《電子技術(shù)應(yīng)用》
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某型飛機(jī)懸掛物管理系統(tǒng)接口組件檢測(cè)儀研制
來(lái)源:電子技術(shù)應(yīng)用2011年第9期
呂曉峰1, 馬 羚2,, 張勇亮2
(1. 海軍航空工程學(xué)院 兵器科學(xué)與技術(shù)系,,山東 煙臺(tái) 264001;2. 海軍航空工程學(xué)院 研究生
摘要: 根據(jù)某型飛機(jī)接口組件功能特點(diǎn)及輸入輸出關(guān)系,,研究其測(cè)試原理,,給出檢測(cè)儀總體設(shè)計(jì)方案。采用以工控計(jì)算機(jī)為控制核心的硬件架構(gòu)和模塊化軟件設(shè)計(jì)思路,,通過(guò)窮舉測(cè)試法將故障定位到獨(dú)立測(cè)試單元,。重點(diǎn)分析檢測(cè)儀硬件功能模塊實(shí)現(xiàn)方法和軟件測(cè)試流程。結(jié)果表明,,該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)測(cè)試信號(hào)的實(shí)時(shí)收發(fā)與處理功能,,測(cè)試效率高,故障定位準(zhǔn)確,。
中圖分類(lèi)號(hào): TP206.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
文章編號(hào): 0258-7998(2011)09-097-03
Test instrument for interface component in storage management system of a certain airborne
Lv Xiaofeng1, Ma Ling2, Zhang Yongliang2
1. Department of Ordnance Science and Technology, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China; 2. Administrant Brigade of Postgraduate, Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China
Abstract: According to the characteristic and relationship with input and output of a certain type of airborne interface component, the test principle is researched and a design frame of test instrument is presented. Industrial control computer is adopted as the core of the hardware and modularized design is adopted in software. The fault can be confirmed into test unit throught exhaustive test. The realization of test instrument hardware and test process are analysed stressly. The results demonstrate that the design can realize real time receiving and sending of the test signal, high test efficiency and fault confirmed accurately.
Key words : test instrument; interface component; bus signal; switch value


    某型引進(jìn)飛機(jī)裝有懸掛物管理系統(tǒng),,用于管理和控制所攜帶的武器和相關(guān)懸掛投放裝置。接口組件是該型懸掛物管理系統(tǒng)的核心部件,,用于懸掛物管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與飛機(jī)前艙的系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu),、發(fā)動(dòng)機(jī)防喘系統(tǒng)、起落架終點(diǎn)位置電門(mén)和加油管伸出位置終點(diǎn)電門(mén)等信息交聯(lián),,并可完成外掛武器的應(yīng)急發(fā)射(投放)和航炮的應(yīng)急射擊等功能,,是系統(tǒng)信息交聯(lián)的樞紐。對(duì)該接口組件的測(cè)試由隨機(jī)配備的測(cè)試設(shè)備完成,,測(cè)試步驟需人工逐步操作并判讀,,測(cè)試效率低,且只進(jìn)行組件的性能測(cè)試,故障定位難,。因此,,為了提高測(cè)試效率和故障定位深度,設(shè)計(jì)了基于工控計(jì)算機(jī)架構(gòu),、模塊化軟件編程和窮舉測(cè)試法故障定位的接口組件檢測(cè)儀[1],。
1 被測(cè)對(duì)象分析
    該接口組件實(shí)現(xiàn)ARINC429總線(xiàn)信號(hào)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換,,接口信號(hào)包括總線(xiàn)信號(hào)、開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào),。
    總線(xiàn)信號(hào)包括: (1)1路ARINC429總線(xiàn)發(fā)送信號(hào),;
(2)1路ARINC429總線(xiàn)接收信號(hào)。
    開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)包括:(1)61路“27 V/OPEN”開(kāi)關(guān)量輸入,;(2)3路“GND/OPEN”開(kāi)關(guān)量輸入,;(3)9路“+5 V/GND”開(kāi)關(guān)量輸入。
    開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)包括:(1)88路“27 V/OPEN”開(kāi)關(guān)量輸出,;(2)20路“GND/OPEN”開(kāi)關(guān)量輸出,;(3)3路“+5 V/GND”開(kāi)關(guān)量輸出。
2 總體方案設(shè)計(jì)
     通過(guò)對(duì)被測(cè)對(duì)象分析可知,,接口組件檢測(cè)中共涉及111路開(kāi)關(guān)量輸入、73路開(kāi)關(guān)量輸出和ARINC429總線(xiàn)信號(hào)輸入輸出各1路,,開(kāi)關(guān)量輸入/輸出包含“27 V/OPEN”,、“GND/OPEN”和“+5 V/GND”。接口組件的檢測(cè)原理是:檢測(cè)儀向接口組件發(fā)送“ARINC429總線(xiàn)信號(hào)/開(kāi)關(guān)量信號(hào)”,,同時(shí)接收輸出的“開(kāi)關(guān)量/ARINC429總線(xiàn)信號(hào)”,,將接收到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì),進(jìn)行檢測(cè)和診斷,。
     根據(jù)接口組件的電氣特征和檢測(cè)儀所要完成的測(cè)試任務(wù),,對(duì)被測(cè)對(duì)象的屬性、輸入輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系等進(jìn)行分析歸類(lèi),,在考慮設(shè)備可靠性,、維修性及擴(kuò)展兼容能力的基礎(chǔ)上,架構(gòu)了以工控計(jì)算機(jī)為控制核心的測(cè)試設(shè)備,,設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示,。

