[發明專利]一種能模擬多種故障的故障注入模擬板

無效

• 申請號: 201110349702.7
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102508452A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 石君友;呂凱悅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種能模擬多種故障的故障注入模擬板，其特征在于：它的外形結構是以48個繼電器為核心的繼電器單元和固定電平插口、外接電阻插口、外部信號插口，輸入輸出總接口構成，48個繼電器按序號布置成6列8排，固定電平插口、外接電阻插口、外部信號插口和輸入輸出總接口從左至右位于該模擬板的下方位置；該固定電平插口的功能是接入進行固高/固低故障模擬時所需的高/低電平；該外接電阻插口的功能是接入一個外接電阻；該外部信號插口的功能是接入模擬輸出錯誤故障所需的外部信號；該輸入輸出總接口提供高電平VDD與接地端GND的接口；在48個繼電器A1～A48中，A2、A6、A12、A16，這四個單元的繼電器RELAY2、RELAY6、RELAY12、RELAY16的各自的管腳8與管腳9之間串接了一個電阻；A39～A46這8個單元的繼電器RELAY39-RELAY46組成電阻網絡，相比其他單元要各多接一個電阻，其余36個繼電器單元的電路結構是相同的——即A1單元的電路結構由繼電器RELAY1、二極管Q、LED發光二極管、三極管D、電阻R1、R2、R3組成，其連接方式是繼電器的引腳1連接到+5V高電平，引腳16和三極管D的集電極C之間串接電阻R1，三極管的輸出發射極E接地；三極管D的基極B和C1之間串接電阻R2，C1通過輸入輸出總接口連接到故障注入控制板的I/O輸出端口，LED串接一個電阻之后，跨接在繼電器的引腳1與引腳16間，其余以此類推；

48個繼電器單元內部結構組成5大模塊，其分別是固高、固低、輸出錯誤、電阻網絡、以及線上串電阻——線與線之間搭接電阻——線與地之間搭接電阻這五個模塊；固高、固低、輸出錯誤、線上串電阻——線與線之間搭接電阻——線與地之間搭接電阻這四個模塊的輸入端口接到同一輸入信號線I1/I2的四條分支上；輸出端口接到同一條輸出信號線O1/O2的四條分支上；電阻網絡模塊連接到線上串電阻——線與線之間搭接電阻——線與地之間搭接電阻上；各個模塊又各自與故障注入控制板的控制信號線連接，輸入信號線I1/I2、輸出信號線O1/O2、控制信號線都連接到輸入輸出總接口；

該固高模塊含有8個繼電器單元，它分為相同的兩部分；繼電器RELAY1～RELAY4與電阻HIGH_RES1組成輸入信號線I1、I2的固高模塊的故障模擬電路，繼電器RELAY11～RELAY14與電阻HIGH_RES2組成輸出信號線O1、O2的固高模塊的故障模擬電路，每個繼電器的引腳16都連接到繼電器驅動電路，而管腳1則統一連接到+5V高電平；UUT_POWER為通過固定電平插口所接入的固定高電平；固高模塊的功能是通過控制繼電器的通斷就模擬輸入信號線與輸出信號線上的固定高電平故障；其中電阻HIGH_RES1、HIGH_RES2的作用是防止電路接通時電路中的電流過大；

該固低模塊含有8個繼電器單元，它分為相同的兩部分；繼電器RELAY5～RELAY8與電阻LOW_RES1組成輸入信號線I1、I2的固低模塊的故障模擬電路，繼電器RELAY15～RELAY18與電阻LOW_RES2組成輸出信號線O1、O2的固低模塊的故障模擬電路，每個繼電器的引腳16都連接到繼電器驅動電路，而管腳1則統一連接到一個+5V高電平；UUT_GND為接地端，固低模塊的功能是模擬輸入信號線I1、I2與輸出信號線O1、O2上的固定低電平故障；其中電阻LOW_RES1、LOW_RES2的作用是防止電路接通時電路中的電流過大；

該輸出錯誤模塊由A9、A10、A19、A20這4個繼電器單元組成，它分為相同兩部分，外部信號線EX_SIGNAL1/EX_SIGNAL2連接到繼電器的13管腳，輸入信號線I1/I2、輸出信號線O1/O2連接到繼電器的管腳9；

該電阻網絡模塊含有8個繼電器單元，它分為相同的兩部分；繼電器RELAY43～RELAY46、電阻B_R1～B_R4組成大小能調節的電阻BRES；繼電器RELAY39～RELAY42、電阻A_R1～A_R4組成大小能調節的電阻ARES；電阻網絡模塊的功能是提供模擬線上串電阻、線與地之間搭接電阻、線與線之間搭接電阻這三種故障時所需要的內接電阻，通過控制繼電器的通斷就得到不同大小的內接電阻；

該線上串電阻——線與線之間搭接電阻——線與地之間搭接電阻模塊共含有20個繼電器單元，該模塊能模擬線上串電阻、線與線之間搭接電阻、線與地之間搭接電阻這三種故障；模擬線上串電阻故障時，內部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY37，或者外部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY35；要實現I1與O1線上串電阻時，內部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY37，或者外部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY35；

模擬線與地之間搭接電阻故障模擬時，內部電阻需要動作的繼電器為RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY29、RELAY32、RELAY38，或者外部電阻需要動作的繼電器為RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY29、RELAY32、RELAY48；

線與線間搭接電阻是指I1與O1連通并且I2和O2連通后在二者之間搭接電阻；模擬這種故障時，內部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY28、RELAY30、RELAY31、RELAY33，或者外部電阻需要動作的繼電器是RELAY21、RELAY23、RELAY25、RELAY28、RELAY30、RELAY31、RELAY34；繼電器RELAY21、RELAY23、RELAY25動作后I1和O1導通，RELAY28、RELAY30、RELAY31動作后I2和O2導通，RELAY33動作后兩條通路之間接入電阻BRES，從而完成線與線間搭接電阻的操作。