CN203519784U - 一种实现优选板卡全面测试的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种实现优选板卡全面测试的测试装置，包括执行测试过程的工业电脑，所述工业电脑内安装有生成所有测试步骤的数据处理模块，安装优选板卡的机箱及安装的待测试优选板卡，以及在待测试优选板卡与工业电脑之间进行数据输出和输入处理的数据采集卡，所述待测试优选板卡包括双指令板卡、单指令得电优先板卡和单指令失电优先板卡。本实用新型可实现同时对多种不同逻辑类型的优选板卡（如：PL-1、PL-2、PL-3）的自动测试，大大提高了测试效率，在型式试验中能够大大节约测试费用，也减少测试人工的投入。

Description

一种实现优选板卡全面测试的测试装置

技术领域

本实用新型涉及仪控领域，具体涉及核电站领域对核电站现场不同设备同时产生的专设控制信号按优先级进行管理并输出的控制板卡的逻辑及其它功能实现全面测试的测试装置。 

背景技术

在核电站DCS***中，优选板卡对由核电站现场不同设备同时产生的专设控制信号按优先级进行管理，并对安全专设设备进行输出。在使用前需要对其进行测试，以保证其能够正常工作。对优选板卡性能或功能测试，除了逻辑判断功能外，还包括优选板卡特定通道的输入输出响应时间、输出通道的信号质量、输入通道的抗干扰功能等，但由于优选模块具有输入输出信号数量多、种类多，逻辑关系复杂等特点，给模块的测试带来很多困难，现有技术中在实现上述测试时一般不易覆盖所有测试项，对现场运营产生一定风险。目前也有采用测试平台进行优选板卡测试的，但其只能进行有限的逻辑验证，也不能加载仪器仪表实现某些复杂逻辑下的自动或半自动化测试，更无法实现对多种优选板卡同时进行逻辑全覆盖测试，这会造成某些特别条件下测试不够充分的隐患。 

实用新型内容

为解决现有技术中对核电站优选板卡不能实现全面覆盖的全自动测试问题，本实用新型提供一种能够对优选板卡的逻辑及其它性能进行自动测试的测试装置。具体方案如下：一种实现优选板卡全面测试的测试装置，包括执行测试过程的工业电脑，其特征在于，所述工业电脑内安装有生成所有测试步骤的数据处理模块，安装待测试优选板卡的机箱，以及在待测试优选板卡与工业电脑之间进行数据输出和输入处理的数据采集卡，所述待测试优选板卡的类型包括双指令板卡、单指令得电优先板卡和单指令失电优先板卡。 

为实现优选板卡自身性能的测试：在数据采集卡与待测试优选板卡的连接线路上并联有测试待测试优选板卡响应时间、信号质量以及抗干扰能力的检测装置，所述检测装置包括示波器、函数发生器和波形记录仪。 

为提高测试效率：所述机箱同时安装7块待测试优选板卡，7块待测试优选板卡的输入通道并联，所述数据处理模块通过数据采集卡同时分别向7块待测试优选板卡的同一种通道 发送同一信号。 

为提高测试精度：所述数据采集卡的型号为PCI-6528，其包括24路数字量输入通道。 

为减少干扰：所述待测试优选板卡与数据采集卡之间设置有隔离板卡。 

为实现负载的模拟测试：所述数据采集卡与待测试优选板卡之间设置有负载电路，所述负载电路包括提供查询电压的48V电源，以及一个电阻和两个串联的继电器线圈，其中两个串联的继电器线圈与电阻并联后接入数据采集卡的输出线路上。 

为提高负载的稳定性：所述电阻为50欧姆/100W的水泥电阻或电子负载，所述继电器线圈为24V继电器。 

本实用新型可实现同时对多种不同逻辑类型的优选板卡（如：PL-1、PL-2、PL-3）的自动测试，大大提高了测试效率，在型式试验中能够大大节约测试费用，也减少测试人工的投入。依据功能强大的测试平台实现复杂逻辑下的功能或性能测试。借助示波器和函数发生器可测试优选板卡的响应时间、输入通道的抗干扰（去除抖动信号）能力，此外借助电子负载或其它模拟负载可测试输出通道的驱动能力，并可以测试输出信号的质量等，本方案能够覆盖所有待测试优选板卡的全部逻辑。 

本实用新型的测试装置及内部的测试模块都有可扩展性，可以自由配置通道，以适应对不同种类的优选板卡的测试，这是目前其它测试装置所不具备的。 

本实用新型的测试装置通过测试平台能够接入其他测试仪表，如：函数发生器、示波器、电子负载等，实现对待测试优选板卡在复杂逻辑下的响应时间、输出信号质量、输入抗干扰（抖动去除能力）、输出驱动能力等功能性能测试，填补了现有优选板卡自动测试的空白。 

