專利名稱:一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀與測試方法
技術領域:
本發(fā)明屬于事件順序記錄技術領域,尤其涉及一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀與測試方法。
背景技術:
事件順序記錄模塊在各種自動控制系統(tǒng)中用于記錄異常事件。它所記錄的事件發(fā)生時間、首發(fā)事件和連鎖發(fā)生事件的間隔順序,是系統(tǒng)故障、異常和事故分析的最重要的依據。隨著事件順序記錄模塊的應用越來越多,在經過長時間運行之后會出現通道失靈、漏記、錯記等現象,造成在事故分析時就很難確定事故原因,無法正確判斷首發(fā)事件點,影響到設備的安全運行。因此,在系統(tǒng)檢修過程中需要對事件順序記錄模塊記錄的準確性進行校驗。事件順序記錄測試儀是一種用于檢驗事件順序記錄模塊功能是否正常的測試儀器。其工作原理是用事件順序記錄測試儀替代現場設備,按照一定的觸發(fā)順序和時間間隔精確地觸發(fā)各個事件通道,通過比較事件順序記錄測試儀的通道觸發(fā)順序和事件順序記錄模塊的實時記錄是否一致,來檢驗事件順序記錄模塊功能是否準確?,F有的事件順序記錄測試儀的測試方法比較單一,通常是按一定排列順序,以相同的時間間隔依次向各測試通道輸出觸發(fā)信號。這雖然在一定程度上能滿足簡單測試的需要,但對于有特殊要求的需要,如多種事件順序記錄模塊同時測試時,或各自反應時間差異較大時,現有的測試方法則不適用,因此需要有更為靈活多樣的測試方法。此外,當現場多個事件順序記錄模塊布置分散,彼此相距較遠時,采用目前現有的事件順序記錄測試儀進行連接時,由于要將各個事件順序記錄模塊都集中連接到測試儀上,所以需要很長的電纜,造成了布線的不方便。目前常用的事件順序記錄測試儀提供了按鍵來進行參數設置和啟動測試,操作者通過按壓相應的按鍵完成操作,長時間后容易造成按鍵不靈活,影響使用,所以可操作性較差。此外,大部分測試儀體積較大,時間精度也比較低,校準效果不理想,不能滿足不同種類事件順序記錄模塊的需要。因此,對被測系統(tǒng)而言,使用現有的事件順序記錄測試儀不能方便地對觸發(fā)事件發(fā)生的時間進行有效地驗證,所以需要開發(fā)新型的事件順序記錄測試儀。
發(fā)明內容
針對上述背景技術中提到的現有技術在測試多個模塊時,對連接電纜要求較多和測試方法過于單一等不足,本發(fā)明提出了一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀與測試方法。本發(fā)明的技術方案是,一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是該測試儀包括主機和從機;所述主機包括第一電源模塊、液晶觸摸屏、人機接口模塊、第一控制模塊、第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道;
所述液晶觸摸屏和人機接口模塊連接;人機接口模塊和第一控制模塊連接 ’第一控制模塊分別和第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一電源模塊連接;第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道連接;所述從機包括第二電源模塊、第二控制模塊、第二觸發(fā)信號輸出模塊、第二輸出通道和第二通信模塊;所述第二控制模塊分別和第二電源模塊、第二通信模塊和第二觸發(fā)信號輸出模塊連接;第二觸發(fā)信號輸出模塊和第二輸出通道連接。所述第一控制模塊包括數據存儲器、第一控制器和第一定時器;所述數據存儲器和第一控制器連接;第一控制器和第一定時器連接。所述第一控制器自帶flash。所述第二控制模塊包括第二控制器和第二定時器;所述第二控制器和第二定時器連接。所述第一電源模塊包括可充電鋰離子電池、適配器接口、充電及保護電路和DC-DC 電路;所述第二電源模塊包括可充電鋰離子電池、適配器接口、充電及保護電路和DC-DC 電路。所述主機的供電方式為主機自帶的可充電鋰離子電池供電或通過適配器接口由外部電源供電;所述從機的供電方式為從機自帶的可充電鋰離子電池供電或通過適配器接口由外部電源供電。