談燈光告警計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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摘要：本文通過(guò)對(duì)某型燈光告警計(jì)算機(jī)信號(hào)接口、功能結(jié)構(gòu)以及性能測(cè)試指標(biāo)的分析研究，設(shè)計(jì)提出一種告警計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，以滿足某型飛機(jī)燈光告警計(jì)算機(jī)性能參數(shù)的測(cè)試要求。試驗(yàn)結(jié)果表明，本測(cè)試系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，滿足某型燈光告警計(jì)算機(jī)檢燈功能、離散告警功能、1553B總線告警功能、429總線數(shù)據(jù)接收功能、復(fù)位功能、燈光告警優(yōu)先級(jí)邏輯、交聯(lián)系統(tǒng)通信功能、軟件版本請(qǐng)求功能等測(cè)試需求，為形成某型燈光告警計(jì)算機(jī)修理檢測(cè)能力提供了有力保障。
關(guān)鍵詞：燈光；告警；計(jì)算機(jī)；自動(dòng)測(cè)試
燈光告警計(jì)算機(jī)是某型飛機(jī)燈光告警系統(tǒng)的核心部件，通過(guò)采集飛機(jī)危險(xiǎn)級(jí)、警告級(jí)、注意級(jí)、提示級(jí)的告警信號(hào)，綜合處理并按優(yōu)先級(jí)次序輸出，控制并點(diǎn)亮所有危險(xiǎn)級(jí)和影響飛行安全的警告級(jí)、注意級(jí)、提示級(jí)告警燈。告警計(jì)算機(jī)內(nèi)部電路復(fù)雜，亟需設(shè)計(jì)一套告警計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品功能、性能參數(shù)、故障情況等進(jìn)行檢查。本文設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)支持對(duì)產(chǎn)品功能和性能指標(biāo)進(jìn)行檢查，能夠模擬產(chǎn)生上位機(jī)所需的輸入激勵(lì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)告警計(jì)算機(jī)檢燈功能、離散告警功能、1553B總線告警功能、429總線數(shù)據(jù)接收功能、復(fù)位功能、燈光告警優(yōu)先級(jí)邏輯、交聯(lián)系統(tǒng)通信功能、軟件版本請(qǐng)求功能等測(cè)試需求。
1測(cè)試系統(tǒng)需求分析
燈光告警計(jì)算機(jī)通過(guò)主控板模塊和從控板模塊同時(shí)接收來(lái)自機(jī)電系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的離散告警信號(hào)、告警燈盒的復(fù)位信號(hào)，結(jié)合輸入輸出板模塊傳輸過(guò)來(lái)的RS485總線告警信號(hào)，進(jìn)行告警邏輯判斷，并輸出離散點(diǎn)燈信號(hào)到告警燈盒。同時(shí)，通過(guò)HB6096總線傳送至多功能顯示器，供其在應(yīng)急時(shí)備份顯示。從控板模塊為主控板模塊的熱備份，一旦主控板模塊失效，立即切換至從控板模塊。輸入輸出板模塊通過(guò)GJB289A接收來(lái)自綜合任務(wù)處理機(jī)的總線告警信息，然后通過(guò)RS485總線傳至主控板和從控板。輸入輸出板模塊還充當(dāng)綜合任務(wù)處理機(jī)與照明管理計(jì)算機(jī)、告警信號(hào)電源裝置之間的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。電源板模塊接收機(jī)上雙路+28VDC電源，給主控板模塊、從控板模塊和輸入輸出板模塊供電。告警計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232總線進(jìn)行程序在線升級(jí)。燈光告警計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交聯(lián)框圖見圖1。測(cè)試系統(tǒng)支持告警計(jì)算機(jī)各項(xiàng)性能檢測(cè)，可以快速定位故障元器件、驗(yàn)證產(chǎn)品電氣性能指標(biāo)，具有通用化、模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)告警計(jì)算機(jī)工作原理、外部接口連接關(guān)系的分析，確定測(cè)試系統(tǒng)需要達(dá)到的測(cè)試指標(biāo)要求，具體如下：（1）離散量輸入：48路地/開離散量輸入信號(hào)，接地有效，開路為無(wú)效狀態(tài)。（2）1533B總線：2路雙向、直接耦合的1533B總線需求。（3）ARINC429總線：2路雙向、直接耦合的ARINC429總線需求。（4）串口：3路雙向、通訊速率可配置的RS422串口總線，3路雙向通訊速率可配置的RS232串口總線，2路雙向通訊速率可配置的RS485串口總線需求。
2測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1測(cè)試系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)
