CN117031169A - 一种复杂电气盘箱测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气盘箱技术领域，具体地说是一种复杂电气盘箱测试系统及方法，包括系统硬件部分和系统软件部分，本发明同现有技术相比，可以根据待测盘箱的不同，配以不同的测试流程和转接电缆即可完成不同盘箱的测试，符合地面检测设备标准化、模块化、系列化、通用化的发展思路，较人工测试方式都有了很大的提升，具有精度高、效率高、范围广、操作简便等特点，并且设备体积、制造成本都大幅度降低，具有良好的社会效益和可观的经济效益，因此极具推广价值。

Description

一种复杂电气盘箱测试系统及方法

技术领域

本发明涉及电气盘箱技术领域，具体地说是一种复杂电气盘箱测试系统及方法。

背景技术

电气盘箱主要是指接触器盒、继电器盒、配电盒（板）等的统称，一般是由若干个继电器、接触器、开关、电阻、电容、二极管等器件按照一定的逻辑关系连接起来，用来完成某些特定的电路功能。

电气盘箱目前通用的测试方式就是人工检测。即工作者根据盘箱的原理图，先对内部各器件的性能进行检测，然后再用三用表判断盘箱的逻辑关系正确与否，对于一些继电器等器件数量较多、逻辑关系复杂的盘箱，需施加一定的外部激励才能完成，其测试工作量大，所需辅助设备多，并且如果测试时不到位，就会出现逻辑状态不完全正确的电气盘箱交付装机使用，将严重影响飞行安全，进一步的，复杂电气盘箱的测试对人的要求较高，测试结果也会有许多人为因素在内导致的不确定性。

基于以上原因，本发明设计了一种复杂电气盘箱测试系统及方法，通过一套测试设备解决人工测试导致的工作量大，人工失误以及其他不确定性的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种复杂电气盘箱测试系统及方法，通过一套测试设备解决人工测试导致的工作量大，人工失误以及其他不确定性的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种复杂电气盘箱测试设备，包括系统硬件部分和系统软件部分，硬件部分包括：

220V交流供电接口，可扩展继电器板，测试通道，主控板，电源S1，电源S2和嵌入式控制器，220V交流供电接口接收外部电源接入，可扩展继电器板的输入端与主控板通过CAN通信连接，可扩展继电器板的输出端与测试通道连接，主控板分别给电源S1和电源S2供电，电源S1提供给主控板5V/12V的供电，电源S1提供给嵌入式控制器12V的供电，主控板与嵌入式控制通过TCP/IP协议通讯；测试通道还与转接箱连接，转接箱通过转接电缆与待测盘箱连接；