3 硬件設(shè)計(jì)
    測(cè)試設(shè)備硬件主要由工控計(jì)算機(jī)、ARINC429總線(xiàn)信號(hào)收發(fā)板,、信號(hào)調(diào)理板,、開(kāi)關(guān)量輸入板、開(kāi)關(guān)量輸出板和電源模塊等組成[2-3],。
3.1 工控計(jì)算機(jī)
    主板采用研祥的FSC-1718VN主板,,CPU為Pentium 4,800 MHz主頻,,配備2條DDR 266/333/400雙通道DIMM插槽,,可支持最大2 GB系統(tǒng)存儲(chǔ)器,1個(gè)RJ-45接口,,2個(gè)SATA IDE接口,,4個(gè)USB接口以及ISA和PCI總線(xiàn)接口等功能,。其電源由主板的電源總線(xiàn)提供。ISA總線(xiàn)和PCI總線(xiàn)構(gòu)成了主板的控制總線(xiàn),,工控計(jì)算機(jī)通過(guò)控制總線(xiàn)對(duì)各個(gè)功能板進(jìn)行控制,,完成對(duì)被測(cè)件的檢測(cè)。

 


3.2 ARINC429總線(xiàn)信號(hào)收發(fā)板
    ARINC429總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸是一種串行通信,。其數(shù)據(jù)信息通過(guò)一對(duì)單向,、差分耦合、雙絞屏蔽線(xiàn)傳輸[4],。在傳輸信息時(shí),,ARINC429數(shù)據(jù)總線(xiàn)的碼型為32 bit雙極性歸零碼, 如圖2所示,發(fā)送的脈沖有三個(gè)電平: 高電平(+6.5~ +13 V),、低電平(-13~-6.5 V),、零電平(-2.5~+2.5 V),分別對(duì)應(yīng)邏輯1,、邏輯0和本身的時(shí)鐘脈沖,。該板卡的主要功能是在A(yíng)RINC429總線(xiàn)與PCI總線(xiàn)之間起到橋梁作用,實(shí)現(xiàn)ARINC429總線(xiàn)信號(hào)與計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換,。它既能接收ARINC429總線(xiàn)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī),,又能將計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為ARINC429總線(xiàn)信號(hào)輸出。

3.3 信號(hào)調(diào)理板
    信號(hào)調(diào)理板包括輸出信號(hào)調(diào)理模塊和輸入信號(hào)調(diào)理模塊,。輸出信號(hào)調(diào)理模塊將開(kāi)關(guān)量輸出板輸出的12路“27 V/OPEN”信號(hào)調(diào)理為3路“GND/OPEN”信號(hào)和9路“+5 V/GND”信號(hào),,輸出到接口組件的開(kāi)關(guān)量輸入端。輸入調(diào)理模塊接收接口組件開(kāi)關(guān)量輸出端的20路“GND/OPEN”和3路“+5 V/GND”開(kāi)關(guān)量信號(hào),,并將其調(diào)理為23路“27 V/OPEN”信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)量輸入板,。圖3電路將“+5 V/GND”信號(hào)調(diào)理為“27 V/OPEN”信號(hào),ULN2803反相驅(qū)動(dòng)器對(duì)接口組件輸出的“+5 V/GND”信號(hào)進(jìn)行功率放大,。


