CN114280477A - 一种驱动装置寿命测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驱动装置寿命测试系统，所述系统包括试验箱；串口触摸屏；电流传感器；工控板；固态继电器；以及电源模块。本发明所提供的驱动装置寿命测试系统集成为一个独立的小试验箱，体积小，便于移动，便于设备管理、对外接线简单，外部只需要提供一路直流+28V电源，设备成本较低。

Description

一种驱动装置寿命测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域，具体涉及一种无刷电机驱动逻辑控制电路。

背景技术

现有技术对驱动装置进行寿命的方式为：利用驱动装置通电试验器给驱动装置供电,另外需要一台28V稳压电源、一台工控机、显示器、AD采集卡、继电器板卡、电流传感器和多根测试电缆配合，通过编写的专用测试软件进行测试。

该方法存在以下几种情况：1、需要多个外部设备配合使用，不好搬运、不好管理；2、外部接线相对繁琐，每次测试前需要大量的准备工作和检查工作；3、测试要求简单，但设备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决设备成本高，且需要多个设备配合使用，外部接线相对繁琐，每次测试前需要大量的准备工作和检查工作等等一系列问题。

本发明为了达到上述目的，提供了一种驱动装置寿命测试系统，所述系统包括

试验箱，承载整个测试系统箱体，包括上盖、面板和箱体；

串口触摸屏，设置在所述试验箱面板上，用于进行数据显示和输入所述测试系统的测试指令；

电流传感器，设置在所述试验箱中，用于接收所述待测驱动装置的工作电流信号并将其转换为电压信号；

工控板，设置在所述试验箱中，用于接收所述串口触摸屏发送的测试指令并将测试数据发送给串口触摸屏，接收所述电流传感器的电压信号后生成工作命令；

固态继电器，设置在所述试验箱中，用于接收所述工控板发出的工作命令后控制所述待测驱动装置对应信号的接通/断开；

电源模块，设置在所述试验箱中，用于提供所述驱动装置寿命测试系统的工作电源。

本发明所提供的驱动装置寿命测试系统，还具有这样的特征，所述工控板包括STM32103ZE核心控制器，配有8路12位AD采集、13路光耦隔离输出和4路RS232通讯接口。

本发明所提供的驱动装置寿命测试系统，还具有这样的特征，所述8路12位AD采集中，输入范围为0-10V，采用通道0采集电流传感器输出电压信号；

所述13路光耦隔离输出口连有MOS，用以直接驱动继电器，利用通道0、通道1和通道2分别控制三路固态继电器。

所述4路RS232通讯接口的串口1与所述串口触摸屏进行通讯。

本发明所提供的驱动装置寿命测试系统，还具有这样的特征，所述串口触摸屏支持6-35V电源工作范围，采用标准RS232串口通讯，波特率组稿921600bps，支持多种语种字库、图片、二维码显示，支持数字和中英文录入，支持多角度屏幕旋转。

本发明所提供的驱动装置寿命测试系统，还具有这样的特征，所述固态继电器包括输入电路、隔离电路和输出电路；

所述输入电路采用恒流4-7V直流电压控制；

所述隔离电路采用光电隔离型SSR；

所述输出电路采用SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换，最大电压50V。

本发明的另一目的在于，提供一种基于上述任一项所述测试系统的驱动装置寿命测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

S1：设置测试参数；

S2：按照S1设置的测试参数进行被测驱动装置正传和反转工作，定时采集换向信号，当换向信号大于门限值时，进行换向工作，循环次数加一；

S3：对S2获取循环次数，进行定时显示；

S4：对S2定时采集换向信号进行监控，当换向信号持续大于门限值的时间超过时间阈值时，自动断开外部测试控制信号；

S5：保存当前显示参数。

本发明所提供的驱动装置寿命测试方法，还具有这样的特征，所述S1中测试参数的设置通过所述串口触摸屏实现；

所述串口触摸屏上设置一个数值输入控件、一个数值显示控件和三个按钮开关控件；

所述数值输入控件、所述数值显示控件和所述三个按钮开关控件均设有对应寄存器。

本发明所提供的驱动装置寿命测试方法，还具有这样的特征，所述S2包括如下步骤：

S2.1：工控板循环扫描RS232串口接收数据量，当数据量不为零时，开始接收串口数据，将收到数据按照规定的协议进行解包，识别指令和数据，并按指令控制DO口给固态继电器送低电平或高电平，控制正转信号、反转信号或制动器接通或断开；