測(cè)試系統(tǒng)電氣原理設(shè)計(jì)框圖如圖2所示，設(shè)備主要包括程控電源、電源總控箱、調(diào)理箱、工控機(jī)、顯示器、鼠標(biāo)/鍵盤。工控機(jī)是測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，接收調(diào)理箱送來(lái)的離散量信號(hào)、模擬量信號(hào)和總線信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后發(fā)送至調(diào)理箱。工控機(jī)與顯示器、鍵盤及鼠標(biāo)組成一個(gè)人機(jī)交互系統(tǒng)，通過(guò)人機(jī)界面，控制實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的功能/性能測(cè)試。
2.2測(cè)試系統(tǒng)主要電路
2.2.1工控機(jī)工控機(jī)采用集成設(shè)計(jì)方式，基于cPCI總線，使其滿足測(cè)試系統(tǒng)功能需要分析的目標(biāo)要求。工控機(jī)主要包括機(jī)箱、控制板、離散量輸入輸出板、1533B通訊板、ARINC429通訊板、串口通訊板等組成。
2.2.2控制板控制板選用cPCI-3510D/4700E/M8板卡，該板卡是基于cPCI總線的系統(tǒng)主板，支持Win7/8及32/64位等多種操作系統(tǒng)，具有四核處理器，支持IPMI對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)健康監(jiān)控，支持系統(tǒng)/外設(shè)槽。
2.2.3離散量、模擬量板卡根據(jù)功能需求分析，測(cè)試系統(tǒng)選用1塊HK-H5121A-S3離散量輸入板卡、2塊HK-H5121A-S2離散量輸出板卡和1塊HK-H5176模擬量輸出板卡。
2.2.4通訊板卡根據(jù)功能需求分析，通訊板卡選用1533B總線通訊板卡（HK-H5273）、ARINC429總線通訊板卡（HK-H5272）、串口總線通訊板卡（HK-H5276）等各1塊，且留有余量。
2.2.5調(diào)理箱電路設(shè)計(jì)調(diào)理箱包括電源調(diào)理分配模塊和對(duì)內(nèi)對(duì)外接口電路。電源調(diào)理分配模塊對(duì)兩路28VDC電源進(jìn)行調(diào)理分配，然后分配至測(cè)試系統(tǒng)各功能模塊使用和被測(cè)對(duì)象供電。對(duì)內(nèi)對(duì)外接口電路用于被測(cè)對(duì)象的供電、離散量信號(hào)、信號(hào)、以太網(wǎng)和總線信號(hào)的接收和發(fā)送。圖3為地/開離散量輸入實(shí)現(xiàn)原理圖。
3測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件系統(tǒng)采用Windows7操作系統(tǒng)作為開發(fā)背景，主程序采用圖形化編程語(yǔ)言C++/LABVIEW進(jìn)行開發(fā)，軟件模式為生產(chǎn)者消費(fèi)者，底層調(diào)用通用化測(cè)試驅(qū)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。軟件基本工作流程如圖4所示。
4主要性能測(cè)試驗(yàn)證
4.1告警功能自動(dòng)測(cè)試
如圖5所示，告警功能自動(dòng)測(cè)試是檢測(cè)設(shè)備軟件根據(jù)用戶選定的測(cè)試任務(wù)文件，按步驟自動(dòng)執(zhí)行每一步測(cè)試操作，并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、判斷分析顯示測(cè)試結(jié)果等，最終形成測(cè)試報(bào)告。整個(gè)測(cè)試過(guò)程由檢測(cè)設(shè)備軟件控制實(shí)現(xiàn)，不需要用戶手動(dòng)控制。
4.2離散告警信息手動(dòng)測(cè)試
離散告警信息手動(dòng)測(cè)試用于用戶選擇功能項(xiàng)獨(dú)立測(cè)試。該測(cè)試方式提供獨(dú)立的測(cè)試界面，通過(guò)測(cè)試界面的人機(jī)交互，用戶可選擇單個(gè)或多個(gè)功能項(xiàng)，手動(dòng)操作完成測(cè)試。檢測(cè)設(shè)備軟件將測(cè)試的結(jié)果顯示在界面供用戶查看。
4.3MFL和PFL信息傳輸測(cè)試
在“維護(hù)信息/性能指標(biāo)手動(dòng)測(cè)試”界面和“1553B告警信息手動(dòng)測(cè)試”界面內(nèi)，用戶可選擇單個(gè)或多個(gè)功能項(xiàng)，手動(dòng)操作完成測(cè)試，檢驗(yàn)燈光告警計(jì)算機(jī)MFL和PFL信息傳輸是否正常。
5結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)燈光告警計(jì)算機(jī)信號(hào)接口、功能結(jié)構(gòu)以及性能測(cè)試指標(biāo)的分析研究，設(shè)計(jì)研制一套告警計(jì)算機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，該測(cè)試系統(tǒng)能夠滿足燈光告警計(jì)算機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)的測(cè)試要求。目前，該系統(tǒng)已用于某型燈光告警計(jì)算機(jī)修理測(cè)試中。
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作者：陳林 葉成世 孫凱革 王桂芳 單位：國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