CN204925333U

CN204925333U - Io板的测试系统

Info

Publication number: CN204925333U
Application number: CN201520551357.9U
Authority: CN
Inventors: 郑芬; 徐东玉; 刘清晨; 杨振; 糜尧杰
Original assignee: Shanghai Step Electric Corp; Shanghai Sigriner Step Electric Co Ltd
Current assignee: Shanghai Step Electric Corp; Shanghai Sigriner Step Electric Co Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2025-07-27

Abstract

本实用新型涉及IO板的测试技术，公开了一种IO板的测试系统。本实用新型中，IO板的测试系统，包含：变频器、通用测试板与上位机；变频器的IO板上的端口与通用测试板上的端口对应连接；上位机分别与变频器、通用测试板连接。相对于现有技术而言，是仅采用一块通用测试板，并将测试板上用于测试的端口与变频器上待测的IO板的端口对应连接，这样，用一块测试板就可以完成对变频器的IO板的测试，简化了测试系统，可以降低测试成本；而且，上位机与变频器、通用测试板均相连，利用上位机可以控制通用测试板对变频器上待测的IO板按照事先设置的测试流程进行自动测试，这样，可以简化IO板的测试流程，提高测试效率。

Description

IO板的测试系统

技术领域

本实用新型涉及输入输出(IO)板的测试技术，特别涉及一种IO板的测试系统。

背景技术

IO板是变频器不可缺少的一部分，其质量直接影响变频器的性能，因而IO板的测试是关系到变频器的质量和生产周期的重要环节。

IO板的传统测试方法是人工手动逐项测量，需用到485(串口)转USB(通用串行总线)的转接头、万用表、继电器、电压源、电流源等诸多设备，并配合变频器配套的手操器测量的，测试方法简单易懂，但测试过程需多次用手操器设置参数或查看状态，并多次用万用表测量电压或电流或通断。显然这种方法测试步骤繁琐，需要的器件、设备仪器多，测试成本高，且容易出错，测试过程冗长，测试效率很低，不适用大批量的测试。

而且，对于有拨码开关的IO板，传统的测试方法可能还涉及到4个拨码开关切换，在测试过程中若切换错误，有可能导致电路板元器件烧毁甚至引起安全事故。

另外，传统的测试方法在测试模拟输入和模拟量输出时未经过校正，并只选择了一个测量点计算误差，测出的误差普遍偏大。实际上在变频器应用现场使用时都需先校正才能使用。由此我们可以看出传统的测试方法并不合理，这种测试方法很可能导致有问题的IO板测试通过，而无问题的反而不通过。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种IO板的测试系统，可以简化IO板的测试流程，提高测试效率，而且，可以简化测试系统，降低测试成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种IO板的测试系统，包含：变频器、通用测试板与上位机；

所述变频器的输入输出IO板上的端口与所述通用测试板上的端口对应连接；所述上位机分别与所述变频器、所述通用测试板连接。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，是组建了一个IO板的测试系统，且仅采用一块通用测试板，并将测试板上用于测试的端口与变频器上待测的IO板的端口对应连接，这样，用一块测试板就可以完成对变频器的IO板的测试，简化了测试系统，可以降低测试成本；而且，上位机与变频器、通用测试板均相连，基于本测试系统的结构，可以利用上位机控制通用测试板对变频器上待测的IO板按照事先设置的测试流程进行自动测试，这样，可以简化IO板的测试流程，提高测试效率。

进一步地，所述IO板上包含拨码开关；所述IO板的测试系统还包含检测装置；所述拨码开关与所述IO板上的复用端口连接；所述检测装置一端与拨码开关连接，另一端与所述上位机连接。利用检测装置在测试时先检测复用端口的工作模式，并将检测结果输出至上位机，上位机根据检测结果判断复用端口的工作模式是否正确，并在判定复用端口的工作模式错误时，输出提示信息，以供测试人员调整拨码开关，以免导致电路板元器件烧毁甚至引起安全事故，提高了系统测试的安全性。

