基于pxi總線的多功能故障注入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明故障仿真與測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及故障在線檢測能力的驗(yàn)證與評(píng)估，具體涉及一種基于PXl總線的多功能故障注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了判斷產(chǎn)品的測試性設(shè)計(jì)水平是否達(dá)到了合同規(guī)定的指標(biāo)要求，需要開展測試性驗(yàn)證試驗(yàn)，即在研制的裝備中注入一定數(shù)量的故障，以加速該系統(tǒng)的錯(cuò)誤和失效產(chǎn)生，用測試性設(shè)計(jì)規(guī)定的測試方法進(jìn)行故障檢測與隔離，按其結(jié)果來評(píng)估裝備的故障在線檢測能力。
[0003]目前市場上通用的故障注入產(chǎn)品種類較少，一類具有自動(dòng)控制功能的故障注入設(shè)備，大多采取分離式結(jié)構(gòu)，固化的軟件，使用中如果要求功能組合全面，則會(huì)帶來結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜的問題，不適合復(fù)雜裝備測試性驗(yàn)證試驗(yàn)的現(xiàn)場應(yīng)用，并且造價(jià)及其昂貴；另一類故障注入設(shè)備不僅功能不夠完善，而且模擬的故障類型少或者注入時(shí)間等參數(shù)不可控。
[0004]PXI總線規(guī)范將PCI總線技術(shù)發(fā)展成為了適合試驗(yàn)、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機(jī)械、電氣和軟件規(guī)范，形成了新的測試儀器體系結(jié)構(gòu)。靈活的自定義軟件與可擴(kuò)展硬件的組合，便是本發(fā)明的優(yōu)勢和核心所在，本發(fā)明既可以在一塊3U PXI標(biāo)準(zhǔn)接口板卡上實(shí)現(xiàn)多種故障類型的模擬，也可以與其他PXI總線功能模塊共同組合形成高性能、低成本的集成平臺(tái)，滿足物理層，電氣層、協(xié)議層等各種故障注入的需求，尤其是便攜式產(chǎn)品適用于各類現(xiàn)場測試環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用PXI總線規(guī)范設(shè)計(jì)基于PXI總線的多功能故障注入模塊，滿足故障在線檢測能力的驗(yàn)證與評(píng)估需求，將多種故障注入功能均在一塊3U PXI標(biāo)準(zhǔn)接口板卡上實(shí)現(xiàn)，并且可以對(duì)所注入故障的參數(shù)、時(shí)間以及執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行控制。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種基于PXI總線的多功能故障注入裝置，用于對(duì)被測設(shè)備進(jìn)行故障注入，包括:PXI總線協(xié)議轉(zhuǎn)換部分，其通過PXI總線與PXI機(jī)箱背板連接，用于將經(jīng)由PXI總線和PXI機(jī)箱背板傳輸?shù)腜XI總線控制邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地控制邏輯數(shù)據(jù)；故障注入控制邏輯產(chǎn)生部分，根據(jù)所述本地控制邏輯數(shù)據(jù)產(chǎn)生故障注入控制邏輯數(shù)據(jù)；故障模擬部分，其根據(jù)所述故障注入控制邏輯數(shù)據(jù)，產(chǎn)生故障模擬信號(hào)和/或狀態(tài)；故障注入輸出部分，用于將所述故障模擬信號(hào)和/或狀態(tài)注入到被測設(shè)備。
[0007]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
[0008]1、提供了一種適用于PXI總線測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊產(chǎn)品，可以按照計(jì)算機(jī)設(shè)定的控制程序?qū)⒛M的故障通過探針注入到器件管腳或連接電纜處，適用于裝備測試性驗(yàn)證試驗(yàn)，采用本質(zhì)安全設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品能夠在煤礦井下安全可靠的運(yùn)行。
[0009]2、提供一種基于PXI總線的多功能故障注入裝置，符合PXI總線規(guī)范，是適用于PXI總線測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊產(chǎn)品，用于控制和實(shí)現(xiàn)多種故障注入的功能。
[0010]3、本發(fā)明通過編程CPLD芯片內(nèi)部的邏輯控制電路，在單塊3U的PXI板卡上設(shè)計(jì)了多種故障控制電路，不僅可以模擬斷路，短路，固高，固低，并連電阻，串聯(lián)電阻，信號(hào)波形改變，信號(hào)疊加，信號(hào)替換等故障狀態(tài)，同時(shí)對(duì)所注入故障的參數(shù)、時(shí)間以及執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行控制。
