一种集成IO输出和AI采样类插件的自动化测试系统的制作方法

一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，属于继电保护自动化设备领域。


背景技术：

2.电力系统继电保护自动化设备中，由于应用场景不同而需要配置不同的保护插件以实现其功能。如专门测试模拟量采样插件的自动化测试系统，专门测试开入开出类插件的自动化测试系统。但是，同时集成io（input/output，输入/输出）输出和ai（analog input，模拟量输入）采样类插件的测试系统没有。
3.如发电机转子接地保护，因为保护原理需要在插件中内置电子开关，以一定时间间隔t进行切换，并同步采样发电机转子回路的正对地、负对地电压、转子电压，从而计算发电机对地绝缘电阻和接地位置等。目前该类型插件的生产，只能采用人工整机调试的方案，效率低、可靠性不高，异常插件的排查工作量大；当生产量达到一定量级时，生产部门的压力非常大。为此，现场迫切需要研发一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，减少人工重复接线，解决人工整机调试效率低、可靠性不高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，以解决现有技术中对该类插件采用人工整机调试，效率低、可靠性不高的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，包括测试装置、程控源和扫码枪，所述测试装置包括cpu（中央处理器，central processing unit）、dsp（数字信号处理器，digital signal processor）、液晶显示屏、背板总线、切换插件和电源插件；所述扫码枪与cpu连接，所述cpu通过背板总线与电源插件、dsp、液晶显示屏和切换插件连接，所述程控源通过背板总线与cpu、切换插件连接，所述背板总线上设置有用于连接待测插件的槽位，所述cpu通过背板总线与所述待测插件的槽位连接，用于控制待测插件内电子开关的切换；所述切换插件通过测试工装与待测插件连接，用于控制程控源向待测插件不同采样通道输出不同直流模拟量；所述dsp通过背板总线与所述待测插件的槽位连接，所述电源插件为cpu、dsp、液晶显示屏、切换插件、待测插件提供电源。
7.进一步地，所述背板总线包括fpga（现场可编程门阵列，field programmable gate array）芯片，所述fpga芯片与cpu连接，所述fpga芯片用于输出io信号至所述待测插件的槽位。
8.进一步地，所述的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，还包括机箱，所述cpu、dsp、液晶显示屏、切换插件和电源插件位于所述机箱内，所述背板总线位于所述机箱壁上。
9.进一步地，所述的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，还包括固
定台，所述固定台上设置有若干测试工位，每个测试工位上安装一台测试装置。
10.进一步地，所述的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，还包括机械手和传送装置，所述传送装置用于将待测插件传送到固定台，所述机械手用于将传送装置传送到固定台的待测插件插入测试工位。
11.进一步地，连接切换插件与待测插件的测试工装包括切换插件端子和待测插件端子，所述切换插件端子包括多对端子，各对端子分别标记为1-2、3-4、
…
，一对端子对应连接切换插件内的一个继电器；所述待测插件端子包括多对端子，各对端子也分别标记为1-2、3-4、
…
，一对端子对应连接待测插件内的一个继电器；其中，切换插件端子的5号端子连接程控源的电流正端、1号端子连接程控源的电流负端、7号端子连接程控源的电压正端、3号端子连接程控源的电压负端、其它奇数端子通过连接线缆与待测插件端子的奇数端子一一对应相连、2号端子和4号端子相互连接，其余偶数端子相互连接；待测插件端子的偶数端子相互连接并通过连接线缆与切换插件端子的2号端子连接。
12.进一步地，所述连接线缆的长度为50cm。
13.进一步地，所述cpu经背板总线上的can总线与电源插件、dsp、切换插件、待测插件进行通信。
