CN210294883U

CN210294883U - 一种ipcu测试台

Info

Publication number: CN210294883U
Application number: CN201921563083.XU
Authority: CN
Inventors: 刘军; 龚尚权; 张翔
Original assignee: SICHUAN HAITE HIGH-TECH CO LTD
Current assignee: SICHUAN HAITE HIGH-TECH CO LTD
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2029-09-19

Abstract

本实用新型公开了一种IPCU测试台，包括主机、机柜、控制箱、负载模拟箱，所述主机分别通过USB‑485连接控制箱、负载模拟箱；所述机柜的上端设置有若干个负载，所述负载模拟箱与机柜上端的负载连接。本实用新型由主机上位机程序统一控制，所述主机与控制箱、负载箱进行实时通讯，预置测试流程，相互配合，调用系统各个资源，从而实现自动完成IPCU所有测试项，其中测试项为机械和电气检查、WIPU的直流电源消耗、串行接口、超温控制功能。

Description

一种IPCU测试台

技术领域

本实用新型属于IPCU测试装置的技术领域，具体涉及一种IPCU测试台。

背景技术

飞机在结冰气象条件下飞行时可能发生结冰现象，尤其是飞机发动机进气道在发动机抽吸作用下更容易结冰。进气道结冰会改变发动机进气道内表面的轮廓，从而导致发动机进气道的有效进气面积减少，进而可能引起发动机推力下降和喘振。此外，累积在发动机进气道中的冰脱落可能会损伤发动机风扇叶片，严重时甚至会导致发动机熄火，从而影响飞行安全。因此，在结冰气象条件下需要及时地启动飞机防冰系统，以防止和/或去除飞行状态下的飞机上的积冰，特别是进气道内的积冰。需要注意的是，本申请中所涉及的术语“冰”应当包括各种冰、霜及其混合物（专利申请号：201210243673.0、专利申请日：2012.07.13、专利名称：一种飞机防冰装置）。飞机防冰装置对于飞机尤其重要，因此定期对飞机控制组件（IPCU）做定期的测试。

实用新型内容

本实用新型公开了一种IPCU测试台，本实用新型由主机上位机程序统一控制，所述主机与控制箱、负载箱进行实时通讯，预置测试流程，相互配合，调用系统各个资源，从而实现自动完成IPCU所有测试项，其中测试项为机械和电气检查、WIPU的直流电源消耗、串行接口、超温控制功能。

本实用新型主要通过以下技术方案实现：一种IPCU测试台，包括主机、机柜、控制箱、负载模拟箱，所述主机分别通过USB-485连接控制箱、负载模拟箱；所述机柜的上端设置有若干个负载，所述负载模拟箱与机柜上端的负载连接。

IPCU可自动对对水路、地面板、旁路安装接头和辅助设备进行防冰保护。IPCU由1个主板、1个接口板、8个加热控制板和4个电源板组成。IPCU直接关系到飞行器的飞行安全。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述负载模拟箱包括继电器矩阵模块、MCU模块、负载组合选择模块，所述负载模拟箱设置有热负载输出接口，且所述IPCU上分别对应设置有J1-D接口；所述IPCU通过J1-D接口与热负载输出接口连接继电器矩阵模块，所述继电器矩阵模块分别与负载组合选择模块、MCU模块连接，所述负载组合选择模块与机柜中的负载连接；主机通过USB-485与MCU模块连接。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述负载箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输出用光耦进行隔离，负载切换用继电器矩阵接法，所述单片机通过574与ULN2803控制继电器的接通与断开，以实现各个通道的负载切换。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述负载模拟箱的面板上设置有热负载输出接口、热负载输入接口、+5V电源开关及测试孔、+12V电源开关及测试孔、220VAC电源开关及指示灯。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述控制箱上设置有IO控制-电源接口，Sensor接口，所述IPCU分别对应设置有J1-B接口、J1-A接口；所述控制箱包括MCU模块、功能选择模块、继电器板卡和设置在继电器板卡上的第一开关切换、第二开关切换；所述继电器板卡通过第一开关切换与IO控制-电源接口连接，且通过第二开关切换与功能选择模块连接，所述功能选择模块与Sensor接口连接，所述主机分别通过USB-485与继电器板卡、MCU模块连接。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述控制箱还包括自动温度模拟模块、手动温度模拟模块，所述继电器板卡分别通过第二开关切换与自动温度模拟模块、手动温度模拟模块连接，所述MCU模块与自动温度模拟模块连接。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述控制箱的面板上设置有RS232、CAN通讯信号测试孔；电压信号测试接口；维护模式测试孔；1.5~5V电压调节旋钮；通讯接口；测试接口；28VDC电源电压表；28VDC电源电流表；测试台电源检测测试孔；电源开关；温度模拟调节旋钮。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述控制箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输入输出用光耦进行隔离，温度模拟采用可调电位器和固定电阻方式，并用继电器板卡进行切换，IO离散量控制采用继电器板卡接通28V、GND、OPEN。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述MCU模块分别通过WIPDU接口、IIC通讯与IPCU连接。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述控制箱、负载模拟箱分别设置有220VAC接口、开关电源，车间220VAC电源分别通过220VAC接口与开关电源连接；所述负载模拟箱上还设置有115VAC接口、热负载输入接口，所述IPCU上分别对应设置有J1-C接口；车间3相115VAC电源依次通过115VAC接口、热负载输入接口与IPCU的J1-C接口连接。