3.4 開(kāi)關(guān)量輸入板
    開(kāi)關(guān)量輸入板(原理框圖如圖4)用于接收接口組件和信號(hào)調(diào)理板送來(lái)的“27 V/OPEN”開(kāi)關(guān)量,,進(jìn)行電阻分壓和電平轉(zhuǎn)換,將“27 V/OPEN”開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換為T(mén)TL電平(如圖5所示),,經(jīng)地址鎖存送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,。


3.5 開(kāi)關(guān)量輸出板
    開(kāi)關(guān)量輸出板(原理框圖如圖6)用于向接口組件和信號(hào)調(diào)理板發(fā)送“27 V/OPEN”開(kāi)關(guān)量。繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要完成73路單刀單擲繼電器的驅(qū)動(dòng),此部分電路采用達(dá)林頓管來(lái)實(shí)現(xiàn)TTL電平到“27 V/OPEN”的轉(zhuǎn)換,。
3.6 電源模塊
    電源模塊將輸入的220 V/50 Hz交流電源通過(guò)線(xiàn)性穩(wěn)壓電路變換為多路直流電源,,以供接口組件和檢測(cè)設(shè)備使用。
4 軟件設(shè)計(jì)
     檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)是在Windows XP操作系統(tǒng)和VC6.0編程開(kāi)發(fā)環(huán)境支持下完成的[5],,軟件測(cè)試流程如圖7所示,。

    接口組件測(cè)試分為兩個(gè)通道分別進(jìn)行,“總線(xiàn)信號(hào)發(fā)送-開(kāi)關(guān)量接收”通道測(cè)試和“開(kāi)關(guān)量發(fā)送-總線(xiàn)信號(hào)接收”通道測(cè)試。“總線(xiàn)信號(hào)發(fā)送-開(kāi)關(guān)量接收”通道測(cè)試原理是通過(guò)測(cè)試軟件控制ARINC429總線(xiàn)信號(hào)收發(fā)板發(fā)送ARINC429總線(xiàn)信號(hào),,經(jīng)過(guò)接口組件的功能變換,,ARINC429總線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量,同時(shí),,測(cè)試軟件控制開(kāi)關(guān)量輸入板和信號(hào)調(diào)理板接收開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù),,將開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送入工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障診斷分析。同理,,“開(kāi)關(guān)量發(fā)送-總線(xiàn)信號(hào)接收”通道測(cè)試原理是通過(guò)測(cè)試軟件控制開(kāi)關(guān)量輸出板和信號(hào)調(diào)理板發(fā)送開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù),,經(jīng)過(guò)接口組件的功能變換,開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換為ARINC429總線(xiàn)信號(hào),,同時(shí),,測(cè)試軟件控制ARINC429總線(xiàn)信號(hào)收發(fā)板接收總線(xiàn)信號(hào),并送入工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障診斷分析,。
  該接口組件的功能是實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)信號(hào)與開(kāi)關(guān)量的相互轉(zhuǎn)換,,且存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此,,測(cè)試過(guò)程中采用窮舉測(cè)試法[6]進(jìn)行故障定位,。窮舉測(cè)試法是指在被測(cè)電路的輸入端輸入所有可能的測(cè)試碼,觀(guān)察電路輸出是否與標(biāo)準(zhǔn)值一致,。以“開(kāi)關(guān)量發(fā)送-總線(xiàn)信號(hào)接收”通道測(cè)試為例,可將此通道分為73路獨(dú)立的測(cè)試單元進(jìn)行窮舉測(cè)試,若計(jì)算機(jī)接收的73組總線(xiàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)均正確,則該測(cè)試通道正常,;否則,,故障可定位到相應(yīng)的測(cè)試單元。如果兩個(gè)通道均測(cè)試正常,,則該接口組件工作正常,。
    實(shí)際應(yīng)用表明:該檢測(cè)儀設(shè)計(jì)合理,工作穩(wěn)定可靠,,操作維護(hù)方便,,所有測(cè)試內(nèi)容均自動(dòng)完成,無(wú)需人工參與,,可完成原引進(jìn)測(cè)試儀的所有功能,,且故障可定位到獨(dú)立測(cè)試單元,故障定位準(zhǔn)確,,有效地提高了檢測(cè)和診斷效率,。
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