软件部分的功能包括：

TP设计，程序运行，系统校准，报告管理，系统管理和系统自检；

TP设计包括导通表导入，流程解析，测试程序生成和TP管理；

程序运行包括测试流程控制，测试数据实际显示和测试结果生成；

报告管理包括数据导出，查找筛选，报表打印和历史记录删除；

系统自检通过通道自检完成。

主控板包括信号采集，继电器板控制，功能切换，激励源控制，功能测量和LAN通讯。

嵌入式控制器包括512路继电器输入输出通道插座、电源插座、高压检测插座、校准插座、接地柱、VGA、鼠标、键盘、USB接口。

512路继电器通过8个64芯矩形插头CZ1～CZ8引出。

高压检测插座为4芯圆形航插，通过专用高压检测电缆外接数字三用表，进行高压检测，航插1、2脚为直流高压检测脚。

电源S2用于继电器功能测试，输出一路DC0~30V/5A程控电压、两路DC28V/3A电压，用于盘箱多级控制逻辑功能测试时分步加电输出控制。

一种复杂电气盘箱测试系统的测试方法，具备包括以下步骤：

S1，导通测试，即开关、熔断器、按钮及导线等器件的导通状态测试，需要检测出断路、短路、混线、搭壳及触点接触电阻超差等故障，并且导通状态以量化的电阻值表示；

S2，继电器、接触器性能测试，即继电器、接触器电气参数测试，主要包括线圈工作电流或线圈阻值、吸合电压、释放电压、触点接触电阻四项参数；

S3，电阻、电容、二极管等器件性能测试，即电阻阻值、电容容量、二极管正反向压降测试；

S4，延时继电器延时时间测试，即延时继电器延时接通或延时断开的延时时间测试；

S5，电气盘箱逻辑功能测试，即盘箱内所有器件的连接正确性测试，以通路电阻值表示，需要检测出错接、漏接、短路、断路等故障。

本发明同现有技术相比，可以根据待测盘箱的不同，配以不同的测试流程和转接电缆即可完成不同盘箱的测试，符合地面检测设备标准化、模块化、系列化、通用化的发展思路，较人工测试方式都有了很大的提升，具有精度高、效率高、范围广、操作简便等特点，并且设备体积、制造成本都大幅度降低，具有良好的社会效益和可观的经济效益，因此极具推广价值。

附图说明

图1为本发明测试设备原理框图。

图2为本发明转接箱连接示意图。

图3为本发明软件功能框图示意图。

实施方式

现结合附图对本发明做进一步描述。

飞机电气盘箱根据其不同的控制功能，会由继电器、接触器、电阻、电容、二极管、电位计、开关、熔断器等器件中一种或几种、一个或几个组合而成，这就要求研究的自动测试系统要在考虑通用化的要求下包括全部上述器件的检测。

在自动测试系统的结构中，硬件系统结构是整个测试系统的重要组成部分。盘箱自动化测试设备由机箱、嵌入式控制器、主控制板、4块继电器开关矩阵板（根据测试需求，可以再做扩展）、电源S1、电源S2、显示器、键盘、鼠标、输入输出接口等硬件组成，详见图1所示。

其中功能板：

嵌入式控制器使用windows操作系统，并装有专用盘箱功能检测软件，通过VGA口与显示器相连，构成人机交互系统，完成对设备硬件测试命令的下发和检测结果的接收与处理。

主控制板实现功能测试（导体电阻测量、二极管测量、电容测量、继电器驱动电流测量、绝缘电阻测量、继电器门限电压测量、延时继电器延时时间测量等）、功能切换、激励源控制、继电器开关板控制、LAN通讯等。

主控制板与嵌入式控制器采用TCP/IP通信模式，实现检测命令的接收与结果回传，主控制板与继电器开关板之间采用CAN总线方式控制继电器板通道转换。

继电器开关矩阵板主要实现被测通道转换功能；可进行任意两点或一点对多点的通道转换

电源：

电源S1输入AC220V电压，相应输出程控恒流信号，用于导通电阻测试；输出0~1500VDC程控电压信号，用于绝缘电阻测试；输出DC12V，DC5.2V，DC±15V电压，用于给嵌入式控制器、主控制板和继电器板等模块供电。