本实用新型中USB-485为串口转换器，采用光电隔离性。574为74HCT574D，是D型三态上升沿触发器，为总线数据控制用。ULN2803为达林顿管驱动器，用于继电器的驱动，具有集电极开路输出和续流钳位二极管，用于抑制跃变。

本实用新型的有益效果：

（1）IPCU即为飞机防冰控制组件，所述测试台适应于PN：300-040-628/300-060-750/300-067-265IPCU测试。使用人员操作测试台面板上的各类控制开关，通过专用测试软件进行测试，能有效的完成IPCU各类性能测试。

（2）本实用新型采用自动工作模式，能够依据CMM手册中测试流程中的各项规定，提供被测件所需的28V直流电源，提供电源电压、电流监测、离散量输入控制、离散量输出指示、负载模拟、温度传感器模拟和I2C、CAN、RS232通讯，以有效的对UUT性能进行测试。

（3）本测试设备可完成对IPCU的自动测试，简化繁琐的手动步骤，完全自动化，提高测试人员的工作效率。自动模块化更准确的避免测试人员的手动失误和测试偏差。

（4）负载箱采用单片机控制，总线扩展，开关矩阵，可自动设置和切换各个通道的负载变化，减少手动失误，并提高效率。

（5）控制箱采用单片机控制，总线扩展，开关矩阵，并包含CAN、RS232通讯，可自动提供各个通道的温度、IO和通讯工作，完成IPCU的测试，减少手动失误，并提高效率。

（6）整个系统由主机上位机程序统一控制，与控制箱和负载箱进行实时通讯，预置测试流程，相互配合，调用系统各个资源，自动完成IPCU所有测试项，测试项为：机械和电气检查、WIPU的直流电源消耗、串行接口、超温控制功能。

附图说明

图1为负载模拟箱的面板结构示意图；

图2为控制箱的面板结构示意图；

图3为手动测试软件界面图；

图4为自动测试软件界面图；

图5为本实用新型的原理框图；

图6为负载模拟箱的MCU模块电路原理图；

图7为负载模拟箱的负载电阻切换电路原理图；

图8为控制箱的MCU模块电路原理图；

图9为控制箱的温度模拟电路原理图；

图10为控制箱离散量控制电路原理图。

其中：1、热负载输出接口，2、热负载输入接口，3、+5V电源开关及测试孔，4、+12V电源开关及测试孔，5、220VAC电源开关及指示灯，21、RS232、CAN通讯信号测试孔，22、电压信号测试接口，23、维护模式测试孔，24、1.5~5V电压调节旋钮，25、通讯接口，26、测试接口，27、28VDC电源电压表，28、28VDC电源电流表，29、测试台电源检测测试孔，210、电源开关，211、温度模拟调节旋钮。

具体实施方式

实施例1：

一种IPCU测试台，如图5所示，包括主机、机柜、控制箱、负载模拟箱，所述主机分别通过USB-485连接控制箱、负载模拟箱；所述机柜的上端设置有若干个负载，所述负载模拟箱与机柜上端的负载连接。

