基于LUA脚本的分散控制系统IO模块自动测试装置的制作方法

基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置
技术领域
1.本发明涉及分散控制系统自动化测试技术领域，尤其涉及一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置。


背景技术：

2.分布式控制系统的io模块种类繁多，测试繁琐。目前hb600分散控制系统的io模块还是采用测试人员手动测试的方式。测试人员将测试仪表通过端子接线接入io模块，再人工进行判断测试结果是否合格。测试过程中需要根据信号类型更换不同的仪表，每次更换仪表还涉及重新接线，并且每个信号每个通道都要取多点测试，测试枯燥，工作量巨大，很容易存在漏测，错测。另外测试效率低下，平均一个人测完一个io模块需要15分钟。并且模拟量模块测试完还需老化后再次测试，测试效率瓶颈就越发突出。
3.现有的少数分布式控制系统的io模块自动化测试传统一般是采用c/c 、java等高级语言，针对指定的被测装置、测试仪器直接编程实现，一般同一套测试软件只能针对选对固定的模块，当io模块种类或者通道数发生调整，以及测试项目改变时，需要去修改测试软件，并逐台测试装置升级，这样通用性和装置的可扩展性不够，测试装置调整起来费时费力。
4.lua是一种小巧的脚本语言，lua脚本可以很容易的被c/c 代码调用，也可以反过来调用c/c 的函数。lua可嵌入应用程序中为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。测试系统后期测试方案发生调整，只要硬件信号不变，调整lua脚本文件即可对测试系统进行升级，所以我们提出了一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置，用以解决上述所提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置，包括hmi、控制卡、信号源板卡、信号转接卡四部分，被测io模块的信号通过信号转接卡引入至信号源板卡，信号源板卡的信号输入输出受控于控制卡，控制卡通过hmi和测试人员完成人机交互。
7.优选地，所述被测io模块为分散控制系统的io模块，其主要包括开关量输入模块(di)、开关量输出模块(do)、电流/电压输入模块(ai)、电流、电压输出模块(ao)、热电阻输入模块（rtd）、热电偶输入模块（tc）、频率输入模块（fi），支持的io模块类型可以扩展。
8.优选地，所述hmi为能运行web程序具备网络功能的任意终端、譬如计算机、手机、平板，hmi和控制卡连接可以为有线网络、wifi、4g通讯等中的任意一种。
9.优选地，所述控制卡采用arm cpu，其内核软件上具备lua解释器，能对hmi传送过来的lua脚本进行解析，其通讯接口包括有线以太网、wifi、4g和485，其中以太网、wifi、4g
用来和hmi通讯，485用来和信号源板卡通讯。
10.优选地，所述信号源板卡为32通道输入，32通道输出的板卡，输入通道可以配置为0-10v电压输入、4-20ma电流输入、开关量输入中的任何一种，输出通道信号类型可以配置为0-10v电压输出、4-20ma电流输出、0-100mv电压输出、0-300欧电阻输出、0-20k正弦波输出、do晶体管输出中的任一种，信号源板卡有3路485通讯回路，一路和控制卡通讯，2路和被测io模块的2路485总线通讯。
11.优选地，所述信号转接板有2个功能，一个是采用快插插头将io模块接入信号源板卡，另一个是根据信号定义，将信号走线汇总至信号源板卡的对应管脚。
12.优选地，所述测试装置被划分为三层，lua测试用例为第一层，信号源板卡lua抽象层为第二层，信号源板卡的信号驱动库为第三层。
13.一种基于lua脚本的分布式系统io模块自动测试装置，其测试方法为：构建以上所述的一种基于lua脚本的分布式系统io模块自动测试装置，完成lua测试用例，信号源板卡lua抽象层和信号源板卡的信号驱动库，并完成hmi、控制卡、信号源板卡、信号转接卡的连接。
14.信号源板卡探测是否io模块接入，并与之通讯获取型号，逐级上传至hmi。
15.hmi上web程序获取io模块型号，如果不在支持列表，给出错误提示，如果在支持列表类，提取该型号的io模块的lua测试用例，并下发给控制卡。
16.控制卡逐条解析lua测试用例，将对应脚本解析为信号源板卡能识别的抽象层，并下发给信号源板卡，信号源板卡调取信号驱动库，完成通道设置，并根据脚本依次输入输出信号得采集，信号源板卡按照测试用例将和io模块通讯，将模块通道置值，并读取io模块的测量值。
17.运行完lua测试用例，hmi也通过lua脚本最终获取了用例中每一步的执行结果，对执行结果进行判断，是否合格，所有测试完毕并且合格，给出合格指示，测试不合格，给出警示，并指示不合格项。
18.有益效果采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：解决了人工测试中中效率低，错误率高及漏测的问题，极大的降低了对人的依赖，保证了测试结果的一致性和可靠性。