14.进一步地，所述cpu、dsp、待测插件通过htm（高性能的定时复用同步串行总线，high performance time deterministic multiplexed synchronous serial bus）总线进行数据交互。
15.进一步地，所述dsp通过ad采样总线与待测插件连接。
16.相比于现有技术，本实用新型的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，通过扫码枪扫描待测插件二维码，cpu通过解析确定插件型号，自动调用该型号的测试脚本，按照脚本内容下达预先设定的测试指令，控制切换插件内继电器切换，并在不同切换状态下自动采集模拟量值，实时直观显示测试进度，所有测试项目逐个自动进行，最后显示历史采样值和测试结果，确保了测试项目可靠性；其无需人工整机调试，具有测试用例配置灵活的优点，可有效提高插件测试的可靠性及测试效率。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例中测试装置、程控源、待测插件连接示意图；
19.图3是本实用新型实施例中背板总线连接示意图；
20.图4是本实用新型实施例中测试工装的切换插件端子、待测插件端子的局部连接图；
21.图5是本实用新型实施例的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统测试流程示意图。
22.其中：1电源插件；2液晶显示屏；3 cpu；4 dsp；5 切换插件；6待测插件；7背板总线；8程控源；9扫码枪；10测试工装；11固定台；12测试装置；13机械手；14传送装置。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
25.如图1和2所示，一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，包括测试装置12、程控源8和扫码枪9，其中，测试装置12包括用于供电的电源插件1以及液晶显示屏2、cpu 3、dsp 4、切换插件5、背板总线7。
26.扫码枪9通过串口与cpu 3连接，cpu 3通过背板总线7与电源插件1、dsp 4、液晶显示屏2和切换插件5连接，程控源8通过背板总线7与cpu 3、切换插件5连接，背板总线7上设置有用于连接待测插件6的槽位，cpu 3还通过背板总线7与待测插件6的槽位连接，切换插件5通过测试工装10与待测插件6连接，dsp 4通过背板总线7与待测插件6的槽位连接。
27.其中，扫码枪9用于扫描待测插件上的二维码；cpu3根据扫码枪9的扫描结果确定待测插件的型号，调用对应该型号的测试脚本，根据测试脚本的内容向程控源8和切换插件5等下发预先设定的测试指令，例如下发io切换指令，通过io进而控制待测插件内电子开关翻转；程控源8根据cpu 3的测试指令，向切换插件5输出直流电压和直流电流模拟量；切换插件5根据cpu 3的测试指令，与程控源8配合向待测插件输出与其相适应的直流模拟量；dsp 4根据cpu 3的测试指令对待测插件的模拟量进行同步采样，根据采样结果判断待测插件是否有异常；最后cpu 3获得采样结果、插件电子开关状态、插件故障判定结论，并控制液晶显示屏2对其进行显示，自动生成报告。
28.程控源输出0~20ma直流电流、0~220v直流电压。
29.背板总线为特殊设计，既可以直接从背板输出硬件io，控制待测插件内的电子开关进行切换；也可采集待测插件接入程控源信号后的模拟量输入，从而完成对集成io输出和ai采样类插件的自动测试。
30.具体的，如图3所示，背板总线具有五个槽位，分别为p1、p2、p3、p4、p5，电源插件在p1槽位，cpu在p2槽位，dsp在p3槽位，切换插件在p4槽位，p5槽位用于插入待测插件。
31.电源插件将外部220v直流电转换为5v直流经背板总线中的vcc_gnd总线直接为p2、p3、p4槽位提供电源，经背板总线继电器控制为p5槽位提供电源。
32.cpu经背板总线中的can总线，与电源插件、dsp、切换插件、待测插件进行控制报文传输，经lcd_485接口在液晶显示屏上显示人机交互信息。
33.cpu控制背板总线中的fpga芯片输出io信号，并经io总线施加到待测插件对应的背板端子，实现控制待测插件内部电子开关翻转。
34.cpu、dsp、待测插件可通过背板总线中的htm总线进行高质量要求的数据交互。
35.ad采样总线位于dsp、待测插件之间，用于采样数据的传输及判断。
36.连接切换插件5与待测插件6的测试工装10，包括连接线缆和分别连接在连接线缆两端的切换插件端子和待测插件端子。