所述第一控制模塊為單片機,所述單片機的系統(tǒng)時鐘為100MIPS ;所述第二控制模塊為單片機,所述單片機的系統(tǒng)時鐘為100MIPS。一種便攜式高精度事件順序記錄測試方法,其特征是所述方法包括以下步驟步驟1 將主機、從機和被測事件順序記錄模塊連接,打開主機和從機的電源;步驟2 主機查詢連接從機的數量及地址,從機應答,并將結果顯示在主機的液晶觸摸屏上;步驟3 在主機液晶觸摸屏上選擇測試模式,并配置設定參數;將該參數保存到主機的控制模塊中的第一控制器中;步驟4 系統(tǒng)根據步驟3中的參數啟動主機中控制模塊中的第一定時器,并根據當前保存的配置參數控制觸發(fā)信號輸出模塊中的各通道依次輸出觸發(fā)信號;步驟5 對比被測事件順序記錄模塊,如果記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同,則被測事件順序記錄模塊工作正常;若不同,則檢查相應的被測事件順序記錄模塊,排除問題后繼續(xù)測試,直至被測事件順序記錄模塊記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同為止。所述測試模式包括同啟同停、同啟不同停、不同啟同停、不同起不同停和任意啟停。所述配置設定參數包括觸發(fā)模式、測試開始時間、重復測試時間間隔、通道間觸發(fā)間隔,脈沖寬度和重復測試次數。與現有測試儀相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點
(1)采用高速單片機,提供了高精度定時觸發(fā)功能,保證了事件發(fā)生的絕對時間精度,可以方便準確地檢驗被測系統(tǒng)的精確性能。(2)主機和從機都具有觸發(fā)信號輸出功能,當被測事件順序記錄模塊的通道數目不超過主機的輸出通道數目時,此時不需使用從機,只需利用主機進行測試。如果測量通道數目大于主機的通道數目時,被測事件順序記錄模塊需要完全連接到從機的輸出端,主機只作為顯示和操作端,控制從機進行信號輸出。(3)在測試對象為多個分散布置的事件順序記錄模塊時,可根據現場的實際情況布置從機,并將從機作為輸出模塊通過電纜與不同的事件順序記錄模塊相連,解決了傳統(tǒng)儀器連線不方便的問題。(4)當測試通道增加時,可以在開機狀態(tài)下進行從機的級聯,從而方便對事件順序測試儀輸出通道的數量進行擴展。(5)提供了可供用戶設置的通道觸發(fā)間隔、脈沖寬度、測試間隔、脈沖數量等多種參數。通過對測試儀的參數進行設置,即可實現對測試儀所連接所有的事件順序記錄模塊的觸發(fā)測試。(6)采用可充電鋰離子電池和外部電源適配器兩種方式供電,適用于多種現場使用,同時體積小巧,具有便攜式的特點。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)圖;圖2為五種測試方法模式;圖a為同啟同停;圖b為同啟不同停;圖c為不同啟同停;圖d為不同啟不同停; 圖e為任意啟停;圖3為主機結構示意圖;圖4為從機結構示意圖;圖5為本發(fā)明事件順序記錄測試儀執(zhí)行測試的方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖,對優(yōu)選實施例作詳細說明。應該強調的是,下述說明僅僅是示例性的,而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。本發(fā)明為一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀與測試方法,用于解決現有技術中測試對象為多個事件順序記錄模塊且相距較遠時,電纜連接操作不方便等問題。圖1顯示了本發(fā)明-一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀的組成結構圖,包括主機和從機兩部分。主機主要實現控制、顯示及輸出,從機實現信號輸出功能。主機與從機通過網線進行連接。測試儀按照選定的測試模式向事件順序記錄模塊的各通道輸出觸發(fā)信號,根據測試儀的通道觸發(fā)順序和事件順序記錄模塊的實時記錄是否一致,來檢驗事件順序記錄模塊功能是否準確。測試方法的模式分別為同啟同停、同啟不同停、不同啟同停、不同起不同停和任意啟停等五種模式(1)同啟同停。