19.提高了效率，节约了人工，大幅的降低了生产测试成本。
20.本发明充分利用了lua语言的灵活高效，能够在不同平台灵活执行的优势，对测试的仪器接口进行了抽象化和模块化封装，不同的io模块测试，采用不同的lua脚本实现，极大的提高了测试装置的通用性、扩展性和灵活性，后续扩展到其他io模块时极其方便简单。
21.本测试装置可以自动生成测试报表，可以对io模块的生产测试过程中的每项数据进行全自动记录，为产品的全生命周期管理补齐了重要的一环。
附图说明
22.图1为本发明一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置的组成框图；图2为本发明一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置的信号源板卡的原理框图；
图3为本发明一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置的lua脚本和底层接口框图；图4为本发明一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置的hmi、控制卡，信号源板卡处理流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例
24.如图1所示的一种基于lua脚本的分散控制系统io模块自动测试装置，其用于hb600分散控制系统io模块的自动化测试，它包括hmi、控制卡、信号源板卡、信号转接卡四部分，被测io模块的信号通过信号转接卡，引入至信号源板卡，信号源板卡的信号输入输出受控于控制卡，控制卡通过hmi和测试人员完成人机交互。
25.图1所示的hmi为能运行web程序具备网络功能的任意终端、譬如计算机、手机、平板，hmi和控制卡连接可以为有线网络、wifi、4g通讯等中的任意一种，web程序可以生成和解析lua脚本，对测试结果进行图形化显示，并可生成测试报表。
26.图1所示的控制卡采用arm cpu，其内核软件上具备lua解释器，能对hmi传送过来的lua脚本进行解析，其通讯接口包括有线以太网、wifi、4g和485，其中以太网、wifi、4g用来和hmi通讯，485用来和信号源板卡通讯，软件上它包括信号源板卡的lua抽象层和信号源板卡的lua动态库。
27.图1所述的信号源板卡为32通道输入，32通道输出的板卡，输入通道可以配置为0-10v电压输入、4-20ma电流输入、开关量输入中的任何一种，输出通道信号类型可以配置为0-10v电压输出、4-20ma电流输出、0-100mv电压输出、0-300欧电阻输出、0-20k正弦波输出、do晶体管输出中的任一种，信号源板卡有3路485通讯回路，一路和控制卡通讯，2路和被测io模块的2路485总线通讯。
28.如图2所示为信号源板卡的信号源输入输出电路框图，cpu控制da输出电压信号，经过滤波和放大后转换成0-10v标准电压信号输出，cpu控制da输出电压信号，经过滤波和放大后转换成控制电压再经vi转换，变为标准的4-20ma电流信号输出，cpu控制da输出电压信号，经过滤波和放大后转换成0-100mv标准电压信号输出，cpu pwm输出脉冲信号，控制mosfet的导通角，输出0-300欧电阻信号，cpu控制dds芯片输出频率可控的正弦波信号，经放大和滤波后，转变为频率和幅值均可控的0-20k频率信号；cpu gpio控制晶体管导通和关断输出do信号，0-10v标准电压信号经过放大和滤波，进入ad采集转换为数字信号被cpu读取，4-20ma电流信号经采样电阻变为电压信号，然后经过放大和滤波，进入ad采集转换为数字信号被cpu读取，开关量输入信号控制光耦通断，经gpio被cpu读取，选择开关受程序控制，根据被测io类型选择接通对应信号到输入输出端口。
29.如图1所示的信号转接板采用oupin96针端子和hb600的待测io模块相连，直接进行插拔就可以连接无需接线，信号转接板同时按照io模块的信号定义，将公共端进行汇总，并最终传入信号源板卡，信号转接板和信号源板卡采用软排线连接。
30.所述的测试装置被划分为三层，lua测试用例为第一层，如图3所示，信号源板卡lua抽象层为第二层，信号源板卡的信号驱动库为第三层，本装置对di、do、ai、ao、rtd、tc、fi接口进行了抽象及模块化封装。
31.如图4所示，分别为hmi，控制卡和信号源板卡的处理流程，hmi首先读取待测io模块类型，然后根据类型调用对应lua测试用例脚本，再将lua脚本下载至控制卡，然后读取控制卡返回数据，比较返回数据和测试数据是否在允许范围，最后生成测试结果并指明故障信息，控制卡解析lua脚本，控制信号源板卡输出对应信号，读取信号源板卡对应输入信号，控制信号源板卡和io模块进行数据交互，相关数据发送给hmi，信号源板卡根据控制卡指令输入输出相关io信号，根据控制卡指令与io模块通讯交互获取数据并返回数据。