电、重新执行测试软件仍不能恢复正常状态，则警示灯亮灯示警。或者，在测试过程中，如果工控机检测到某器件不能正常工作，则通过警示灯亮灯示警。

在本发明实施例的一种实现方式中，系统还包括：紧急停止开关，连接在电源箱和继电器箱之间，用于通过切断电源箱和继电器箱之间的线路，停止向数字量输入输出模块供电。当遇到紧急情况时，用户可以手动切断紧急停止开关，以保障安全。

本发明实施例中，电压信号转换装置和信号发生器分别通过工装线连接器与数字量输入输出模块连接。

在另一种实现方式中，参见图4，还可以将工控机、电压信号转换装置、信号发生器以及系统中其他器件集成在机柜柜体中。

本发明实施例中，通过工控机控制电压信号转换装置和信号发生器产生测试数字量输入输出模块时所需使用的电压测试信号和/或模拟测试信号，并获取数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号作用下的运行数据，工控机根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。这样一来，直接通过工控机对数字量输入输出模块整机进行测试即可确定各个板卡的工作状态，无需如现有技术一般对各个板卡单独测试，避免待测件在各仪器间反复拆装，实现了自动化测试，提升了测试效率；并且，通过工控机自动检测各个板卡的工作状态，减少了因人员检测时出现的错误，增加了数字量输入输出模块的可靠性；同时，在测试过程中无需直接接触被测件，也提升了测试人员的安全性。

本发明实施例中还提供了一种数字量输入输出模块测试方法，如下面的实施例所述。该方法应用于如上述实施例中所述的数字量输入输出模块测试系统中的工控机。

如图5所示，该方法包括步骤501至步骤503：

步骤501、控制电压信号转换装置将输入电压转换为电压测试信号；和/或，控制信号发生器产生模拟测试信号。

步骤502、当电压信号转换装置将电压测试信号输入数字量输入输出模块，和/或，信号发生器将模拟测试信号输入数字量输入输出模块后，接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据。

步骤503、根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。

本发明实施例中，通过工控机控制电压信号转换装置和信号发生器产生测试数字量输入输出模块时所需使用的电压测试信号和/或模拟测试信号，并获取数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号作用下的运行数据，工控机根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。这样一来，直接通过工控机对数字量输入输出模块整机进行测试即可确定各个板卡的工作状态，无需如现有技术一般对各个板卡单独测试，避免待测件在各仪器间反复拆装，实现了自动化测试，提升了测试效率；并且，通过工控机自动检测各个板卡的工作状态，减少了因人员检测时出现的错误，增加了数字量输入输出模块的可靠性；同时，在测试过程中无需直接接触被测件，也提升了测试人员的安全性。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数字量输入输出模块测试方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述数字量输入输出模块测试方法的计算机程序。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种数字量输入输出模块测试系统，其特征在于，所述系统包括：

工控机、电压信号转换装置、信号发生器和数字量输入输出模块；

其中，电压信号转换装置，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端分别连接，用于在工控机的控制下将输入电压转换为电压测试信号；向数字量输入输出模块输入电压测试信号；

信号发生器，与工控机和数字量输入输出模块的模拟输入端分别连接，用于在工控机的控制下产生模拟测试信号；向数字量输入输出模块输入模拟测试信号；

工控机，还与数字量输入输出模块的数字输出端和模拟输出端连接，用于接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压信号转换装置，包括电源箱和继电器箱，继电器箱中包括至少一个继电器；

电源箱，与工控机和继电器箱分别连接，用于在工控机的控制下，将输入电压转换为指定电压信号；将指定电压信号输出至继电器箱；

继电器箱，与工控机和数字量输入输出模块的数字输入端分别连接，用于在工控机的控制下将指定电压信号转换为第一数量的电压测试信号；向数字量输入输出模块输入第一数量的测试电压信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电源箱，包括：

至少一个程控电源，输入端与供电电源和工控机分别连接，输出端与继电器箱连接，用于在工控机的控制下，将供电电源提供的输入电压转换为指定电压信号；将指定电压信号输出至继电器箱；

IPAM数据采集模块，输入端与每个程控电源的输出端连接，输出端与工控机连接，用于采集程控电源输出的实际电压信号；通过RS485总线将实际电压信号传输至工控机，以供工控机确定实际电压信号是否与指定电压信号相等。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

扫描枪，与工控机连接，用于通过扫描数字量输入输出模块上设置的二维码，获取数字量输入输出模块的型号信息；向工控机传输型号信息；

工控机，还用于根据扫描枪传输的型号信息，确定程控电源转换的指定电压信号的电压值、继电器箱转换的电压测试信号的第一数量，以及信号发生器产生的模拟测试信号的第二数量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括可调电阻；

可调电阻，与数字量输入输出模块中模拟量输入/输出板卡并联，模拟量输入/输出板卡通过采集可调电阻的阻值，确定可调电阻的温度；其中，可调电阻的温度包含在运行数据中。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括打印机；

工控机，还用于根据各个板卡的工作状态生成测试报告；

打印机，与工控机连接，用于打印工控机生成的测试报告。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括警示灯，所述警示灯与工控机连接：

工控机，还用于监测电压信号转换装置和信号发生器的工作状态；

警示灯，用于当工控机监测到电压信号转换装置和/或信号发生器的工作状态为异常状态时，通过亮灯示警。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

紧急停止开关，连接在电源箱和继电器箱之间，用于通过切断电源箱和继电器箱之间的线路，停止向数字量输入输出模块供电。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电压信号转换装置和信号发生器分别通过工装线连接器与数字量输入输出模块连接。

10.一种数字量输入输出模块测试方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的数字量输入输出模块测试系统中的工控机，其特征在于，所述方法包括：

控制电压信号转换装置将输入电压转换为电压测试信号；和/或，控制信号发生器产生模拟测试信号；

当电压信号转换装置将电压测试信号输入数字量输入输出模块，和/或，信号发生器将模拟测试信号输入数字量输入输出模块后，接收数字量输入输出模块在电压测试信号和/或模拟测试信号的作用下产生的运行数据；

根据运行数据确定数字量输入输出模块中各个板卡的工作状态。

11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求10所述方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求10所述方法的计算机程序。

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