附图说明

图1本实用新型的结构示意图； 

图2测试装置输出端的负载电路示意图； 

图3对待测试优选板卡的响应时间测试示意图； 

图4对待测试优选板卡的通道抗干扰能力测试示意图； 

图5数据处理模块的工作流程示意图； 

图6隔离板卡对输入通道的隔离示意图； 

图7隔离板卡对输出通道的隔离示意图。 

附图中标号说明：1-工业电脑、2-数据处理模块、3-数据处理卡、4-待测试优选板卡、5-检测装置、6-机箱。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实现优选板卡全面测试的测试装置，包括执行测试过程的工业电脑1，安装在工业电脑1内生成所有测试步骤的数据处理模块2，安装待测试优选板卡4的机箱6及安装的待测试优选板卡4，以及在待测试优选板卡4与工业电脑1之间进行数据输出和输入处理的数据采集卡3，所述待测试优选板卡4包括双指令板卡、单指令得电优先板卡和单指令失电优先板卡。 

本实用新型中的工业电脑安装在图腾机柜内，利用图腾机柜内的配电***和接线端子排构成整个测试基础，同时在工业电脑内安装能够对待测试优选板卡的测试过程、测试项目、测试结果、测试范围等进行控制和处理的数据处理模块。本实用新型能够在同一硬件电路基础上同时对优选板卡的三种类型进行测试，三种类型的优选板卡包括： 

双指令板卡：PL-1； 

单指令得电优先板卡：PL-2； 

单指令失电优先板卡：PL-3； 

每块板卡包括13路输入信号和4路输出信号，其中13路输入信号包括10路触点型（1E1～1E10），3路24V电平型(NC1～NC3)；4路输出信号包括2路48V电平型输出OUT1、OUT2（PL_2、PL_3无OUT2），两路触点型（ERR、ATWT）。 

机箱6一次可以安装并同时对7块并联优选板卡进行操作，即：PL-1_1～PL-1～3、PL-2_1、PL-2_2、PL-3_1、PL-3_2。本实用新型的数据处理模块2可同时、自动、遍例测试各块板卡，结束了现有技术中手动或半自动测试，且不能遍例测试的方式，通过数据处理模块2完全实现指定测试类型、指定测试目标等优选板卡所具有的功能以及优选板卡4自身的性能的测试。所述数据处理模块2通过数据采集卡3同时向7块优选板卡的同一通道发送同一检测信号，实现多块优选板卡同时测试。 

为了对优选板卡自身性能进行测试，本实用新型在数据采集卡3与待测试优选板卡4的连接线路上并联有测试待测试优选板卡响应时间、信号质量以及抗干扰能力的检测装置5，所述检测装置5包括示波器、函数发生器和波形记录仪。通过上述测试设备能够对待测试优选板卡4处理信号在复杂逻辑下的功能和性能测试。如图3所示，在测试时将待测试优选板卡的输入和输出通道与示波器连接，被测输入通道与输出通道间用示波器监测，其他输出通道按逻辑要求组成逻辑。通过本实用新型的基础上只需要将监测点***到被测通道即可，安装方便，并可实现复杂逻辑状态下的特定测试，这些是手动测试无法实现的。如图4所示， 对待测试优选板卡的抗干扰能力（去除抖动）测试，将函数发生器接入被测输入通道和输出通道，同时将示波器进行监视，通过函数发生器和示波器，可以观测到是否有抖动信号被响应到。其中函数发生器可编程输出任意抖动信号，具体方式如下：锁定其它通道逻辑，在被测通道上加载下脉冲或上脉冲信号，脉冲宽度为通道的去抖动指标，如2ms、3ms、4ms等，测试输出通道在施加干扰信号期间有没有信号翻转，如果有翻转发生则判定测试不合格。 

为提高数据的输入输出效果，本实用新型采用的数据采集卡3型号为PCI-6528，PCI-6528具有24路数字量输入通道，全部为触点型。各个通道的最大电压范围为±60V，逻辑“0”为0～1V，逻辑“1”为3.2～60V。PCI-6528的最高采样频率为1MHz，并且可以设置4us～200ms的滤波功能，完全可以适应本测试装置的需求。 