如圖加所示,所有通道同時輸出觸發(fā)脈沖信號,同時停止信號。各通道的信號脈沖保持時間均相同,各通道的脈沖間隔時間也一致。(2)同啟不同停。如圖2b所示,所有通道的信號同時輸出脈沖信號后,經過一段保持時間,按一定時間間隔,從第1通道開始,依次停止信號。(3)不同啟同停。如圖2c所示,所有通道按照一定時間間隔,從第1通道開始,依次按順序輸出脈沖信號,經過一段時間后,同時停止信號。(4)不同啟不同停。如圖2d所示,所有通道按啟動間隔時間,從第1通道開始,依次輸出脈沖信號,經過相同的保持時間后,按照一定停止間隔時間,再依次停止。(5)任意啟停。如圖加所示,各信號輸出通道,從第1通道開始,可以根據啟動時間間隔、停止時間間隔、脈沖保持時間等參數,需要產生各種不同的脈沖信號。圖3顯示了主機的結構圖,由第一電源模塊、液晶觸摸屏、人機接口模塊、第一控制模塊、第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道構成,第一控制模塊包括數據存儲器、第一控制器和第一定時器;并且第一控制器自帶flash。液晶觸摸屏和人機接口模塊連接;人機接口模塊和第一控制模塊連接;第一控制模塊分別和第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一電源模塊連接;第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道連接;數據存儲器和第一控制器連接;第一控制器和第一定時器連接。圖4顯示了從機的結構圖,由第二電源模塊、第二控制模塊、第二觸發(fā)信號模塊、 第二輸出通道和第二通信模塊構成,第二控制模塊包括第二控制器和第二定時器,第二電源模塊和第二控制模塊連接。第二控制模塊分別和第二電源模塊、第二通信模塊和第二觸發(fā)信號輸出模塊連接;第二觸發(fā)信號輸出模塊和第二輸出通道連接;第二觸發(fā)信號輸出模塊和第二輸出通道連接。(1)電源模塊,由鋰離子電池、適配器接口、充電及保護電路和DC-DC電路構成,為儀器提供電源支持??紤]到工業(yè)現場環(huán)境及使用方便,測試儀的主機、從機均采用兩種供電方式,即由外部電源適配器或大容量可充電鋰離子電池提供??筛鶕嶋H需要進行選擇。在使用電源適配器供電時,同時向鋰離子電池充電。(2)控制模塊用于處理系統(tǒng)的工作,以高速單片機為核心,其系統(tǒng)時鐘可達 100MIPS。主機的第一控制模塊主要完成(a)在開機初始化階段,主機查詢連接的從機數量及地址;(b)在接收到人機接口模塊發(fā)送來的測試開始命令后,啟動定時器對測試時間開始定時;(c)在接收到測試的控制命令后或者定時器到時后,從內部存儲器中獲取執(zhí)行測試所需的參數,根據這些參數生成各通道的觸發(fā)信號;(d)監(jiān)測電源電壓,電源電壓過低時,進行提示直至自動關機,以防止電源電壓過低引起測試不準確。從機模塊主要完成(a)在開機初始化階段,接收主機的查詢,并做出應答響應;(b)接收主機的數據,配置各項測試參數,啟動定時器開始定時;
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(c)監(jiān)測電源電壓,電源電壓過低時,進行提示直至自動關機。(3)主機的人機接口模塊用于設定、更新、顯示測試模式和參數,以及執(zhí)行操作。在識別出用戶設置的測試模式和參數后,將各項參數發(fā)送給控制模塊或從機。測試模式包括同啟同停、同啟不同停、不同啟同停、不同起不同停和任意啟停等五種模式。配置設定參數選項包括觸發(fā)模式、測試開始時間、重復測試時間間隔、通道間觸發(fā)間隔、脈沖寬度以及重復測試次數等。當識別出用戶執(zhí)行“開始測試”的操作后,將啟動命令發(fā)送到控制模塊。為了提供友好的人機界面,同時考慮到操作的方便性,主機擺脫了按鍵操作模式,采用彩色觸摸液晶屏,以串行接口方式與高精度單片機通信,通過檢測液晶觸摸屏的引腳電壓來判斷屏幕狀態(tài)是否“忙”,來控制數據通訊。(4)觸發(fā)信號輸出模塊,根據控制模塊產生的各通道的觸發(fā)信號向被測系統(tǒng)發(fā)送觸發(fā)信號。為了方便對現場事件順序記錄模塊進行校準測試,并考慮到事件順序記錄模塊的安全性,本測試儀器的信號輸出采用光電隔離技術裝置。