《電子技術(shù)應用》
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基于PXI的模塊電路檢測診斷系統(tǒng)軟件設(shè)計
2015年微型機與應用第10期
欒寶寬,田華明,王傳剛
(海軍航空工程學院青島校區(qū),,山東 青島 266041)
摘要: 作為設(shè)備組成部分的模塊電路,,為判斷其性能狀況并進行故障檢修,需要開發(fā)基于PXI總線的檢測診斷系統(tǒng),,而系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要依賴軟件。結(jié)合構(gòu)建的平臺,設(shè)計了軟件結(jié)構(gòu)和軟件流程,,并就主要軟件的實現(xiàn)進行了討論。綜合運用虛擬儀器,、數(shù)據(jù)庫,、計算機通信等技術(shù)進行系統(tǒng)軟件設(shè)計,軟件結(jié)構(gòu)良好,,易于二次開發(fā),。
Abstract:
Key words :

  摘  要: 作為設(shè)備組成部分的模塊電路,為判斷其性能狀況并進行故障檢修,,需要開發(fā)基于PXI總線的檢測診斷系統(tǒng),,而系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要依賴軟件。結(jié)合構(gòu)建的平臺,,設(shè)計了軟件結(jié)構(gòu)和軟件流程,,并就主要軟件的實現(xiàn)進行了討論。綜合運用虛擬儀器、數(shù)據(jù)庫,、計算機通信等技術(shù)進行系統(tǒng)軟件設(shè)計,,軟件結(jié)構(gòu)良好,易于二次開發(fā),。

  關(guān)鍵詞: PXI,;模塊電路;檢測診斷

0 引言

  模塊電路作為設(shè)備的組成部分,,判斷其性能狀況并進行故障檢修通常需要特定的工作環(huán)境,。開發(fā)相應的檢測診斷系統(tǒng),不僅能夠獨立模擬模塊電路的實際工作環(huán)境,,而且可以提供一定的自動檢測功能及維修幫助[1],。考慮到具體功能實現(xiàn)和維修成本,,采用基于PXI總線的檢測診斷系統(tǒng)是非??扇〉模δ艿膶崿F(xiàn)主要依靠軟件,。

1 檢測診斷系統(tǒng)平臺構(gòu)建

  系統(tǒng)采用平臺化的設(shè)計理念,,通過建立通用的硬件平臺和軟件平臺,使用不同的測試接口和運行不同的應用程序模塊完成相應的測試,,使系統(tǒng)達到最優(yōu)配置,。系統(tǒng)由軟件和硬件組成,系統(tǒng)硬件主要包括中心控制器,、PXI卡式儀器,、通用程控儀器、專用程控儀,、測試接口[2],;系統(tǒng)軟件包括開發(fā)環(huán)境、測試軟件,、維修訓練軟件等,。其原理組成框圖如圖1所示。

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  檢測診斷系統(tǒng)核心由PXI-1042機箱,、PXI-8187零槽控制器,、PXI-4070六位半萬用表、PXI-6713模擬輸出器,、PXI-6602定時/計數(shù)器,、PXI-5112示波器(16 MB內(nèi)存)[3]、PXI-2530矩陣開關(guān)以及PXI-2630端子等組成,,PXI機箱組成如圖2所示,。

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2 檢測診斷系統(tǒng)軟件設(shè)計

  軟件是本系統(tǒng)的重要組成部分,為完成測試系統(tǒng)的功能,主要包括系統(tǒng)管理,、系統(tǒng)自檢,、校驗、儀器驅(qū)動,、設(shè)備測試,、設(shè)備故障診斷,、測試數(shù)據(jù)處理及管理,、數(shù)據(jù)庫的管理8部分內(nèi)容[4]。為實現(xiàn)測試軟件的標準化,、模塊化和圖形化,,軟件開發(fā)采用Visual Basic和Measurement Studio聯(lián)合編程實現(xiàn),數(shù)據(jù)庫采用MS SQL Server數(shù)據(jù)庫,。

  2.1 軟件結(jié)構(gòu)及流程

  檢測診斷系統(tǒng)軟件主要由系統(tǒng)管理軟件,、測試診斷軟件、維修訓練軟件三大部分組成,,具體可分為虛擬儀器驅(qū)動程序,、測試信息庫、故障知識庫,、測試引導信息庫,、維修訓練知識庫以及自動測試、故障診斷等模塊,,其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示,。

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  管理軟件負責測試程序與數(shù)據(jù)庫程序之間信息的傳遞與通信、信息的讀取與保存,、人機交互和結(jié)果處理與分析,;同時還負責系統(tǒng)的自檢,包括測試控制電路和調(diào)理電路工作狀態(tài)檢測,,通過后可進入測試診斷程序,,否則中止程序進一步執(zhí)行并報告出錯。

