ZPW—2000A型自動閉塞系統(tǒng)中變壓器自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘 要：ZPW-2000A型自動閉塞系統(tǒng)是在法國UM71無絕緣軌道電路技術引進、國產(chǎn)化基礎上，結合國情進行的技術再開發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權的鐵路信號產(chǎn)品。該系統(tǒng)中的變壓器，是決定產(chǎn)品質量的重要組件。文章圍繞ZPW-2000A型自動閉塞系統(tǒng)變壓器的自動測試系統(tǒng)的設計進行了闡述。通過分析生產(chǎn)企業(yè)實際需求，利用當前的相關技術，制訂了該系統(tǒng)設計的原則和目標。該自動測試系統(tǒng)主要包括上位機和下位機。

關鍵詞：上位機；下位機；自動測試；變壓器

隨著鐵路跨越式發(fā)展，鐵路運輸已經(jīng)向著高速、高密和重載的方向發(fā)展，鐵路信號作為鐵路運輸生產(chǎn)的一個生產(chǎn)部門，在鐵路現(xiàn)代化建設和國民經(jīng)濟發(fā)展中起著極其重要的作用。ZPW-2000A型自動閉塞系統(tǒng)中的重要部件變壓器的測試環(huán)節(jié)將更顯重要，其質量不僅關系到整個產(chǎn)品的質量，更關系到鐵路的行車安全。提高鐵路列車運行的安全性、舒適性，不僅需要可靠性高的列車和質量高的線路，還需要有可靠、安全的信號設備來指導列車的運行。

1 系統(tǒng)的總體設計

根據(jù)總體需求分析和總體系統(tǒng)規(guī)劃，變壓器自動測試系統(tǒng)功能總體設計分為：分析實現(xiàn)部分與控制采集部分。分析實現(xiàn)部分由上位機組成，用來發(fā)出測試指令、接收結果數(shù)據(jù)并提供測試結果統(tǒng)計及輸出?？刂撇杉糠譃閮刹糠郑合挛粰C和測試儀表。下位機用來接受上位機發(fā)出的測試指令，完成對測試通路的檢測；測試儀表用來通過接收上位機的指令，并將所得測試結果反饋至上位機?？傮w框架圖如圖1所示。

圖1 變壓器自動測試系統(tǒng)總體框架圖

上位機即人可以直接發(fā)出控制命令的計算機。采用高級語言Visual Basic6.0作為本測試系統(tǒng)的上位機開發(fā)軟件，上位機軟件可以分為三個層面，即：表示層、中間層、數(shù)據(jù)層。

下位機由控制板和接口板組成?？刂瓢逋ㄟ^串口接受由上位機發(fā)出的指令，通過繼電器電路板完成控制動作及測試通路的檢測。控制板為高性價比、低耗能的RSIC處理器即為ARM，接口板接收上位機發(fā)送的測試指令。

測試儀表選用Agilent 33220A型萬用表，帶USB通訊口；Agilent 34401A型萬用表，帶串行通訊口。

2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 上位機的實現(xiàn)

根據(jù)軟件設計，將上位機劃分為：表示層、中間層、數(shù)據(jù)層。

2.1.1 表示層實現(xiàn)：表示層即人機界面。

2.1.2 中間層實現(xiàn)：中間層可以分為兩個部分：設備管理和測試管理。設備管理部分功能是完成設備參數(shù)設置和初始化；測試管理主要完成對于對應產(chǎn)品的測試，給出對應測試結果。

2.1.3 數(shù)據(jù)層實現(xiàn)：該層主要負責管理測試數(shù)據(jù)的存儲及統(tǒng)計及用戶的管理。通過ADO data控件實現(xiàn)與ACCESS數(shù)據(jù)庫的連接，然后使用SQL命令語句完成對數(shù)據(jù)庫的測試數(shù)據(jù)的存儲、查詢、統(tǒng)計、打印功能。

2.2 下位機硬件實現(xiàn)

2.2.1 控制板的實現(xiàn)

控制板的硬件核心平臺采用處理器S3C440box。下位機的SDRAM采用HY57V281620芯片。主要負責接收上位機發(fā)送的指令，依據(jù)指令控制接口繼電器動作。

2.2.2 接口板的實現(xiàn)

接口板由自行設計的繼電器陣列組成，主要完成由控制板發(fā)出的各項指令，完成對應變壓器測試通路的檢測。

2.2.3 串行接口的實現(xiàn)

上位機串口通信通過在窗體界面中加入MSComm控件。通過系統(tǒng)設定1位停止位、8位數(shù)據(jù)位、傳輸參數(shù)為9600、緩沖區(qū)為1024、無校驗；下位機串口通信通過ARM的串口通信硬件部分的電平轉換芯片采用MAX-3232。

3 系統(tǒng)的測試

測試方案如表1所示。

表1 系統(tǒng)測試方案

業(yè)務描述測試重點用例描述測試準備工作測試數(shù)據(jù)。通過連接變壓器及電感與上位機交互并分析輸出結果來驗證應用程序。測試輸入數(shù)據(jù)、程序及輸出是否都是正確的。查看系統(tǒng)資源占用情況及測試結果。通過SQL Server準備好數(shù)據(jù)文件。生產(chǎn)變壓器和電感系統(tǒng)測試的主要內容：正確性測試，程序可持續(xù)性，可控性，符合性，易用性。

性能評價也是性能測試，它對事務處理速率、響應時間和與時間相關的其他需求進行評測。性能評價的目標是核實性能需求是否都已經(jīng)滿足。

4 結束語

自動測試技術是當前計算機軟件及硬件技術的完美結合，更多應用于社會的各種產(chǎn)品測試中，ZPW-2000A型自動閉塞系統(tǒng)變壓器感自動測試系統(tǒng)緊密結合需求，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益和社會效益。并且自行研制的測試系統(tǒng)下位機也可以應用于其他相同類產(chǎn)品的自動測試系統(tǒng)中，為提高鐵路信號產(chǎn)品的質量和安全提供了保障。

參考文獻

[1]李行善，于勁松.ATS（自動測試系統(tǒng)）及ATE技術[J].電子產(chǎn)品世界，2002（3）：30-32.

[2]范逸之，廖錦棋.Visual Basic硬件設計與開發(fā)—數(shù)據(jù)采集卡控制[M].北京：清華大學出版社，2004.

[3]于明.ARM9嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：姜洋（1976-），男，天津市，沈陽鐵路信號有限責任公司工程師，研究方向：電子新產(chǎn)品的研發(fā)與測試。