CN105223897A - 一种铁路车辆电气控制柜测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆电气控制柜测试装置及测试方法，该装置包括嵌入式软PLC控制器和多功能测试模块，所述嵌入式软PLC控制器通过通信电缆与多功能测试模块连接，所述多功能测试模块通过测试电缆与被测电气控制柜连接，测试装置可自动生成被测电气控制柜的测试指令，并采集反馈信号判断是否发生故障及自动分析故障内容，生成测试报告；该方法通过对测试功能、被测电气控制柜的产品型号及测试模式的选择，由系统自动生成测试指令，完成测试过程，判断是否发生故障并分析故障内容，并生成测试报告。本发明具有测试效率高，测试结果准确，可靠性高，适用范围广，扩展性、通用性好等优点。

Description

一种铁路车辆电气控制柜测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种电气测试装置及测试方法，尤其涉及一种铁路车辆电气控制柜的测试装置及测试方法。

背景技术

铁路车辆电气控制柜是铁路车辆控制系统的重要组成部件，直接参与车辆控制，与车辆牵引、制动、网络、车门、空调等关键部件直接关联，其性能以及运行状态直接影响车辆运行。

目前常用的测试方法为使用手动通用电气测试系统完成相关测试，即通过手动操作测试装置输出激励源，同时人工检查被测电气逻辑的正确性。使用手动通用电气测试系统存在以下缺点。

1、由于测试点有几百条甚至上千条，人工手动测试时需要依据测试用例对测试点逐条进行测试，测试步骤繁琐、效率低、易漏检错检。

2、不具备故障诊断功能，测试遇到故障时，需要人工梳理电气柜内部电气逻辑推断故障点。

3、手动通用电气测试系统的输入和输出已经固定，应对不同被测产品需要制作不同的工装，浪费资源。

并且，针对不同型号的铁路车辆，其电气控制柜的内部逻辑、对外电气接口以及测试点数都有所不同，因此，提供一种通用性、扩展性好，测试结果准确，测试效率高的铁路车辆电气控制柜测试装置及测试方法显得十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种功能齐全、通用性强、测试结果准确，测试效率高，具备完善的故障定位及诊断功能的铁路车辆电气控制柜测试装置及测试方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种铁路车辆电气控制柜测试装置，包括嵌入式软PLC控制器（可编程逻辑控制器）和多功能测试模块，所述嵌入式软PLC控制器通过通信电缆与多功能测试模块连接，所述多功能测试模块通过测试电缆与被测电气控制柜连接；所述嵌入式软PLC控制器包括输出电源模块、通讯模块、人机交互模块、测试用例库及控制程序；所述输出电源模块用于为多功能测试模块提供测试所需的直流、交流电源；所述通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互；所述人机交互模块用于选择测试方案和输出测试结果；所述测试用例库用于存储被测电气控制柜的测试用例数据，包括测试用例、测试结果分析数据及测试点的电路原理数据；所述控制程序用于测试逻辑控制、通信控制、处理测试反馈信号及HMI（人机界面）的生成。

作为本发明的进一步改进，所述多功能测试模块包括电气功能测试模块、回路电阻测试模块和通讯模块；所述电气功能测试模块用于向被测电气控制柜输出测试信号并采集测试结果，包括输出控制模块和输入采集模块；所述输出控制模块根据所述嵌入式软PLC控制器的指令向被测电气控制柜提供测试所需电压等级的开关量输出信号；所述输入采集模块用于采集被测电气控制柜的反馈信号；所述回路电阻测试模块用于开关、断路器回路电阻值的测试；所述通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互。

作为本发明的进一步改进，还包括用于控制嵌入式软PLC控制器的远程控制器，所述远程控制器包括通讯模块、控制程序模块和人机交互模块；所述通讯模块用于通过无线网络与所述嵌入式软PLC控制器进行数据交互；所述控制程序模块用于远程控制嵌入式软PLC控制器；所述人机交互模块用于远程选择测试方案和输出测试结果。