由于光電隔離裝置是以光作為傳輸信號的媒介,具有隔離性好、抗干擾強,以及響應速度快等優(yōu)勢,因此選擇其作為測試儀的輸出節(jié)點。同時本測試儀的輸出端采用無極性方式,為事件順序記錄模塊測試通道的連接帶來方便。主機和從機都具有觸發(fā)信號輸出功能,當被測事件順序記錄模塊的通道數目不超過主機的輸出通道數目時,此時不需使用從機,只需利用主機進行測試。如果測量通道數目大于主機的通道數目時,被測事件順序記錄模塊需要完全連接到從機的輸出端,主機只作為顯示和操作端,控制從機進行信號輸出。(5)通信模塊,目的是實現主機與從機的數據交換??紤]到主機與從機相距較遠, 以及工業(yè)現場的抗干擾要求,因此,主機、從機之間采用工業(yè)串行總線通信。工業(yè)串行總線采用差分傳輸,所以有極強的抗共模干擾的能力,具有較高的傳輸速率,總線收發(fā)器靈敏度很高,可以檢測到較低的電壓,最大的通信距離約為1千米左右,采用半雙工的工作方式, 支持多點數據通信,使用簡便。與現有技術相比,本發(fā)明的事件順序記錄測試儀可以根據用戶需求控制通道觸發(fā)要求。采用主機、從機方式,可以有效解決當前現場多個事件順序記錄模塊分布相對較遠時,電纜連接困難的問題,利于對系統(tǒng)反復對比測試和驗收。圖5顯示了事件順序記錄測試儀進行測試的方法,具體步驟如下(1)當測試通道數目不超過主機輸出通道數目時,被測事件順序記錄模塊連接到主機輸出端。如果測量通道數目大于主機輸出通道數目,需用電纜將被測事件順序記錄模塊連接到從機輸出端。將主機通信端口通過網線與從機的通信端口相連,從機與從機之間也通過網線將通信端口連接起來。確認各裝置之間連線方式正確且連接沒有問題后,打開主機、從機電源。(2)主機查詢連接從機的數量及地址,從機應答,并將結果顯示在主機的液晶觸摸屏上。如顯示的從機數量或編號不正確,則檢查主從機、以及從機與從機連接的網線是否發(fā)生松動。C3)通過主機液晶觸摸屏上選擇測試模式,并進行相關參數的配置。這些配置參數被保存到主機的控制模塊中的第一控制器的flash中。測試模式包括同啟同停、同啟不同停、不同啟同停、不同起不同停,任意啟停等五種模式。用戶可配置的參數包括
啟動間隔Tt 相鄰通道脈沖啟動的時間間隔,范圍為0. 1-60000毫秒,以0. 1毫秒
為調節(jié)單位。保持時間Td 脈沖保持時間,范圍為1-60000毫秒,以1毫秒為調節(jié)單位。停止間隔Tp 相鄰通道脈沖停止的時間間隔,范圍為0. 1-60000毫秒,以0. 1毫秒
為調節(jié)單位。脈沖間隔Ts 脈沖信號間隔時間,范圍為1-60000毫秒,以1毫秒為調節(jié)單位。脈沖數量N:可進行多次測試。范圍為1-6000。(4)啟動測試,系統(tǒng)根據用戶配置的參數啟動主機中控制模塊中的第一定時器,并根據當前保存的配置參數控制觸發(fā)信號輸出模塊中的各通道依次輸出觸發(fā)信號;(5)對比被測事件順序記錄模塊,如果記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同,則被測事件順序記錄模塊工作正常;若不同,則檢查相應的被測事件順序記錄模塊,排除問題后繼續(xù)測試,直至被測事件順序記錄模塊記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同為止。用戶在完成一次測試后,可以重新設定觸發(fā)參數,更改觸發(fā)模式,在不改變連接方式的情況下,進行反復對比測試,從而判斷事件順序記錄模塊功能是否正常。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換, 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此,本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是該測試儀包括主機和從機; 所述主機包括第一電源模塊、液晶觸摸屏、人機接口模塊、第一控制模塊、第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道;所述液晶觸摸屏和人機接口模塊連接;人機接口模塊和第一控制模塊連接;第一控制模塊分別和第一通信模塊、第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一電源模塊連接;第一觸發(fā)信號輸出模塊和第一輸出通道連接;所述從機包括第二電源模塊、第二控制模塊、第二觸發(fā)信號輸出模塊、第二輸出通道和第二通信模塊;所述第二控制模塊分別和第二電源模塊、第二通信模塊和第二觸發(fā)信號輸出模塊連接;第二觸發(fā)信號輸出模塊和第二輸出通道連接。