另外，所述通用测试板上还包含开关；所述开关连接在所述IO板上的端口与所述通用测试板上的对应端口之间。

另外，所述开关为继电器。

进一步地，所述上位机包含模拟端口校正模块；所述模拟端口校正模块分别与所述变频器、所述通用测试板连接。利用模拟端口校正模块配合变频器及通用测试板对变频器的模拟参数的上限与下限进行校正，可以使模拟端口输入或者输出的模拟量更精确，进而使测试结果更精确。

另外，还包含多芯线；所述变频器的IO板通过所述多芯线与所述通用测试板连接。

另外，所述变频器包含第一串行接口，所述通用测试板包含第二串行接口；所述上位机包含第三串行接口与第四串行接口；所述上位机的第三串行接口与所述变频器的第一串行接口连接，所述上位机的第四串行接口与所述通用测试板的第二串行接口连接。

另外，所述第三串行接口为通用串行总线USB接口；所述IO板的测试系统还包含串口转换器；所述第三串行接口通过所述串口转换器与所述第一串行接口连接。

另外，所述上位机为Labview上位机。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式的IO板的测试系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式中的拨码开关、复用端口、开关以及通用测试板之间的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种IO板的测试系统，具体结构如图1所示，包含：变频器、通用测试板、串口转换器与上位机。

具体地说，变频器的输入输出(IO)板上的端口通过多芯线与通用测试板上的端口对应连接。变频器的输入输出(IO)板上包含待测试的通讯端口、输入端口、输出端口。而在通用测试板上相应地包含通讯测试端口、输出端口与输入端口。通用测试板上的通讯测试端口与IO板上待测试的通讯端口相连，通用测试板上的输出端口与IO板上待测试的输入端口相连，通用测试板上的输入端口与IO板上待测试的输出端口相连，其中，通用测试板上的输出端口向IO板上输入端口输入待测试的物理量(可以是数字量，也可以是模拟量)。

通用测试板上还包含若干个开关，这些开关连接在IO板上的端口与通用测试板上的对应端口之间。这些开关由上位机控制，在测试时仅闭合与当前测试的端口相连的开关。在实际应用时，开关可以利用继电器实现。

IO板上还可以包含拨码开关，同时，IO板的测试系统还可以包含检测装置。拨码开关与IO板上的复用端口连接，用于切换复用端口的工作模式；检测装置一端与拨码开关连接，另一端与上位机连接。检测装置检测拨码开关的位置，并将检测结果输出至上位机。其中，复用端口的工作模式包含电流测试模式与电压测试模式。具体地，在复用端口需要输出或输入电流时，需要先通过拨码开关将复用端口的工作模式切换到电流测试模式；在测试复用端口输入或者输出电压时，需要先通过拨码开关将复用端口的工作模式切换到电压测试模式。在测试复用端口时，检测装置在上位机的控制下检测拨码开关的位置，并将检测结果输出至上位机，上位机根据检测结果判断拨码开关的位置是否正确，若正确，则自动进行对复用端口的测试，否则，输出提示信息，提示测试人员调整拨码开关的位置，当上位机根据检测装置的检测结果判定拨码开关的位置正确时，便自动对复用端口进行测试。

上位机分别与变频器、通用测试板连接。具体地说，变频器包含第一串行接口，通用测试板包含第二串行接口；上位机包含第三串行接口与第四串行接口；其中，第三串行接口为USB(通用串行总线)接口；第三串行接口通过串口转换器与第一串行接口连接，上位机的第四串行接口与通用测试板的第二串行接口连接。上位机分别通过第三串行接口、第四串行接口与变频器、通用测试板进行通信，包括采集数据与发送控制命令。

而且，上位机中预先保存有预设的测试流程。一旦测试人员触发上位机开始测试，系统对IO板的测试便自动按照预设的测试流程进行，这样，可以减少人工参与，简化IO板的测试流程，提高测试效率。

在本实施方式中，上位机为Labview上位机。具体而言，Labview上位机中的测试软件采用Labview程序编写，通过与变频器及通用测试板串口通讯，能控制和监测相应的输入、输出状态。Labview上位机的显示界面简洁，可以使测试过程可控且一目了然，测试结果清晰明了，测试结束后能自动生成报表，并按照测试通过和不通过两类分别存放报表，便于后期查看处理。