一种铁路车辆电气控制柜测试方法，包括以下步骤：

S1．选择测试功能、被测电气控制柜的产品型号及测试模式，选择自动测试模式则跳转到步骤S2，选择手动测试模式则跳转到步骤S3；

S2．嵌入式软PLC控制器自动调取被测电气控制柜的测试用例，跳转到步骤S4；

S3．手动选择测试用例，跳转到步骤S4；

S4．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例，通过多功能测试模块向被测电气控制柜输出测试激励信号并检测反馈信号，根据反馈信号判断是否发生故障，并生成测试报告。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4的具体步骤包括：

S4.1．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例生成测试指令序列；

S4.2．嵌入式软PLC控制器将测试指令发送到多功能测试模块；

S4.3．多功能测试模块根据测试指令向被测电气控制柜输出测试激励信号，并检测被测电气控制柜的反馈信号；

S4.4．多功能测试模块将反馈信号发送到嵌入式软PLC控制器，嵌入式软PLC控制器将反馈信号与测试用例的结果分析数据进行比对分析，判断是否发生故障，发生故障时跳转到步骤S4.5，未发生故障则跳转到步骤S4.6；

S4.5．定位故障内容，生成被测电气控制柜故障点相关原理图，跳转到步骤S4.6；

S4.6．判断测试指令序列是否执行完毕，是则输出测试结果，结束测试；否则跳转到步骤S4.2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4测试过程的执行方式为单步执行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明能够自动对铁路车辆电气控制柜进行测试，采集测试结果，分析、定位故障，自动生成故障点的原理图，具备故障诊断功能，测试效率高，测试结果准确，可靠性高。

2、本发明针对各种不同类型的铁路车辆电气控制柜，无需增加硬件设备，只需要更新测试用例库，能满足不同产品、不同功能的测试需求，适用范围广。

3、本发明嵌入式软PLC控制器基于Windows操作系统IEC61131-3标准开发，具有可视化、可扩展、性价比高、通用性好等优点。

附图说明

图1为本发明铁路车辆电气控制柜测试装置结构示意图。

图2为本发明铁路车辆电气控制柜测试方法流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一种铁路车辆电气控制柜测试装置，包括嵌入式软PLC控制器和多功能测试模块，嵌入式软PLC控制器通过通信电缆与多功能测试模块连接，多功能测试模块通过测试电缆与被测电气控制柜连接；嵌入式软PLC控制器包括输出电源模块、通讯模块、人机交互模块、测试用例库及控制程序；输出电源模块用于为多功能测试模块提供测试所需的直流、交流电源；通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互；人机交互模块用于选择测试方案和输出测试结果；测试用例库用于存储被测电气控制柜的测试用例数据，包括测试用例、测试结果分析数据及测试点的电路原理数据；控制程序用于测试逻辑控制、通信控制、处理测试反馈信号及HMI的生成。

嵌入式软PLC控制器是本发明的核心模块，包括硬件部分的输出电源模块、通讯模块和人机交互模块；软件部分的控制程序和测试用例库。输出电源模块能够同时提供多种数值的直流、交流电源，以满足测试用输出信号和其他模块供电的需求。通讯模块通过有线网络与多功能测试模块进行数据交互，实现包括测试控制指令、测试反馈信号及测试结果等数据的传输。人机交互模块包括显示器、键盘、鼠标、打印机等，实现测试方案的选择，测试结果的显示及测试报告的打印输出等功能。控制程序实现测试逻辑的控制、通信控制、测试反馈信号的处理和HMI生成等功能，在本实施例中，控制程序基于Windows操作系统，采用IEC61131-3标准开发，通过软件实现PLC功能，将逻辑控制和可视化集成于一体，不需要其它的组态软件就可实现可视化，并且可根据用户的需求，进行二次开发，当设备发生硬件故障时，只需要更换能运行Windows系统的硬件并更新软件即可，维护成本低。测试用例库用于存储各种被测电气控制柜的测试用例数据，包括对不同被测电气控制柜的测试指令数据、结果分析数据和电路原理图等数据，通过更新测试用例库，即可实现对不同被测电气控制柜的测试支持，扩展性能好，通用性强，同时，结果分析数据可针对反馈信号的各种可能结果进行故障原因分析，并生成故障点的电路原理图，能够很好的帮助测试人员进行故障诊断。