为提高测试可靠性，本实用新型的所述待测试优选板卡4与数据采集卡3之间设置有隔离板卡。测试装置采用隔离板卡实现通道隔离。 

输入通道的隔离方案如图6所示，图右侧为本测试装置的输入通道，由NI-数字量输入通道和数字量采集调理板卡组成。数字量采集调理板卡的作用如下： 

a)对待测试优选板卡和NI通道，以及各个输入通道间实现电气隔离，以防止通道间的相互干扰； 

b)将输入的触点信号（干结点）转换为NI板卡可接受的电平信号（湿节点）。 

实现以上功能主要通过光电隔离转换器件：MOCD213来实现。 

输出通道的隔离方案如图7所示，图中上半部分为本测试装置的输出通道，由NI-数字量输出通道和数字量输出调理板卡组成。数字量输出调理板卡的作用如下： 

a)对待测试优选板卡和NI板卡通道，以及各个输出通道间实现电气隔离，以防止通道间的干扰； 

b)将输NI的同一个输出信号变为相同的七个输出信号，并且信号之间相互隔离。 

实现以上功能主要靠光电隔离转换器件MOCD213来实现。 

如图5所示，为实现待测试优选板卡的最大负载测试，本实用新型的所述数据采集卡3与待测试优选板卡4之间设置有负载电路，所述负载电路包括提供查询电压的48V电源，以及一个电阻和两个串联的继电器线圈，其中两个串联的继电器线圈与电阻并联后接入数据采集卡的输出线路上。在实际应用中，优选板卡输出端口（OUT1、OUT2）的驱动为感性负载，直流最大电流为1A，因此需要增加相应的负载电路来模拟其负载输出。所述电阻为50欧姆/100W的水泥电阻或电子负载，所述继电器线圈为24V继电器。 

本实用新型中数据处理模块的自动测试流程思路是：通过待测试优选板卡设计文件的逻辑图进行编码，各个输出位按顺序从低到高编为13位二进制码。如1E1为第1位，1E2为第 2位……NC3为第13位。这13位共有2^13=8192种组合，每一种组合都有唯一的一种输入码对应。在程序中采用地址指针的方式将每一种输入码存于对应的地址中，具体测试过程的流程示意如图5所示，其中的虚线相关框图为预设参数部分，相关的设置包括： 

1、通道可配置，在测试装置中每个输入和输出通道都有确定的名称，可通过名称与NI板卡的通道一一对应； 

2、输入稳定时间，该参数可保证待测试优选板卡有一定的响应时间，还可以去除当待测试优选板卡输出通道有继电器时，继电器抖动对测试造成的误判断； 

3、抖动判断设置时间，该时间可判断在采样周期内如果有抖动发生，当抖动脉冲的宽度超过多长时可将信号视为抖动信号； 

4、数据存储，设定每一步测试是否需要存储； 

5、延时，即每一步逻辑从发出到结束判断所需要的Xms时间，当每一轮扫描结束后需要等待Nms=Xms-Yms，其中Y为实际执行时间，需要***计数器测定； 

6、此外还可以设置当测试发现错误后测试装置是需要停止、等待NS后执行还是继续执行。 

通过上述预设步骤，数据处理模块能够实现多种逻辑同时判断及逻辑组态通过，将测试装置输入信号对应的逻辑组态置好就可实现多种不同待测试优选板卡的同时监测。目前配置逻辑组态的方法是：在Labview程序中将模块设计文件的逻辑框图***其中。将来的目标是为使用人员提供自由组态界面，以实现灵活配置；可测试输出通道的信号质量（甄别抖动信号），待测试优选板卡的输出信号如果有抖动发生，会对现场设备造成安全隐患。本测试装置具有甄别抖动的功能，可以在测试中判断模块输出端是否有抖动发生。如：当设定采样率为0.5K，单步采样时间为1S时，则在采样开始后以0.5K的速率采样500个，当发现某次采样的值与上一次不同时，则停止采样，在本步的测试结果输出“E”。 

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。 

Claims (6)

1.一种实现优选板卡全面测试的测试装置，包括执行测试过程的工业电脑（1），其特征在于，所述工业电脑（1）内安装有生成所有测试步骤的数据处理模块（2），安装待测试优选板卡（4）的机箱（6），以及在待测试优选板卡（4）与工业电脑（1）之间进行数据输出和输入处理的数据采集卡（3），所述待测试优选板卡（4）的类型包括双指令板卡、单指令得电优先板卡和单指令失电优先板卡，在数据采集卡（3）与待测试优选板卡（4）的连接线路上并联有测试待测试优选板卡（4）响应时间、信号质量以及抗干扰能力的检测装置（5），所述检测装置（5）包括示波器、函数发生器和波形记录仪。

2.如权利要求1所述的一种实现优选板卡全面测试的测试装置，其特征在于，所述机箱（6）同时安装7块待测试优选板卡（4），7块待测试优选板卡（4）的输入通道并联，所述数据处理模块（2）通过数据采集卡（3）同时分别向7块待测试优选板卡（4）的同一种通道发送同一信号。

3.如权利要求2所述的一种实现优选板卡全面测试的测试装置，其特征在于，所述数据采集卡（3）的型号为PCI-6528，其包括24路数字量输入通道。

4.如权利要求3所述的一种实现优选板卡全面测试的测试装置，其特征在于，所述待测试优选板卡（4）与数据采集卡（3）之间设置有隔离板卡。

5.如权利要求1所述的一种实现优选板卡全面测试的测试装置，其特征在于，所述数据采集卡（3）与待测试优选板卡（4）之间设置有负载电路，所述负载电路包括提供查询电压的48V电源，以及一个电阻和两个串联的继电器线圈，其中两个串联的继电器线圈与电阻并联后接入数据采集卡的输出线路上。

6.如权利要求5所述的一种实现优选板卡全面测试的测试装置，其特征在于，所述电阻为50欧姆/100W的水泥电阻或电子负载，所述继电器线圈为24V继电器。

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