S2.2：将数据作为正反转循环工作的总次数，每进行一次正反转工作，循环次数加一，当循环次数等于总次数时，工控板依次断开正反转和制动器对应的固态继电器控制信号。

本发明所提供的驱动装置寿命测试方法，还具有这样的特征，所述S3包括：工控板会将总循环次数和当前的循环次数通过RS232串口发送到串口触摸屏，串口触摸屏对其进行解析，把数据按位提取给对应显示控件寄存器进行显示。

本发明所提供的驱动装置寿命测试方法，还具有这样的特征，所述S4包括工控板在测试过程中对电流传感器输出口给工控板AD采集口送的电压值的定时扫描。

本发明所提供的驱动装置寿命测试方法，还具有这样的特征，所述S5还包括对当前测试的暂停或停止，所述对当前测试的停止包括利用I 2C的方式对总循环次数和当前的循环次数进行保存。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所提供的驱动装置寿命测试系统集成为一个独立的小试验箱，体积小，便于移动，便于设备管理、对外接线简单，外部只需要提供一路直流+28V电源，设备成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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。

图1：本发明实施例所提供的驱动装置寿命测试系统的原理图；

图2：本发明实施例所提供的驱动装置寿命测试系统的试验箱结构图；

图3：本发明实施例所提供的驱动装置寿命测试系统的面板的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的测试系统及测试电路作具体阐述。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

如图1-3所示，提供一种驱动装置寿命测试系统，所述系统包括

试验箱，承载整个测试系统箱体，包括上盖、面板和箱体；串口触摸屏，设置在所述试验箱面板上，用于进行数据显示和输入所述测试系统的测试指令；

电流传感器，设置在所述试验箱中，用于接收所述待测驱动装置的工作电流信号并将其转换为电压信号；

工控板，设置在所述试验箱中，用于接收所述串口触摸屏发送的测试指令并将测试数据发送给串口触摸屏，接收所述电流传感器的电压信号后生成工作命令；

固态继电器，设置在所述试验箱中，用于接收所述工控板发出的工作命令后控制所述待测驱动装置对应信号的接通/断开；

电源模块，设置在所述试验箱中，用于提供所述驱动装置寿命测试系统的工作电源。

试验箱箱体底板上安装有设备总电源开关电源模块3、电源模块5、固态继电器9、电流传感器10和工控板11，面板15上设有连接被测产品插座7、信号测试孔8、串口触摸屏12、供电监控电压表4、设备总电源开关13、28V电源外接线柱1、保险丝14、保险丝座2以及被测产品电流监控电流表6。

在部分实施例中，所述电流传感器的工作电源5V，测量5A电流，对应模拟量输出185mV/A,没有检测电流通过时，输出电压是2.5V,传感器尺寸32mm*14mm。

在部分实施例中，所述工控板包括STM32103ZE核心控制器，配有8路12位AD采集、13路光耦隔离输出和4路RS232通讯接口。所述8路12位AD中，输入范围为0-10V，采用通道0采集电流传感器输出电压信号。所述13路光耦隔离输出口加MOS可以直接驱动继电器，利用通道0、通道1和通道2分别控制三路固态继电器。所述4路RS232通讯接口，利用串口1与串口触摸屏进行通讯。利用编写工控板软件调用2路AD采集分别采集电压反馈和电流传感器输出，用于判断驱动装置的位置和运动状态，可以有效的进行正反转的换向和堵转过流保护；调用3路光耦隔离输出控制个固态继电器，分别控制正转信号、反转信号和制动解锁信号。通过RS232通讯接口与串口触摸屏连接，利用编写的工控板软件调用RS232串口与串口触摸屏进行通讯，将循环次数上报给串口触摸屏，由串口触摸屏进行显示。通过串口触摸屏人为输入的总循环次数，由写入的串口触摸屏控制程序调用RS232串口发送给工控板，用于工控板控制驱动装置的运动次数。

在部分实施例中，所述串口触摸屏支持6-35V电源工作范围，采用标准RS232串口通讯，波特率组稿921600bps，支持多种语种字库、图片、二维码显示，支持数字和中英文录入，支持多角度屏幕旋转。