在本实施例中，多功能测试模块包括电气功能测试模块、回路电阻测试模块和通讯模块；电气功能测试模块用于向被测电气控制柜输出测试信号并采集测试结果，可完成包括查线测试、器件整定值测试、电气逻辑功能测试等测试项目；电气功能测试模块包括输出控制模块和输入采集模块，输出控制模块根据嵌入式软PLC控制器的指令向被测电气控制柜提供测试所需电压等级的开关量输出信号，电压范围为DC25V至DC110V；输入采集模块用于采集被测电气控制柜的反馈信号；回路电阻测试模块用于开关、断路器回路电阻值的测试；通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互，在本实施例中，通讯模块通过有线网络与嵌入式软PLC控制器的通讯模块连接，用于接收嵌入式软PLC控制器发出的测试指令，并将输入采集模块采集到的反馈信号传送回嵌入式软PLC控制器。

在本实施例中，还包括一个用于控制嵌入式软PLC控制器的远程控制器，包括通讯模块、控制程序模块和人机交互模块；通讯模块用于通过无线网络与嵌入式软PLC控制器进行数据交互；控制程序模块用于实现对远程控制嵌入式软PLC控制器；人机交互模块用于远程选择测试方案和输出测试结果。在铁路车辆电气控制柜的测试过程中，需要随时根据测试结果检查、排除电气控制柜控制的各设备的故障，而这些设备分布在铁路车辆的各个部位，测试人员需要同时兼顾测试程序的控制和设备的检查维护，势必会造成工作效率的低下。远程控制模块通过无线网络与嵌入式软PLC控制器连接，测试人员可以随时随地对嵌入式软PLC控制器进行操作，发出测试指令，查看测试结果，可有效的提高测试人员的工作效率。

如图2所示，本发明一种铁路车辆电气控制柜测试方法，包括如下步骤：

S1．选择测试功能、被测电气控制柜的产品型号及测试模式，选择自动测试模式则跳转到步骤S2，选择手动测试模式则跳转到步骤S3；

S2．嵌入式软PLC控制器自动调取被测电气控制柜的测试用例，跳转到步骤S4；

S3．手动选择需要测试的测试用例，跳转到步骤S4；

S4．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例，通过多功能测试模块向被测电气控制柜输出测试激励信号并检测反馈信号，根据反馈信号判断是否发生故障，并生成测试报告。

在本实施例中，步骤S4的具体步骤包括：

S4.1．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例生成测试指令序列；

S4.2．嵌入式软PLC控制器将测试指令发送到多功能测试模块；

S4.3．多功能测试模块根据测试指令向被测电气控制柜输出测试激励信号，并检测被测电气控制柜的反馈信号；

S4.4．多功能测试模块将反馈信号发送到嵌入式软PLC控制器，嵌入式软PLC控制器将反馈信号与测试用例的结果分析数据进行比对分析，判断是否发生故障，发生故障时跳转到步骤S4.5，未发生故障则跳转到步骤S4.6；