[0011]4、相較于同類產(chǎn)品，本發(fā)明使現(xiàn)有故障注入設(shè)備的性能更高，擴(kuò)展性更強(qiáng)，兼容性更好，開發(fā)時(shí)間更短。
【附圖說明】
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于PXI總線的多功能故障注入裝置的總體功能結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的連接示意圖；
[0014]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的部分電阻網(wǎng)絡(luò)控制連接圖；
[0015]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固高和固低故障模擬電路圖；
[0016]圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信號(hào)疊加和信號(hào)替換故障模擬電路圖；
[0017]圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的斷路/短路故障模擬電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，結(jié)合附圖對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管以下的說明涉及到有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例的很多技術(shù)細(xì)節(jié)，但這僅為用來說明本發(fā)明的原理的示例、而不意味著任何限制。本發(fā)明能夠適用于不同于以下例舉的技術(shù)細(xì)節(jié)之外的場合，只要它們不背離本發(fā)明的原理和精神即可。
[0020]另外，為了避免使本說明書的描述限于冗繁，在本說明書中的描述中，可能對(duì)可在現(xiàn)有技術(shù)資料中獲得的部分技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了省略、簡化、變通等處理，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可以理解的，并且這不會(huì)影響本說明書的公開充分性。
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于PXI總線的多功能故障注入裝置的總體功能結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]如圖1所示，該裝置的尺寸為符合PXI機(jī)械規(guī)范的3U板卡，主要功能組成有以下部分:1)PXI總線協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；2)故障注入控制邏輯產(chǎn)生電路；3)故障模擬單元，包括電阻、電容、斷路/短路以及替換信號(hào)等故障模擬部分；4)繼電器驅(qū)動(dòng)和被控繼電器單元；5)故障注入輸入輸出連接器，其與外部信號(hào)源和電壓源連接，用于將外部信號(hào)源和電壓源接入故障注入裝置，并與故障注入探針和故障模擬單元連接，用于根據(jù)故障模擬單元的故障模擬操作，將所需要的故障經(jīng)由故障注入探針輸出到被測設(shè)備的注入點(diǎn)。
[0024]PXI總線協(xié)議轉(zhuǎn)換電路包括PXI接口電路(芯片，如PLX9030)、外圍配置電阻(匹配電阻)和存儲(chǔ)器，用于將經(jīng)由PXI機(jī)箱傳輸?shù)腜XI總線相關(guān)規(guī)范和協(xié)議轉(zhuǎn)換為本地邏輯控制信號(hào)，PXI接口芯片連接匹配電阻、用于存儲(chǔ)配置程序的存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路，經(jīng)由局部總線連接到PXI總線接口控制電路(CPLD)，并還連接到PXI總線地址和數(shù)據(jù)鎖存電路(圖1中的地址/數(shù)據(jù)鎖存)；故障注入控制電路(CPLD)連接到接口控制電路、PXI總線地址和數(shù)據(jù)鎖存電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路，用于通過邏輯編程，完成繼電器選擇、繼電器復(fù)位、繼電器片選、繼電器地址譯碼等功能；繼電器驅(qū)動(dòng)電路由6片自鎖繼電器控制芯片組成，接收故障注入控制電路的邏輯設(shè)置，分別連接斷路/短路以及替換信號(hào)等故障模擬單元中的各個(gè)(41個(gè))繼電器的控制端，使相關(guān)繼電器受控吸合或斷開，產(chǎn)生所需故障的狀態(tài)。
[0025]故障注入控制邏輯產(chǎn)生電路(CPLD)完成繼電器選擇、繼電器復(fù)位、繼電器片選、繼電器地址譯碼功能，故障注入控制電路一端與繼電器驅(qū)動(dòng)電路相連接，同時(shí)與地址/數(shù)據(jù)鎖存電路連接，接收PXI總線的地址和數(shù)據(jù)，還與PXI接口控制電路連接，接收復(fù)位信號(hào)和繼電器邏輯控制信號(hào)。
[0026]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的連接示意圖。
[0027]如圖2所示，繼電器驅(qū)動(dòng)電路由6片自鎖繼電器控制電路(Dll?D16，可以是型號(hào)為MAX4821的芯片)構(gòu)成。
[0028]所述控制芯片Dll分別連接并控制電容網(wǎng)絡(luò)繼電器。
[0029]所述控制芯片D12分別連接并控制斷路故障注入繼電器、短路故障注入繼電器