本实用新型采用自动工作模式，能够依据CMM手册中测试流程中的各项规定，提供被测件所需的28V直流电源，提供电源电压、电流监测、离散量输入控制、离散量输出指示、负载模拟、温度传感器模拟和I2C、CAN、RS232通讯，以有效的对UUT性能进行测试。

整个系统由主机上位机程序统一控制，与控制箱和负载箱进行实时通讯，预置测试流程，相互配合，调用系统各个资源，自动完成IPCU所有测试项，测试项为：机械和电气检查、WIPU的直流电源消耗、串行接口、超温控制功能。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图1所示，所述负载模拟箱的面板上设置有热负载输出接口1、热负载输入接口2、+5V电源开关210及测试孔3、+12V电源开关210及测试孔4、220VAC电源开关210及指示灯5。

如图5所示，所述负载模拟箱包括继电器矩阵模块、MCU模块、负载组合选择模块，所述负载模拟箱设置有热负载输出接口1，且所述IPCU上分别对应设置有J1-D接口；所述IPCU通过J1-D接口与热负载输出接口1连接继电器矩阵模块，所述继电器矩阵模块分别与负载组合选择模块、MCU模块连接，所述负载组合选择模块与机柜中的负载连接；主机通过USB-485与MCU模块连接。

如图6-图7所示，所述负载箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输出用光耦进行隔离，负载切换用继电器矩阵接法，所述单片机通过574与ULN2803控制继电器的接通与断开，以实现各个通道的负载切换。

所述负载箱采用单片机控制，总线扩展，开关矩阵，可自动设置和切换各个通道的负载变化，减少手动失误，并提高效率。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图2所示，所述控制箱的面板上设置有RS232、CAN通讯信号测试孔21；电压信号测试接口2622；维护模式测试孔23；1.5~5V电压调节旋钮24；通讯接口25；测试接口26；28VDC电源电压表27；28VDC电源电流表28；测试台电源检测测试孔29；电源开关210；温度模拟调节旋钮211。

如图5所示，所述控制箱上设置有IO控制-电源接口，Sensor接口，所述IPCU分别对应设置有J1-B接口、J1-A接口；所述控制箱包括MCU模块、功能选择模块、继电器板卡和设置在继电器板卡上的第一开关切换、第二开关切换；所述继电器板卡通过第一开关切换与IO控制-电源接口连接，且通过第二开关切换与功能选择模块连接，所述功能选择模块与Sensor接口连接，所述主机分别通过USB-485与继电器板卡、MCU模块连接。

所述控制箱还包括自动温度模拟模块、手动温度模拟模块，所述继电器板卡分别通过第二开关切换与自动温度模拟模块、手动温度模拟模块连接，所述MCU模块与自动温度模拟模块连接。所述MCU模块分别通过WIPDU接口、IIC通讯与IPCU连接。

如图8-10所示，所述控制箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输入输出用光耦进行隔离，温度模拟采用可调电位器和固定电阻方式，并用继电器板卡进行切换，IO离散量控制采用继电器板卡接通28V、GND、OPEN。

所述控制箱采用单片机控制，总线扩展，开关矩阵，并包含CAN、RS232通讯，可自动提供各个通道的温度、IO和通讯工作，完成IPCU的测试，减少手动失误，并提高效率。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一项的基础上进行优化，如图5所示，所述控制箱、负载模拟箱分别设置有220VAC接口、开关电源，车间220VAC电源分别通过220VAC接口与开关电源连接；所述负载模拟箱上还设置有115VAC接口、热负载输入接口2，所述IPCU上分别对应设置有J1-C接口；车间3相115VAC电源依次通过115VAC接口、热负载输入接口2与IPCU的J1-C接口连接。所述控制箱内的开关电源分别连接MCU模块、继电器板卡。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

一种IPCU测试台，包括机柜、负载模拟箱、控制箱、工控机、测试电缆。如图1所示，所述负载模拟箱的面板分别设置有热负载输出接口1、热负载输入接口2、+5V电源开关210及测试孔3、+12V电源开关210及测试孔4、220VAC电源开关210及指示灯5。

如图2所示，所述控制箱的面板上设置有RS232、CAN通讯信号测试孔21；电压信号测试接口2622；维护模式测试孔23；1.5~5V电压调节旋钮24；通讯接口25；测试接口26；28VDC电源电压表27；28VDC电源电流表28；测试台电源检测测试孔29；电源开关210；温度模拟调节旋钮211。