下面以PROD1224A型号的IO板为例进行说明。其中，PROD1224A型号的IO板上需测试的端口经过短接或其他简单硬件处理后可分为以下几部分：

(1)、1路RS485通讯端口；

(2)、8路数字量输入端口：DI0～DI7；

(3)、6路数字量输出端口：DO0～DO5；

(4)、2路固定电压输出端口：V+(约10V)和V-(约-10V)；

(5)、2路模拟量输入端口：A0和A1，均可输入0～20mA或-10V～10V，输入模式由拨码开关切换；其中，A0和A1均为复用端口；

(6)、2路模拟量输出端口：M0和M1，均可输出0～20mA或-10V～10V，输出模式由拨码开关切换；其中，M0和M1均为复用端口。

通用测试板包括以下端口：

(1)、1路RS485通讯测试端口，该RS485通讯测试端口与IO板的485通讯通讯端口相连，用于测量IO板的485通讯通讯端口的通讯功能；

(2)、16路继电器输出端口：分别与量IO板的数字量输入端口、拨码开关相连，用于测量IO板的数字量输入端口以及用于切换复用端口的工作模式，如图2所示；其中，201为拨码开关，AO1、AO2、AO3、AO4为通用测试板上的模拟量输出端口，AI1、AI5、AI2、AI6为通用测试板上的模拟量输入端口，K6、K7、K14、K15为用于模式切换的继电器，均处于断开状态，在继电器断开状态下，A0和A1接0～20mA的输出(AO1、AO2)时，无论拨码开关处于何种状态电路均很安全，同样的，M0和M1的模式切换继电器在断开状态下接-10V～+10V时电路更安全。图中A0、A1、M0、M1的拨码开关出厂设置为U、I、I、I，若要测量，应控制继电器状态为：闭合、断开、闭合、闭合。

(3)、8路数字量输入端口，其中6路分别与IO板的6路数字量输出端口连接，用于测量IO板的数字量输出端口的数字量输出功能；

(4)、4路模拟量输出端口，分别与IO板的模拟量输入端口连接，用于测量IO板的模拟量输入端口的模拟量输入功能；

(5)、6路模拟量输入端口，分别与IO板的模拟量输出端口、固定电压输出端口连接，用于测量IO板的模拟量输出功能、以及V+、V-端口的固定电压输出功能。

当系统连接好、上电后，测试人员可以通过上位机的显示界面，触发系统进入自动测试流程。

与现有技术相比，本实用新型中组建了一个IO板的测试系统，且该系统仅采用一块通用测试板，并将测试板上用于测试的端口与变频器上待测的IO板的端口对应连接，这样，用一块测试板就可以完成对变频器的IO板的测试，简化了测试系统，可以降低测试成本；而且，上位机与变频器、通用测试板均通信相连，利用上位机可以控制通用测试板对变频器上待测的IO板按照事先设置的测试流程进行自动测试，这样，可以简化IO板的测试流程，提高测试效率。

下面介绍采用本实施方式中的IO板的测试系统对PROD1224A型号的IO板的测试过程：

第一，初始化系统。具体地说，为了确保安全，上位机向给测试板的控制芯片发送复位指令，复位所有的继电器和模拟量输出端口，同时给变频器发送参数复位指令，使变频器所有参数复位至出厂值，保证IO板上所有硬件、软件测试条件相同。

第二，修改测试参数。具体地说，是修改与测试相关的部分变频器参数，一般情况下使用与变频器配套的手操器修改，本自动测试系统则是通过上位机向变频器发送命令的方式修改。例如修改P32.00，若P32.00＝2，表示将A0的输入类型改为0～20mA，而P32.00＝1，则表示A0输入类型改为-10V～+10V。

第三，测试IO板上485通讯端口的通讯功能。具体地说，上位机依次通过第四串行接口、第二串行接口向测试板发送测试485通讯端口的指令，测试板接收到指令后即可进行485通讯测试。若待测IO板的485通讯正常，则测试板的控制芯片会给上位机返回通讯正常的指令，反之，则返回通讯异常的指令。

第四，测试IO板上的数字量输入端口的数字量输入功能。具体地说，上位机先向测试板发出测试指令，测试板的控制芯片接收到测试指令后，控制与IO板数字量输入端口相连的继电器先开通，再断开，上位机在开通和断开的同时读取变频器中DI0～DI7的状态，并根据两次读取的测量结果判断DI0～DI7功能是否正常。