电源S2主要用于继电器功能测试，输出一路DC0~30V/5A程控电压、两路DC28V/3A电压，用于盘箱多级控制逻辑功能测试时分步加电输出控制。

接口及开关：

主机箱对外接口共包含512路继电器输入输出通道插座、电源插座、高压检测插座、校准插座、接地柱、VGA、鼠标、键盘、USB接口等。

（1）供电接口为标准斜三孔电源插座；

（2）电源开关控制AC220V输入电源接通，为设备内部各模块供电，同时前面板指示灯点亮；

（3）系统上电按钮用于启动嵌入式控制器系统。

（4）继电器输入输出插座提供512路继电器通道的切换，通过8个64芯矩形插头CZ1～CZ8引出；

（5）高压检测接口为4芯圆形航插，通过专用高压检测电缆外接数字三用表，进行高压检测。航插1、2脚为直流高压检测脚；

（6）校准电缆接口通过专用校准电缆连接标准电阻箱，完成对系统的输入输出特性校准；

（7）接地柱连接仪器外壳及AC200V电源地。

（8）鼠标、键盘、VGA、USB接口为盘箱自动化测试设备系统必备接口，实现人机交互基本操作；

转接箱：

由于飞机机型众多，即使是同一型号飞机上的电气盘箱，也会因加改装或生产批次的不同而有一些微小差异，使得逻辑关系各不相同，这也就造成了被测电气盘箱的数量较多，进而造成了与测试系统连接的转接电缆众多，一般情况下，转接电缆都是与图1中测控主机的测试通道的连接器直接对接，但如果测试频繁，就会经常插拔这个连接器，时间久了就容易造成这个连接器的损坏，因这个连接器与继电器板直接连接，更换连接器时可能继电器板也需随之更换，会造成成本和时间上的增加。

为了解决这个弊端，设计增加了一个转接箱装置，见图2所示，即测控主机测试通道的连接器先与转接箱连接，并且保持相对固定状态，待测盘箱通过转接电缆与转接箱连接，当更换待测盘箱时，只需更换转接箱和待测盘箱间的转接电缆，插拔转接箱上的连接器即可，同时为保证多次插拔的可靠性，转接箱上的连接器选取与飞机上同型连接器。

系统软件设计：

为了完成电气盘箱的自动化测试，以Windows操作系统为平台，基于VisualStudio环境，使用C++语言，开发编制的系统测试软件具备TP设计、程序运行、系统校准、报告管理、系统管理、系统自检等功能，可以与主控制板配合实现盘箱性能自动检测。软件功能框图见图3所示。

系统软件主要包括如下部分：

（1）人机操作界面软件

人机操作界面软件功能包括：生成TP、程序执行、检测结果报表、系统自检及用户管理等功能。

（2）盘箱测试导通表生成软件

导通表生成软件功能包括：导通表录入、导通表逻辑判断及逻辑生成、权限控制等功能；

（3）主控机检测控制软件

主控机检测控制功能软件包括：检测路径规划、检测控制命令生成、检测结果分析判断、单步检测或连续检测或人为控制检测、检测结果显示生成等功能；除此之外，软件还具有探棒巡检功能，即当测试信号无法从盘箱连接器取信号时，可以通过设定单探棒或双探棒的形式来完成信号的读取和注入。同时还具有人在线自动提示功能，即当软件自动运行到某一工步，需要提示人为操作的时候，系统会自动弹出对话框，提示操作人员完成相关操作，确认后软件仍可继续自动运行。

（4）系统通信软件

系统通信软件功能包括：主控机向检测矩阵控制计算机发送检测控制命令，并接收其回送状态信息；检测矩阵完成主控系统的控制命令，并回送状态信息等功能；

（5）测试结果管理软件

测试结果管理软件功能包括：检测结果分析处理、被检测盘箱工作状态判断、故障点跟踪、故障排除提示、检测结果及检测人员信息、日期等存储、检测过程复现、以及结果档案建立和输出打印等功能。

测试标准及验证：

完成系统硬件、软件设计后，利用标杆对比法、文献检索法、数理统计法等方法，结合被测盘箱内继电器、接触器、开关、熔断器、二极管等的性能参数，在考虑线路阻值的基础上，确定了自动化测试系统的各项测试标准，详见下表1所示：

以某型飞机1号继电器盒为例，利用电气盘箱自动化测试系统对其进行了检测：

该1号继电器盒共有继电器22个、二极管3个，一般情况下人工测试需要约2h左右，但使用本系统后，测试时间为22min，约相当于人工测试工时的18.3%，提升工效可观。

同时为了验证本系统测试的准确性，又选取了该1号继电器盒内图位号为1525、1526、1527三个继电器，用人工测试方式对其性能参数进行了测试，人工测试结果和设备测试结果对比详见下表2所示，从表中可以看出设备测试结果与人工测试结果相差无几，同时由于设备对于吸合电压和释放电压设置的步进电压为0.2V，所以此二值最小误差是0.2V。由对比可知，电气盘箱自动化测试系统测量准确度还是比较高的，测量结果表明了设备的有效性。