如图5所示，本实用新型采用自动工作模式，能够依据CMM手册中测试流程中的各项规定，提供被测件所需的28V直流电源，提供电源电压、电流监测、离散量输入控制、离散量输出指示、负载模拟、温度传感器模拟和I2C、CAN、RS232通讯，以有效的对UUT性能进行测试。

如图6、图7所示，所述负载模拟箱设计采用ATMEGA16L高性能单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输出用光耦进行隔离，负载切换用继电器矩阵接法，单片机通过574与ULN2803控制继电器的接通与断开，实现各个通道的负载切换。

如图8-10所示，所述控制箱设计采用ATMEGA16L高性能单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输入输出用光耦进行隔离。温度模拟采用可调电位器和固定电阻方式，并用继电器板卡时行切换。IO离散量控制采用继电器板卡接通28V、GND、OPEN等状态。

信号提供：

a.离散量输出：6路；

b.离散量输入：50路；

c.RS232：2路；CAN：1路；I²C：1路；

d.温度模拟：32路；

e.负载模拟：32路。

1、所述测试台的使用条件如下：

电源：

交流电源：220VAC±5%/50Hz±5%，2A。

三相交流电源：115VAC±5%/400Hz±5%，10A。

环境：

温度：-10℃~+50℃；

湿度：10%RH~85%RH；

气压：场压。

室内定点，应在无尘、无酸碱及其它腐蚀性气体、无强烈的机械振动冲击及强烈的电磁场环境下使用。

2、所述测试台的使用步骤如下：

1）测试前准备

第1步：将前面板“220VAC”电源开关210掷下，将所有钮子开关掷下，确认测试台上无多余导线或其他导电物质后，通过电源电缆分别将车间220VAC电源和115VAC电源接入测试台。

第2步：启动计算机，将测试台上通讯接口25通过对应的串口转换线连接至计算机USB接口。

第3步：通过测试电缆将被测件连接至测试台。

2）测试

第4步：打开计算机上的测试软件，按照CMM测试流程进行测试。

3）测试完成

第5步：将前面板“220VAC”电源开关210掷下。

第6步：断开所有连线，将器材按规定保存。

3、注意：

1）通电前确认前面板“220VAC”电源开关210掷下，认真检查确保测试台上没有悬挂的导线等多余导电物。

2）请勿带电插拔被测件插头，测试完毕后将所有开关断开或掷下，断开所有电缆。

3）出现紧急情况时，请先将“220VAC”电源开关210掷下。

4、校验：

（1）设备检测

按YMGHCSN-97-YG《驾IPCU测试台验收试验大纲》对设备进行检测。

（2）表头校验

将电压、电流表取下送至正规校验单位进行校验。

（3）校验周期

本设备的校验周期为两年一次。

5、故障分析：

5.1电源故障：

1）220VAC电源指示灯不亮：检查220VAC电源线是否断线，保险是否烧毁，指示灯是否损坏。

2）无28VDC、12VDC/5VDC电源输出：检查各开关电源是否工作正常，LM317稳压模块有无损坏，各电源线路是否断线。

5.2信号故障：

1）如各离散量输出信号不正确：检查继电器板卡有无损坏，各离散量接线有无断线。

2）如无负载输出或输出负载超出误差范围：检查机柜上部各负载电阻接线有无断线，负载控制继电器板卡有无损坏。

本实用新型的测试软件的操作如下：

如图3所示，测试软件的手动界面主要分四大功能区：R232命令发送和接收区、功能开关设置区、模拟温度---电流设置区、数据读取区。

1）R232命令发送和接收区

该部分功能主要用于手动发送DEU_B命令和维护接口命令。

2)功能开关设置区

该部分功能主要是调整PIN-Programming引脚的开和关控制。

3)模拟温度-电流设置区

该部分功能主要是“温度传感器的设置”可以分别设置1-32通道温度，设置1-32路负载电流值。

4)数据读取区

该部分功能主要是“读取CAN接收标识符和数据，WIPDU直流功耗，读取电流传感器电流值和温度值。

如图4所示，自动测试主要包括：测量IPCU功耗、电流测试、加热器温度测试、测试L/G-Signals、加热器的过载电流测试、测试电源故障、测试WIPDU、PIN-Programming测试、验证Flash-EPROM等功能。