37.如图4所示，切换插件端子a包括多对端子，各对端子分别标记为1-2、3-4、
…
，一对端子对应连接切换插件内的一个继电器；待测插件端子b包括多对端子，各对端子也分别标记为1-2、3-4、
…
，一对端子对应连接待测插件内的一个继电器。
38.切换插件端子的5号端子连接程控源的电流正端、1号端子连接程控源的电流负
端、7号端子连接程控源的电压正端、3号端子连接程控源的电压负端、其它奇数端子通过连接线缆与待测插件端子的奇数端子一一对应相连、2号端子和4号端子相互连接，其余偶数端子相互连接；待测插件端子的偶数端子相互连接并通过连接线缆与切换插件端子的2号端子连接。
39.由此，切换插件受cpu控制其内部继电器分合，将程控源输出的v v1及i i-可控地施加到待测插件端子b上，实现待测插件直流采样输入。
40.在一个例子中，如图4所示，当需要将程控源输出的直流电流信号施加到待测插件第一路采样通道时，仅需控制继电器1、3、5闭合（即闭合切换插件1-2、5-6、9-10号端子），此时程控源电流的i 经切换插件端子a的5号端子流入，经继电器3、5从9号端子流出到待测插件端子b的1号端子，再经待测插件端子b的2号端子流回到切换插件端子a的2号端子，经切换插件的继电器1最终流回到程控源的i-。待测插件端子b的1-2端子为第一路直流采样，依次类推。
41.通过切换插件，可实现程控源向待测插件测试所需的不同直流采样回路输出可控的直流电压和直流电流模拟量，省去了频繁启停程控源及换线的麻烦，提高了测试效率。
42.在一个实施方式中，连接线缆的长度为50cm。
43.在另一实施例中，所述自动化测试系统，还包括机箱，cpu、dsp、液晶显示屏、切换插件和电源插件位于所述机箱内，背板总线位于机箱壁上。机箱上还设置有各种通讯接口，实现各个插件之间的通信。
44.在另一实施例中，如图1所示，所述自动化测试系统，还包括固定台11，固定台11上设置有若干测试工位，每个测试工位上安装一台测试装置12。
45.进一步地，如图1所示，所述自动化测试系统，还包括机械手13和传送装置14，传送装置14用于将待测插件传送到固定台11，机械手13用于将传送装置14传送到固定台11的待测插件插入测试工位。
46.测试装置可以在自动模式和手动模式下运行。自动模式下，只需把待测插件放在传送装置上，通过测试装置控制机械手将待测插件插入测试装置，连接测试工装，进行扫码测试；手动模式下，人工控制、操作测试装置进行扫码或按键测试。
47.如图5所示，本实用新型实施例的自动化测试系统工作流程具体如下：
48.1）通过测试工装固定待测插件，将待测插件与背板、切换插件相连接；
49.2）测试系统上电；
50.3）cpu控制板nr1102通讯及自检测试
51.系统上电后，cpu下发该测试指令，对cpu控制板自身进行内部检测，包含电源监视、各芯片之间接口、片外flash等确保cpu控制板本身正常运行，排除外部因素对测试时结果的影响；并将测试数据上送至后台监控设备。
52.4）待测插件型号确定和测试脚本选择
53.通过扫码枪扫描待测插件二维码，cpu通过解析确定插件型号，自动调用该型号的测试脚本，按照脚本内容下达预先设定的测试指令。
54.5）背板输出io切换指令
55.背板输出io切换指令，使得待测插件内部电子开关翻转，测试装置回采该状态信息。
56.6）切换电压电流通道，控制程控源输出值
57.cpu下发该测试指令，通过背板控制切换插件内继电器切换不同的模拟量通道，最后反馈结果给cpu。
58.7）待测插件采样值测试
59.cpu下发该测试指令，控制程控源输出与待测插件通道类型和通道额定值相符的直流量，然后通知dsp对待测插件通道同步采样，计算误差并检测出待测插件故障，回传给cpu。
60.8）汇总测试结果
61.待测插件测试结束，cpu将测试结果显示在液晶上。
62.通过以上实施例，本实用新型的一种集成io输出和ai采样类插件的自动化测试系统，通过扫码枪扫描待测插件二维码，cpu通过解析确定插件型号，自动调用该型号的测试脚本，按照脚本内容下达预先设定的测试指令，控制切换插件内继电器切换，并在不同切换状态下自动采集模拟量值，实时直观显示测试进度，所有测试项目逐个自动进行，最后显示历史采样值和测试结果，确保了测试项目可靠性；其无需人工整机调试，具有测试用例配置灵活的优点，可有效提高插件测试的可靠性及测试效率。
63.以上已以较佳实施例公布了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。