基于LabVIEW 的MON 单元自动测试系统的开发

株洲中车时代电气股份有限公司 刘 兵 李启乐 武松剑 蒋 飞

随着动车检修业务的迅速扩大，原有MON单元检修测试模式难以支撑未来的检修业务需求，开发MON单元自动化测试设备，成为解决问题的突破口。

根据MON单元功能测试需求，本文以虚拟仪器为开发平台，从系统框架、硬件和软件设计三部分对该系统进行详细的阐述，并通过实际测试应用，验证了系统的可行性。

1.系统结构及原理

列车信息控制装置可以简单的被理解为整个动车组的大脑和神经系统，它担负着整个动车组信息的收集、传输和整理分析工作，并通过显示系统辅助司机驾驶和向乘务员、旅客提供各种相关信息，主要由中央装置、终端装置、监控显示器、显示控制装置等装置组成。

自动化测试系统实现了MON单元的功能测试。测试时从被试品插头输入信号，通过开关卡路由，以及PXI、示波器对信号进行采集处理，由工控机进行自动化测试分析，并实时显示、存储和打印测试结果。测试系统的整体结构如图1所示。

图1 测试系统结构图

网络通讯设备主要包括N5770A直流电源、DH1765电源、波形发生器、万用表、串口服务器、PXI系统等。

工业计算机作为整个系统的控制核心，通过定制的全自动化软件系统，可以对试验过程进行自动控制和测试，通过以太网通讯获得程控数字万用表的测量值、控制N5770A的输出电压、控制波形发生器、控制电源DH1765的输出、来与串口服务器进行数据交互等，通过PCI总线与PXI系统进行数据交互。

2.系统硬件设计

测试台总体分为中间操作台和两边被试品放置台。中间的操作台采用琴式操作台，两边被试品放置台采用型材架形式。

整个的面板布局见图2所示。

图2 测试台布置图

2.1 PXI系统

根据实际需求信号点位分析，PXI系统配置如下表1所示。

表1 PXI系统配置表

2.2 AC220V供电系统

测试台通过连接器方式从外部引入AC220V电源，通过低压柜面板上的按钮，能控制输入电源，在分配给各个仪器和设备。这样，可以通过测试台上的急停开关，对整个系统进行紧急停机。其电路图如图4所示。

图3 AC220V电源系统图

图4 试验台串口及HDLC口分配原理图

2.3 数字输入信号实现

试验过程中，需要试验台对外输出DC110V(共阴极)或DC24V(共阳极)的数字量信号，该系统采用DC电源+开关卡的方式来实现对外输出数量信号。

2.4 数字输出信号采集

由于试验过程中，需要采集终端装置对外输出的数字量，该测试台采用6509+调理板来采集数字量。

图5 电压测试原理图

2.5 串口及HDLC口分配

试验时，需要进行多路通讯模拟，该试验台采用16口串口服务测试系统软件通过配置界面实现对测试系统进行硬件配置管理与三级权限管理（高级管理员、程序开发员、操作者），能够显示仪器仪表各参数值，采用图形化编程界面，大大提升程序开发效率。器来进行多路RS232数据通讯，原理如图4所示。

2.6 电压测试

试验时，需要对中央和终端装置的面板上的电压进行测试，试验台采用继电器分路切换的方式来实现对电压的多路测试，原理如图5所示。

3.系统软件设计

上位机软件开发使用 NI LabVIEW软件，以便开发过程中获取网络资源及兼容工具包；测试序列配置使用 NI Test-Stand软件，可减少序列配置过程中页面的切换操作。

测试系统整体软件结构图如图6所示。

测试系统软件采用分层体系结构，分为人机交互与数据显示界面，中间功能组件、数据信息存储与读取、硬件设备驱动接口等模块。

图6 系统软件总体结构图

4.结论

通过MON单元自动化测试系统的开发，实现了一键测试（数据的自动采集、试验结果的自动记录、打印等功能）。通过实际测试对比，与原来相比测试效率提高了60%以上。通过数据的自动采集及SPC分析，为目前开展的产品全生命周期研究提供宝贵的基础数据。