在部分实施例中，所述固态继电器包括输入电路、隔离和输出电路，输入采用恒流4-7V直流电压控制，隔离采用光电隔离型SSR，输出电路采用SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换，最大电压50V。

在部分实施例中，所述电源模块输入电压范围9-50V，工作温度-55℃-+105℃，可靠运行时间2×105h，开关频率300-500KHZ。

上述实施例所提供的测试系统的工作流程如下：

按被测产品通过连接被测产品插座与测试设备进行连接，打开测试设备前面板上的设备总电源开关，将测试循环次数通过串口触摸屏上的测试界面进行输入，点击测试界面上的开始按钮，串口触摸屏将循环次数通过串口发送到工控板，工控板控制软件进行循环次数判断，如未达到循环次数，则调用工控板DA口控制固态继电器，将被测产品的制动器解锁，将正转信号或反转信号送给被测产品，调用工控板AD口，实时对被测产品的工作电流进行监控，当发现工作电流大于1.2A时，调用工控板DA口控制固态继电器，将当前的转动信号断开，接通另一路转动控制信号，完成被测产品换向，重复运行，直到循环次数达到输入值后，调用工控板DA口控制固态继电器，断开转动信号，制动器锁定。工控板控制软件中还设计了产品保护程序，当监控电流大于1.2A时间超过5秒，调用工控板DA口控制固态继电器，断开转动信号，制动器锁定，防止产品由于换向故障造成产品损坏。在串口触摸屏测试界面上还设有暂停按钮，当产品在测试过程中需要中断，可以点击此按钮，让测试停止，并保存当前循环次数和总循环次数，下次测试开始时，点击开始按钮，会从上次的循环继续开始测试。

在部分实施例中，提供一种驱动装置寿命测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

S1：设置测试参数；

S2：按照S1设置的测试参数进行被测驱动装置正传和反转工作，定时采集换向信号，当换向信号大于门限值时，进行换向工作，循环次数加一；

S3：对S2获取循环次数，进行定时显示；

S4：对S2定时采集换向信号进行监控，当换向信号持续大于门限值的时间超过时间阈值时，自动断开外部测试控制信号；

S5：保存当前显示参数；

在部分实施例中，所述S1包括：串口触摸屏上设置一个数值输入控件、一个数值显示控件和三个按钮开关控件，每个控件都会有对应寄存器，操作串口触摸屏时上的数值输入控件时，输入控件会将输入的数据或存入对应的寄存器；操作按钮开关控件时，会将输入数据和开关对应的寄存器地址和状态进行组包，按照规定协议通过RS232串口下发到工控板。

在部分实施例中，所述S2包括：工控板循环扫描RS232串口接收数据量，当数据量不为零时，开始接收串口数据，将收到数据按照规定的协议进行解包，识别指令和数据，并按指令控制DO口给固态继电器送低电平或高电平，控制正转信号、反转信号或制动器接通或断开；将数据作为正反转循环工作的总次数，每进行一次正反转工作，循环次数加一，当循环次数等于总次数时，工控板依次断开正反转和制动器对应的固态继电器控制信号。

在部分实施例中，所述S3包括：工控板会将总循环次数和当前的循环次数通过RS232串口发送到串口触摸屏，串口触摸屏根据规定协议进行解析，把数据按位提取给对应显示控件寄存器进行显示。

在部分实施例中，所述S4包括：由于测试过程是自动的，没有专人值守，所以当发生一些突发故障时，必须对被测产品有一种保护机制，工控板在整个测试过程中都定时扫描电流传感器输出口给工控板AD采集口送的电压值，当换向信号持续大于门限值的时间超过时间阈值时，会判断为被测产品处于故障状态，工控板DO口会给转动控制和制动器的固态继电器送低电平，断开转动信号和制动器信号。

在部分实施例中，所述S5包括：串口触摸屏上设置暂停和停止按钮。停止按钮是对之前做的测试不认可，需要重新开始，不会存储总循环数和当前的循环次数。但在测试过程中可能需要对被测产品进行测试中检查，需要停止后，下次还能接着上次继续工作，这是可以利用暂停按钮，将会利用I 2C的方式保存总循环次数和当前的循环次数，下次点击串口触摸屏开始时，工控板会将总循环次数和当前的循环次数通过RS232串口发送到串口触摸屏，串口触摸屏根据规定协议进行解析，把数据按位提取给对应显示控件寄存器进行显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种驱动装置寿命测试系统，其特征在于，所述系统包括