第五，测试IO板上的数字量输出端口的数字量输出功能。具体地说，上位机先向变频器发送测试指令，变频器接收到指令后控制DO0～DO5这6个数字量输出端口先输出1，再输出0，同时测试板的数字量输入端口检测这6个数字量输出端口输出的是否为1或0。

第六，测试IO板上的固定电压输出端口的固定电压输出功能。具体地说，上位机先向变频器发送测试指令，变频器接收到指令后控制V+和V-输出固定电压，同时，测试板的模拟量电压输入端口测量V+和V-输出的是否为预设的固定电压。

第七，模式切换。本次模式切换，是为测量A0输入电流量，A1输入电压量，M0、M1均输出电压量做准备。具体地说，上位机发送模式切换的指令给测量板，测量板接收到指令后先使所有用于模式切换的继电器断开，并判断A0、A1、M0、M1的拨码开关位置，若拨码开关的位置不在I、U、U、U，则上位机提示测试人员调整拨码开关的位置，直至4个拨码开关位置正确；上位机再控制用于模式切换的继电器，使K6、K14、K15断开，K7闭合。本步骤的执行可以保证不会有误操作导致电路板烧坏的情况出现。

第八，测试IO板上的2路模拟量输入端口的模拟量输入功能。在本步骤中，对A0输入电流量，A1输入电压量进行测量。具体地说，上位机控制测试板的输出端口AO1(与A0相连)以1mA(毫安)为步长逐渐输出0～20mA的电流，并控制输出端口AO4(与A1相连)以1V(伏)为步长逐渐输出-10V～+10V，同时上位机与变频器的串口通讯检测A0和A1的值，并根据检测的数据描绘曲线，最后计算数据的线性度和误差。

第九，测试IO板上的2路模拟量输出端口的模拟量输出功能。本步骤中，是对M0、M1均输出电压量进行测量。具体地说，上位机控制变频器M0和M1同时以步长为1V逐渐输出-10V～+10V，同时用测试板的输入端口AI1、AI2分别检测M0、M1实际的输出电压值，并根据检测数据描绘曲线，最后计算数据的线性度和误差。其中，第七、第八、第九必须依次执行。

第十，模式切换。本次模式切换，是为测量A0输入电压量，A1输入电流量，M0、M1均输出电流量做准备。具体地说，上位机再次发送模式切换的指令给测量板，测量板接收到指令后先使所有用于模式切换的继电器断开，并判断A0、A1、M0、M1的拨码开关位置，若拨码开关的位置不在U、I、I、I，则提示测试人员对拨码开关的位置进行调整，直至4个拨码开关位置正确；上位机检测到拨码开关位置正确后，再控制模式切换继电器，使K6、K14、K15闭合，K7断开。

第十一，测试IO板上的2路模拟量输入端口的模拟量输入功能。在本步骤中，对A0输入电压量，A1输入电流量进行测量。本步骤与步骤308相似，在此不再赘述。

第十二，测试IO板上的2路模拟量输出端口的模拟量输出功能。本步骤中，是对M0、M1均输出电流量进行测量。本步骤与步骤309相似，在此不再赘述。其中，第十、第十一、第十二必须依次执行。

第十三，对系统进行复位。测试项结束后使测试板上所有的继电器和模拟量输出端口复位，并复位变频器的参数。

第十四，生成报表。报表中详细记录着每项测试的结果，以供测试人员查看，了解测试结果。在测试结束后自动生成报表，详细记录每个测试项的测试结果，并对测试通过和有故障的IO板进行分类整理，省去了人为填写报表的麻烦，并提高了测试效率。

在测试过程中，测试人员只需根据上位机的提示拨动拨码开关2次即可，测试方法安全、可靠，对测试人员要求低，一个测试人员可同时操作多个测试台，节约了人力成本及培训成本。

需要说明的是，在实际应用时，测试的过程可以不局限于本实施方式中的测试过程，只要可以将全部待测试的端口测试完毕即可。

本实用新型的第二实施方式涉及一种IO板的测试系统。第二实施方式在第一实施方式的基础上作了进一步改进，主要改进之处在于：在本实用新型第二实施方式中，Labview上位机中还包含模拟端口校正模块；其中，模拟端口是输入、输出模拟量的端口，具体是指模拟量输入端口和模拟量输出端口。在测试前先校正变频器的模拟参数的上限与下限，这样，可以使模拟端口输入或者输出的模拟量更精确，进而使测试结果更精确。