以上仅是本发明的优选实施方式，只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明从整体上解决了现有技术中的电气盘箱通过人工方式测试，导致的工作量大，效率低，风险高等问题，通过设计一套测试设备，实现了精度高、效率高、范围广、操作简便等特点，并且设备体积、制造成本都大幅度降低。

本发明的电气盘箱自动测试系统在测试精度、检测效率、检测范围等方面较人工测试方式都有了很大的提升，具有精度高、效率高、范围广、操作简便等特点，并且设备体积、制造成本都大幅度降低。

另一方面，该测试仪是一个开放式的检测系统，可以根据待测盘箱的不同，配以不同的测试流程和转接电缆即可完成不同盘箱的测试，符合地面检测设备标准化、模块化、系列化、通用化的发展思路， 具有良好的社会效益和可观的经济效益， 因此极具推广价值。

Claims (7)

1.一种复杂电气盘箱测试系统，包括系统硬件部分和系统软件部分，其特征在于，所述硬件部分包括：

220V交流供电接口，可扩展继电器板，测试通道，主控板，电源S1，电源S2和嵌入式控制器，所述220V交流供电接口接收外部电源接入，所述可扩展继电器板的输入端与所述主控板通过CAN通信连接，所述可扩展继电器板的输出端与所述测试通道连接，所述主控板分别给所述电源S1和所述电源S2供电，所述电源S1提供给主控板5V/12V的供电，所述电源S1提供给所述嵌入式控制器12V的供电，所述主控板与所述嵌入式控制通过TCP/IP协议通讯；所述测试通道还与转接箱连接，所述转接箱通过转接电缆与待测盘箱连接；

所述软件部分的功能包括：

TP设计，程序运行，系统校准，报告管理，系统管理和系统自检；

所述TP设计包括导通表导入，流程解析，测试程序生成和TP管理；

所述程序运行包括测试流程控制，测试数据实际显示和测试结果生成；

所述报告管理包括数据导出，查找筛选，报表打印和历史记录删除；

所述系统自检通过通道自检完成。

2.根据权利要求1所述的复杂电气盘箱测试系统，其特征在于，所述主控板包括信号采集，继电器板控制，功能切换，激励源控制，功能测量和LAN通讯。

3.根据权利要求1所述的复杂电气盘箱测试系统，其特征在于，所述嵌入式控制器包括512路继电器输入输出通道插座、电源插座、高压检测插座、校准插座、接地柱、VGA、鼠标、键盘、USB接口。

4.根据权利要求3所述的复杂电气盘箱测试系统，其特征在于，所述512路继电器通过8个64芯矩形插头CZ1～CZ8引出。

5.根据权利要求3所述的复杂电气盘箱测试系统，其特征在于，所述高压检测插座为4芯圆形航插，通过专用高压检测电缆外接数字三用表，进行高压检测，航插1、2脚为直流高压检测脚。

6.根据权利要求1所述的复杂电气盘箱测试系统，其特征在于，所述电源S2用于继电器功能测试，输出一路DC0~30V/5A程控电压、两路DC28V/3A电压，用于盘箱多级控制逻辑功能测试时分步加电输出控制。

7.一种如权利要求1所述的复杂电气盘箱测试系统的测试方法，其特征在于，具备包括以下步骤：

S1，导通测试，即开关、熔断器、按钮及导线等器件的导通状态测试，需要检测出断路、短路、混线、搭壳及触点接触电阻超差等故障，并且导通状态以量化的电阻值表示；

S2，继电器、接触器性能测试，即继电器、接触器电气参数测试，主要包括线圈工作电流或线圈阻值、吸合电压、释放电压、触点接触电阻四项参数；

S3，电阻、电容、二极管等器件性能测试，即电阻阻值、电容容量、二极管正反向压降测试；

S4，延时继电器延时时间测试，即延时继电器延时接通或延时断开的延时时间测试；

S5，电气盘箱逻辑功能测试，即盘箱内所有器件的连接正确性测试，以通路电阻值表示，需要检测出错接、漏接、短路、断路等故障。