[發明專利]一種數字控制板的功能檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310712051.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103676940B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 劉軍;張計濤;宋修明;潘天天
• 申請（專利權）人: 優科新能源科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司11282
• 代理人: 楊樹芬

1.一種數字控制板的功能檢測系統，其特征在于，包括：上位機PC、工裝板系統控制單元、待檢數字控制板、包含恒流源和穩壓源的標準源；

所述上位機PC分別與工裝板系統控制單元和待檢數字控制板連接；所述工裝板系統控制單元和待檢數字控制板連接。

2.根據權利要求1所述的一種數字控制板的功能檢測系統，其特征在于，所述工裝板系統控制單元主要包含光耦合器件、AD轉換模塊。

3.一種數字控制板功能檢測方法，其特征在于，上位機PC首先需要通過數據總線下發指令控制待檢數字控制板和工裝板系統控制單元做出相應動作，同時接收待檢數字控制板和工裝板系統控制單元上傳的系統信息，最后根據二者反饋的信息，按照既定的邏輯算法判定出檢測單元的好壞，此外，上位機PC還對檢測結果數據進行分析和評估；所述工裝板系統控制單元是待檢單元硬件信號的輸入源，是待檢單元狀態的檢測環節；

所述待檢數字控制板是系統的被檢對象，為了使檢測結果盡量可靠，在檢測過程中，系統盡量模擬待檢數字控制板在實際應用場合的工作狀態；待檢數字控制板的微控制器按照上位機PC的指令，控制相應外圍設備動作輸出硬件信號給工裝板系統控制單元檢測或者檢測工裝板系統控制單元或標準源輸入的硬件信號；然后，將自身的輸出狀態或者檢測到的信號信息通過通訊總線上傳給上位機PC；

在整個檢測過程中，上位機PC、工裝板系統控制單元和標準源構成了一個模擬系統，該系統旨在模擬待檢數字控制板實際工作系統中除待檢數字控制板外的其他部分，使待檢數字控制板的各輸入輸出單元運行起來；最后，通過上位機PC和工裝板系統控制單元配合判定出待檢數字控制板性能的好壞，得出最終的檢測結果。

4.根據權利要求1所述的一種數字控制板的功能檢測方法，其特征在于，完成對待檢數字控制板中常用模塊的檢測工作的步驟如下：

1)開關量輸出模塊對待檢數字控制板中的微控制器來講，主要是指微控制器的通用IO口的輸出功能，在實際應用中，待檢數字控制板上往往以繼電器或者光耦等形式輸出，對該輸出信號的檢測通過工裝板系統控制單元中的光耦合器件來采集，假如需要對待檢數字控制板的開關量輸出模塊進行檢測，需要以下具體步驟：

①上位機PC通過通訊總線下發指令給待檢數字控制板，命令其開關量輸出通道1輸出高電平；

②待檢數字控制板執行相應動作，將開關量輸出通道1輸出高電平，并將此時該通道的控制狀態通過通訊總線反饋給上位機PC；

③工裝板系統控制單元中的光耦合器件檢測通道檢測待檢數字控制板此時開關量輸出通道1的狀態，并將檢測到的該開關量輸出通道1的輸出狀態反饋給上位機PC；

④上位機PC接收待檢數字控制板和工裝板系統控制單元上傳的信息，判定待檢數字控制板開關量輸出通道1的性能好壞；

⑤如果步驟④對開關量輸出通道1的高電平檢測結果為正常，則重復步驟①至④，對該開關量輸出通道1進行低電平檢測；

⑥如果對開關量輸出通道1的高電平檢測和低電平檢測結果都為正常，則重復步驟①至⑤對開關量輸出通道2、3、4……進行檢測，直至完成對所有開關量輸出通道的檢測；

⑦如果步驟⑥中所有開關量輸出通道的檢測結果都為正常，則說明該待檢數字控制板的開關量輸出檢測結果為正常。反之則說明存在故障，且上位機PC提示出故障通道給用戶；

2）開關量輸入模塊對待檢數字控制板中的微控制器來講，主要是指微控制器的通用IO口的輸入功能，在實際應用中，待檢數字控制板往往是通過光耦等形式采集外部出入的開關量信息，該開關量信息是由工裝板系統控制單元中的繼電器來提供的，假如需要對待檢數字控制板的開關量輸入模塊進行檢測，需要以下具體步驟：

①上位機PC通過通訊總線下發指令給工裝板系統控制單元，命令工裝板系統控制單元的開關量輸出通道1輸出高電平；工裝板系統控制單元的開關量輸出通道1對應待檢數字控制板的開關量輸入通道1；