2.根據權利要求1所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述第一控制模塊包括數據存儲器、第一控制器和第一定時器;所述數據存儲器和第一控制器連接;第一控制器和第一定時器連接。
3.根據權利要求2所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述第一控制器自帶flash。
4.根據權利要求1所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述第二控制模塊包括第二控制器和第二定時器;所述第二控制器和第二定時器連接。
5.根據權利要求1所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述第一電源模塊包括可充電鋰離子電池、適配器接口、充電及保護電路和DC-DC電路;所述第二電源模塊包括可充電鋰離子電池、適配器接口、充電及保護電路和DC-DC電路。
6.根據權利要求5所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述主機的供電方式為主機自帶的可充電鋰離子電池供電或通過適配器接口由外部電源供電;所述從機的供電方式為從機自帶的可充電鋰離子電池供電或通過適配器接口由外部
7.根據權利要求1所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀,其特征是所述第一控制模塊為單片機,所述單片機的系統(tǒng)時鐘為100MIPS ;所述第二控制模塊為單片機,所述單片機的系統(tǒng)時鐘為100MIPS。
8.一種便攜式高精度事件順序記錄測試方法,其特征是所述方法包括以下步驟 步驟1 將主機、從機和被測事件順序記錄模塊連接,打開主機和從機的電源;步驟2 主機查詢連接從機的數量及地址,從機應答,并將結果顯示在主機的液晶觸摸屏上;步驟3 在主機液晶觸摸屏上選擇測試模式,并配置設定參數;將該參數保存到主機的控制模塊中的第一控制器中;步驟4 系統(tǒng)根據步驟3中的參數啟動主機中控制模塊中的第一定時器,并根據當前保存的配置參數控制觸發(fā)信號輸出模塊中的各通道依次輸出觸發(fā)信號;步驟5 對比被測事件順序記錄模塊,如果記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同,則被測事件順序記錄模塊工作正常;若不同,則檢查相應的被測事件順序記錄模塊,排除問題后繼續(xù)測試,直至被測事件順序記錄模塊記錄的結果和事件順序記錄測試儀發(fā)送的信號相同為止。
9.根據權利要求8所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試方法,其特征是所述測試模式包括同啟同停、同啟不同停、不同啟同停、不同起不同停和任意啟停。
10.根據權利要求8所述一種便攜式高精度事件順序記錄測試方法,其特征是所述配置設定參數包括觸發(fā)模式、測試開始時間、重復測試時間間隔、通道間觸發(fā)間隔,脈沖寬度和重復測試次數。
全文摘要
本發(fā)明公開了事件順序記錄技術領域中的一種便攜式高精度事件順序記錄測試儀與測試方法。本發(fā)明通過測試儀按照選定的測試模式向事件順序記錄模塊的各通道輸出觸發(fā)信號,根據測試儀的通道觸發(fā)順序和事件順序記錄模塊的實時記錄是否一致,來檢驗事件順序記錄模塊功能是否準確。該測試儀保證了事件發(fā)生的絕對精度,可以方便地檢驗被測系統(tǒng)的時鐘同步性能,在測試對象為多個記錄模塊時,可以合理選擇從機的數量,并將從機分布在不同位置處,便于電纜連接。
文檔編號G05B23/02GK102411366SQ20111014832
公開日2012年4月11日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權日2011年6月2日
發(fā)明者何青, 張志 , 杜冬梅 申請人:華北電力大學