1）测量IPCU功耗

该部分有“操作所有的加热器OFF”和“操作所有的加热器ON”两种状态进行测试IPCU的电压和电流值。

2）电流测试

该部分分为“小电流测试”和“大电流测试”两部分。

1、其中“小电流测试”又分为“1-32路：150毫安测试”和“1-32路：1安测试”

测试结果将每一路的值显示在下拉文本框中，如果测试值超出了要求值则将该值显示在“错误数据框中”。

2、“大电流测试”又分为“25-32路：4.2安测试、5.8安测试”和“9-16路：4.2安测试、5.8安测试”测试结果将每一路的值显示在下拉文本框中，如果测试值超出了要求值则将该值显示在“错误数据框中”。

3）加热器温度测试

该部分有“设定3.2°C测试”、“设定80.2°C测试”、“设定109.2°C测试”、“设定-75.8°C测试”四项测试。测试结果将每一路的值显示在下拉文本框中，如果测试值超出了要求值则将该值显示在“错误数据框中”。

4）测试L/G-Signals

该部分有“L/G-GND信号测试”、“L/G-28V信号测试”、“加载管理状态测试”

三种状态测试。测试结果将每一路的值显示在下拉文本框中，如果测试值超出了要求值则将该值显示在“错误数据框中”。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种IPCU测试台，其特征在于，包括主机、机柜、控制箱、负载模拟箱，所述主机分别通过USB-485连接控制箱、负载模拟箱；所述机柜的上端设置有若干个负载，所述负载模拟箱与机柜上端的负载连接。

2.根据权利要求1所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述负载模拟箱包括继电器矩阵模块、MCU模块、负载组合选择模块，所述负载模拟箱设置有热负载输出接口，且所述IPCU上分别对应设置有J1-D接口；所述IPCU通过J1-D接口与热负载输出接口连接继电器矩阵模块，所述继电器矩阵模块分别与负载组合选择模块、MCU模块连接，所述负载组合选择模块与机柜中的负载连接；主机通过USB-485与MCU模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述负载模拟箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输出用光耦进行隔离，负载切换用继电器矩阵接法，所述单片机通过574与ULN2803控制继电器的接通与断开，以实现各个通道的负载切换。

4.根据权利要求1所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述负载模拟箱的面板上设置有热负载输出接口、热负载输入接口、+5V电源开关及测试孔、+12V电源开关及测试孔、220VAC电源开关及指示灯。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述控制箱上设置有IO控制-电源接口，Sensor接口，所述IPCU分别对应设置有J1-B接口、J1-A接口；所述控制箱包括MCU模块、功能选择模块、继电器板卡和设置在继电器板卡上的第一开关切换、第二开关切换；所述继电器板卡通过第一开关切换与IO控制-电源接口连接，且通过第二开关切换与功能选择模块连接，所述功能选择模块与Sensor接口连接，所述主机分别通过USB-485与继电器板卡、MCU模块连接。

6.根据权利要求5所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述控制箱还包括自动温度模拟模块、手动温度模拟模块，所述继电器板卡分别通过第二开关切换与自动温度模拟模块、手动温度模拟模块连接，所述MCU模块与自动温度模拟模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述控制箱采用ATMEGA16L型号的单片机为主控芯片，用隔离型485与主机进行通信，输入输出用光耦进行隔离，温度模拟采用可调电位器和固定电阻方式，并用继电器板卡进行切换，IO离散量控制采用继电器板卡接通28V、GND、OPEN。

8.根据权利要求5所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述MCU模块分别通过WIPDU接口、IIC通讯与IPCU连接。

9.根据权利要求1所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述控制箱的面板上设置有RS232、CAN通讯信号测试孔；电压信号测试接口；维护模式测试孔；1.5~5V电压调节旋钮；通讯接口；测试接口；28VDC电源电压表；28VDC电源电流表；测试台电源检测测试孔；电源开关；温度模拟调节旋钮。

10.根据权利要求1所述的一种IPCU测试台，其特征在于，所述控制箱、负载模拟箱分别设置有220VAC接口、开关电源，车间220VAC电源分别通过220VAC接口与开关电源连接；所述负载模拟箱上还设置有115VAC接口、热负载输入接口，所述IPCU上分别对应设置有J1-C接口；车间3相115VAC电源依次通过115VAC接口、热负载输入接口与IPCU的J1-C接口连接。