试验箱，承载整个测试系统箱体，包括上盖、面板和箱体；

串口触摸屏，设置在所述试验箱面板上，用于进行数据显示和输入所述测试系统的测试指令；

电流传感器，设置在所述试验箱中，用于接收所述待测驱动装置的工作电流信号并将其转换为电压信号；

工控板，设置在所述试验箱中，用于接收所述串口触摸屏发送的测试指令并将测试数据发送给串口触摸屏，接收所述电流传感器的电压信号后生成工作命令；

固态继电器，设置在所述试验箱中，用于接收所述工控板发出的工作命令后控制所述待测驱动装置对应信号的接通/断开；

电源模块，设置在所述试验箱中，用于提供所述驱动装置寿命测试系统的工作电源。

2.根据权利要求1所述的驱动装置寿命测试系统，其特征在于，所述工控板包括STM32103ZE核心控制器，配有8路12位AD采集、13路光耦隔离输出和4路RS232通讯接口。

3.根据权利要求2所述的驱动装置寿命测试系统，其特征在于，所述8路12位AD采集中，输入范围为0-10V，采用通道0采集电流传感器输出电压信号；

所述13路光耦隔离输出口连有MOS，用以直接驱动继电器，利用通道0、通道1和通道2分别控制三路固态继电器。

所述4路RS232通讯接口的串口1与所述串口触摸屏进行通讯。

4.根据权利要求1所述的驱动装置寿命测试系统，其特征在于，所述串口触摸屏支持6-35V电源工作范围，采用标准RS232串口通讯，波特率组稿921600bps，支持多种语种字库、图片、二维码显示，支持数字和中英文录入，支持多角度屏幕旋转。

5.根据权利要求1所述的驱动装置寿命测试系统，其特征在于，所述固态继电器包括输入电路、隔离电路和输出电路；

所述输入电路采用恒流4-7V直流电压控制；

所述隔离电路采用光电隔离型SSR；

所述输出电路采用SSR的功率开关直接接入电源与负载端，实现对负载电源的通断切换，最大电压50V。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述测试系统的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：

S1：设置测试参数；

S2：按照S1设置的测试参数进行被测驱动装置正传和反转工作，定时采集换向信号，当换向信号大于门限值时，进行换向工作，循环次数加一；

S3：对S2获取循环次数，进行定时显示；

S4：对S2定时采集换向信号进行监控，当换向信号持续大于门限值的时间超过时间阈值时，自动断开外部测试控制信号；

S5：保存当前显示参数。

7.根据权利要求6所述的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述S1中测试参数的设置通过所述串口触摸屏实现；

所述串口触摸屏上设置一个数值输入控件、一个数值显示控件和三个按钮开关控件；

所述数值输入控件、所述数值显示控件和所述三个按钮开关控件均设有对应寄存器。

8.根据权利要求6所述的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述S2包括如下步骤：

S2.1：工控板循环扫描RS232串口接收数据量，当数据量不为零时，开始接收串口数据，将收到数据按照规定的协议进行解包，识别指令和数据，并按指令控制DO口给固态继电器送低电平或高电平，控制正转信号、反转信号或制动器接通或断开；

S2.2：将数据作为正反转循环工作的总次数，每进行一次正反转工作，循环次数加一，当循环次数等于总次数时，工控板依次断开正反转和制动器对应的固态继电器控制信号。

9.根据权利要求6所述的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述S3包括：工控板会将总循环次数和当前的循环次数通过RS232串口发送到串口触摸屏，串口触摸屏对其进行解析，把数据按位提取给对应显示控件寄存器进行显示。

10.根据权利要求6所述的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述S4包括工控板在测试过程中对电流传感器输出口给工控板AD采集口送的电压值的定时扫描。

11.根据权利要求6所述的驱动装置寿命测试方法，其特征在于，所述S5还包括对当前测试的暂停或停止，所述对当前测试的停止包括利用I 2C的方式对总循环次数和当前的循环次数进行保存。

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