  測試程序完成具體項目的測試過程控制,,采用數(shù)據(jù)庫技術(shù),,應用模塊化的軟件、測試信息,、測試儀器,,實現(xiàn)對裝備的綜合檢測和故障的自動診斷。

  維修訓練軟件為操作人員提供了大量的裝備信息,,便于裝備學習和進行維修保障訓練,。

  軟件流程如圖4所示。

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  系統(tǒng)工作時,由中心控制器圖形界面引導用戶選擇系統(tǒng)功能操作:系統(tǒng)測試,、單元測試,、故障診斷、維修訓練和系統(tǒng)幫助,。

 ?。?)系統(tǒng)測試:主要完成整機系統(tǒng)和分系統(tǒng)性能或功能的測試,確定裝備的質(zhì)量狀況,,同時可對系統(tǒng)進行診斷,,確定故障單元。

 ?。?)單元測試:該子程序?qū)Υ郎y單元進行故障檢測,。給待測單元施加必要的激勵后,對單元的輸出信號進行檢測,,以確定單元工作是否正常,。若檢測出待測單元存在故障,則報告并進入測試單元故障診斷程序,。

 ?。?)故障診斷:該子程序?qū)Υ郎y單元進行故障診斷。對有故障的單元,,在連接必要的測試探針后,,給待測單元施加所需的激勵,在故障樹引導下自動對各測試孔進行檢測,,依據(jù)測試診斷數(shù)據(jù)庫,,判斷各級工作是否正常。最后給出診斷結(jié)果,,可將故障定位到級,。

  在對某單元進行測試診斷之前,必須建立與它對應的數(shù)據(jù)庫,。測試診斷數(shù)據(jù)庫在SQL Server中開發(fā),,其內(nèi)容主要包括診斷步驟、激勵信號,、信號類型,、調(diào)理系數(shù)、測試節(jié)點,、測試位置,、特征范圍、正確情況,、錯誤情況和提示信息等,。

 ?。?)維修訓練:在系統(tǒng)界面引導下,根據(jù)用戶需要可查閱各種技術(shù)文檔,,包括維修數(shù)據(jù),、維修經(jīng)驗、維修記錄和近導系統(tǒng)的工作原理,。模擬故障現(xiàn)象并給出相應的維修規(guī)程,,進行故障檢測和診斷的模擬。

 ?。?)系統(tǒng)幫助:提供了檢測診斷系統(tǒng)的使用說明,。

  2.2 部分軟件設(shè)計實現(xiàn)

  (1)單元測試模塊

  此模塊完成的主要功能是自動完成對被測單元的測試,。應用Visual Basic語言開發(fā)應用程序,,通過與底層硬件控制平臺交換信息,實現(xiàn)用戶層對多種總線儀器的統(tǒng)一控制,,從而構(gòu)建起自動測試系統(tǒng)。軟件自動測試流程如圖5所示,。

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 ?。?)故障診斷模塊

  系統(tǒng)將技術(shù)較為成熟的故障樹分析法作為故障診斷的基本方法,原始技術(shù)資料以故障樹形式給出[5],。檢測時系統(tǒng)首先產(chǎn)生待測單元激勵信號,,系統(tǒng)測試診斷程序讀取數(shù)據(jù)庫的某一數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)包括診斷步驟,、模擬激勵,、提示信息各項內(nèi)容,然后依照數(shù)據(jù)內(nèi)容對待測單元配置信號通道并采集輸出信號,,將結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中的信號參數(shù)范圍進行比較以決定下一步驟,。如此循環(huán)下去,直至檢測結(jié)束,,給出診斷結(jié)論,。故障診斷軟件工作流程如圖6所示。

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3 結(jié)論

  采用PXI技術(shù)來實現(xiàn)模塊電路的檢測診斷,,符合自動測試系統(tǒng)標準化,、通用化和一體化的發(fā)展趨勢。綜合運用虛擬儀器,、數(shù)據(jù)庫,、計算機通信等技術(shù)進行系統(tǒng)軟件設(shè)計,易于操作,,結(jié)構(gòu)良好,,易于進行二次開發(fā),。

參考文獻

  [1] 樊世友,范梅生,,魏震生.VXI總線在通用裝備測試系統(tǒng)中的應用及發(fā)展[J].電子技術(shù)應用,,2002,28(5):38-40.

  [2] 楊樂平,,苗增良.一種新的模塊化儀器總線標準——PXI[J].測控技術(shù),,1998,17(5):62-63.

  [3] PXI—5112 user manual[DB/OL].美國:美國NI公司,,2004.

  [4] 楊軍,,馮振聲,黃考利,,等.裝備智能故障診斷技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,,2004.

  [5] 周東華,葉銀忠.現(xiàn)代故障診斷與容錯控制[M].北京:清華大學出版社,,2000.


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