具体地说，本实施方式中，采用IO板的测试系统对IO板上的模拟端口进行测试时，要先对模拟端口的参数的上下限进行校正。比如，在测试IO板上的2路模拟量输入端口的模拟量输入功能时，以A0输入模式为0～20mA电流为例，先上位机向变频器发送修改变频器中与A0相关的参数的指令，需修改的参数见表1，其次上位机控制通用测试板的输出端口AO1(与A0相连)分别输出18mA和2mA(相对与20mA的比例分别为90％和10％)，同时读取变频器中A0的值分别为I₁₁和I₂₁，上限X_上实际为变频器中A0的值为20mA即100％时测试板AO1的输出值，而下限X_下则为变频器中A0的值为0mA即0％时测试板AO1的输出值；满足关系：(90，I₁₁)(10，I₂₁)(X_上，20)(X_下，0)四点在一条直线上，则

X_下＝10-80*I₂₁/(I₁₁-I₂₁)，X_上＝10-80*(I₂₁-20)/(I₁₁-U₂₁)

根据计算得到的值修改上下限，则完成当A0输入模式为0～20mA时的上限和下限值的校正。校正后理论上A0端外部给定多少电流值，则变频器显示多少电流值。实际上经过校正的模拟量输入由于硬件芯片的差异性不可能一点误差都没有，但与未经过校正的相比，精确度已大大提高。校正结束后上位机再控制测试板的输出端口AO1(与A0相连)以1mA为步长逐渐输出0～20mA的电流，同时上位机与变频器的串口通讯检测A0的值，并根据检测的数据描绘曲线，最后计算数据的线性度和误差。必须强调的是，当A0输入模式为电压时，需重新校正，校正原理与电流输入模式相同。

表1A0相关参数

参数名称	参数值及说明
		输入类型选择	P32.00＝2(输入类型为0mA～20mA的电流)
输入功能选择	P32.01＝0(实际输入值与变频器显示输入值对应)
		输入下限(％)	P32.02＝0.0％(下限理论值为0.0％)
输入上限(％)	P32.03＝100.0％(上限理论值为100.0％)

再如，在测试IO板上的2路模拟量输出端口的模拟量输出功能时，先利用测试板相应的模拟输入端配合变频器校正输出参数的上限和下限，这样，可以使模拟量输出更精确。校正原理与模拟量输入类似，不再累述。然后，上位机再控制变频器M0和M1同时以步长为1V或1mA逐渐输出-10V～+10V或0～20mA，同时用测试板的相应输入端口分别检测M0、M1实际的输出电压值或电流值，并根据检测数据描绘曲线，最后计算数据的线性度和误差。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种IO板的测试系统，其特征在于，包含：变频器、通用测试板与上位机；

2.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述IO板上包含拨码开关；所述IO板的测试系统还包含检测装置；

所述拨码开关与所述IO板上的复用端口连接；

所述检测装置一端与拨码开关连接，另一端与所述上位机连接。

3.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述通用测试板上还包含开关；

所述开关连接在所述IO板上的端口与所述通用测试板上的对应端口之间。

4.根据权利要求3所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述开关为继电器。

5.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述上位机包含模拟端口校正模块；

所述模拟端口校正模块分别与所述变频器、所述通用测试板连接。

6.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，还包含多芯线；

所述变频器的IO板通过所述多芯线与所述通用测试板连接。

7.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述变频器包含第一串行接口，所述通用测试板包含第二串行接口；所述上位机包含第三串行接口与第四串行接口；

所述上位机的第三串行接口与所述变频器的第一串行接口连接，所述上位机的第四串行接口与所述通用测试板的第二串行接口连接。

8.根据权利要求7所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述第三串行接口为通用串行总线USB接口；

所述IO板的测试系统还包含串口转换器；

所述第三串行接口通过所述串口转换器与所述第一串行接口连接。

9.根据权利要求1所述的IO板的测试系统，其特征在于，所述上位机为Labview上位机。