②工裝板系統控制單元執行相應動作，將開關量輸出通道1輸出高電平，并將此時該開關量輸出通道1的控制狀態通過通訊總線反饋給上位機PC；

③待檢數字控制板相應的開關量輸入通道1檢測工裝板系統控制單元此時開關量輸出通道1的狀態，并將檢測到的該開關量輸出通道1的輸出狀態反饋給上位機PC；

④上位機PC接收工裝板系統控制單元和待檢數字控制板上傳的信息，判定待檢數字控制板開關量輸入通道1的性能好壞；

⑤如果步驟④對待檢數字控制板的開關量輸入通道1的高電平檢測結果為正常，則重復步驟①至④，對該待檢數字控制板的開關量輸入通道1進行低電平檢測；

⑥如果對待檢數字控制板的開關量輸入通道1的高電平檢測和低電平檢測結果都為正常，則重復步驟①～⑤對待檢數字控制板的開關量輸入通道2、3、4……進行檢測，直至完成所有待檢數字控制板的開關量輸入通道的檢測；

⑦如果步驟⑥中所有待檢數字控制板的開關量輸入通道的檢測結果都為正常，則說明該待檢數字控制板的開關量輸入檢測結果為正常。反之則說明存在故障，且上位機PC提示出故障通道給用戶；

3）脈沖輸出模塊對待檢數字控制板中的微控制器來講，主要是指微控制器的PWM脈沖輸入模塊；在實際應用中，該功能主要用于電機的調速、開關電源輸出的調制等，對待檢數字控制板輸出的脈沖通過工裝板系統控制單元的AD轉換模塊來采集，假如需要對待檢數字控制板的脈沖輸出模塊進行檢測，需要以下具體步驟：

①系統上電后，待檢數字控制板脈沖輸出模塊所有通道輸出固定占空比、固定頻率的PWM信號，并將各脈沖通道的控制狀態通過通訊總線上傳給上位機PC；

②工裝板系統控制單元的AD轉換模塊采集待檢數字控制板各通道輸出的脈沖信號，并將AD轉換模塊轉換后的AD值通過通訊總線上傳給上位機PC；

③上位機PC接收待檢數字控制板和工裝板系統控制單元上傳的信息，逐次判斷工裝板系統控制單元上傳的每個通道的AD值是否在預設的區間之內；如果在預設區間，則判定該路待檢數字控制板的脈沖輸出通道正常，同理對每路脈沖輸出通道進行判定，如果所有的脈沖輸出通道都正常，則判定待檢數字控制板的脈沖輸出模塊正常，反之則為故障，且上位機PC提示出故障通道給用戶；

4）AD轉換模塊對待檢數字控制板中的微處理器來講，主要是指微控制器的模擬量檢測模塊，在實際應用中，該功能主要用于對電壓、電流、溫度等模擬量的檢測，對待檢數字控制板的AD轉換模塊的檢測需要由標準源來配合完成，假如需要對待檢數字控制板的AD轉換模塊進行檢測，需要以下具體步驟：

①系統上電后，需要通過標準源給待檢數字控制板各AD模擬轉換通道輸入固定大小的模擬量；

②待檢數字控制板的AD轉換模塊各通道采集相應標準源輸入信號，并將AD轉換模塊轉換后的AD值通過通訊總線上傳給上位機PC；

③上位機PC接收待檢數字控制板上傳的信息，逐次判斷每個通道的AD值是否在預設的區間之內；如果在預設區間，則判定該路待檢數字控制板的AD轉換通道正常，同理對待檢數字控制板的每路AD轉換通道進行判定，如果所有的AD轉換通道都正常，則判定待檢數字控制板的AD轉換模塊正常，反之則為故障，且上位機PC提示出故障通道給用戶；

5）通訊模塊對待檢數字控制板中的微處理器來講，主要是指微控制器負責與其所在系統的其他單元交互數據的模塊，在實際應用中，其通訊方式是CAN、RS-232、RS-422和RS-485等，本發明中，上位機PC和工裝板系統控制單元的通訊方式就取決于待檢數字控制板的通訊方式，在對待檢數字控制板中的通訊模塊進行檢測時，直接由上位機PC來配合完成，假如需要對待檢數字控制板的通訊模塊進行檢測，需要以下具體步驟：

①系統上電后，待檢數字控制板的各個通訊總線上的節點則周期性的主動上傳各通訊模塊的生命幀；

②上位機PC接收待檢數字控制板上傳的信息，逐次判斷每個通訊通道的生命幀是否具有預定的規律性和周期性，如果滿足要求，則判定該路待檢數字控制板的通訊通道正常，同理對待檢數字控制板的每路通訊通道進行判定，如果所有的通訊通道都正常，則判定待檢數字控制板的通訊模塊正常，反之則為故障，且上位機PC提示出故障通道給用戶。