S4.5．定位故障内容，生成被测电气控制柜故障点相关原理图，跳转到步骤S4.6；

S4.6．判断测试指令序列是否执行完毕，是则输出测试结果，结束测试；否则跳转到步骤S4.2。

在本实施例中，步骤S4的测试过程可以为单步执行过程。

在本实施例中，用户通过人机界面选择测试功能、被测电气控制柜型号及测试模式，当用户选择进行电气功能测试时，系统将自动调用电气功能测试模块，可完成查线测试、器件整定值测试及电气逻辑功能测试，当用户选择回路电阻测试时，系统将自动调用回路电阻测试模块，可完成开关、断路器回路电阻值的测试。当用户选定被测电气控制柜型号，系统将自动调取该型号的测试例，对该电气控制柜进行测试。选择自动测试模式，系统将自动调取被测电气控制柜的所有测试用例，进行一个完整的测试，常用于电气控制柜的出厂测试；当然，也可以根据测试人员的需求，采用手动测试模式，人工选择需要进行测试的用例，再由系统完成所选择的测试。同时，为了更方便对被测电气控制柜进行调试和对测试故障进行处理，还可以选择单步执行模式，即系统在每发送一条测试指令前，都需要等待用户的确认信息，该测试指令完成后，系统将反馈该指令的测试结果，并等待用户确认是否进行下一条测试指令的发送。针对每一条测试指令，系统能够自动将对反馈信息与结果分析数据进行比对分析处理，判断是否有故障发生，当判断为发生故障时，系统会自动定位故障内容，如故障的类型，发生故障的原因等等，并生成故障点的相关原理图，以方便用户对故障进行处理，当所有测试指令执行完毕，系统会自动生成测试报告，并通过显示器或打印机等输出设备输出。

在本实施例中，在测试装置启动后及用户选定测试功能后，将自动对测试装置及多功能测试模块进行自检，以保证测试装置自身的稳定。

在本实施例中，仅需要用户对测试模式进行简单的操作，整个测试过程均由系统自动完成，不会发生漏检错检的情况，测试的可靠性和效率高。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种铁路车辆电气控制柜测试装置，其特征在于：包括嵌入式软PLC控制器和多功能测试模块，所述嵌入式软PLC控制器通过通信电缆与多功能测试模块连接，所述多功能测试模块通过测试电缆与被测电气控制柜连接；

所述嵌入式软PLC控制器包括输出电源模块、通讯模块、人机交互模块、测试用例库及控制程序；

所述输出电源模块用于为多功能测试模块提供测试所需的直流、交流电源；

所述通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互；

所述人机交互模块用于选择测试方案和输出测试结果；

所述测试用例库用于存储被测电气控制柜的测试用例数据，包括测试用例、测试结果分析数据及测试点的电路原理数据；

所述控制程序用于测试逻辑控制、通信控制、处理测试反馈信号及HMI的生成。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆电气控制柜测试装置，其特征在于：所述多功能测试模块包括电气功能测试模块、回路电阻测试模块和通讯模块；

所述电气功能测试模块用于向被测电气控制柜输出测试信号并采集测试结果，包括输出控制模块和输入采集模块；

所述输出控制模块根据所述嵌入式软PLC控制器的指令向被测电气控制柜提供测试所需电压等级的开关量输出信号；

所述输入采集模块用于采集被测电气控制柜的反馈信号；

所述回路电阻测试模块用于开关、断路器回路电阻值的测试；

所述通讯模块用于与其它模块通过有线或无线方式进行数据交互。

3.根据权利要求1或2所述的铁路车辆电气控制柜测试装置，其特征在于：还包括用于控制嵌入式软PLC控制器的远程控制器，所述远程控制器包括通讯模块、控制程序模块和人机交互模块；

所述通讯模块用于通过无线网络与所述嵌入式软PLC控制器进行数据交互；

所述控制程序模块用于远程控制嵌入式软PLC控制器；

所述人机交互模块用于远程选择测试方案和输出测试结果。

4.根据权利要求1至3任一项所述的铁路车辆电气控制柜测试方法，其特征在于包括以下步骤：

S1．选择测试功能、被测电气控制柜的产品型号及测试模式，选择自动测试模式则跳转到步骤S2，选择手动测试模式则跳转到步骤S3；

S2．嵌入式软PLC控制器自动调取被测电气控制柜的测试用例，跳转到步骤S4；

S3．手动选择测试用例，跳转到步骤S4；

S4．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例，通过多功能测试模块向被测电气控制柜输出测试激励信号并检测反馈信号，根据反馈信号判断是否发生故障，并生成测试报告。

5.根据权利要求4所述的铁路车辆电气控制柜测试方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤包括：

S4.1．嵌入式软PLC控制器根据被选择的测试用例生成测试指令序列；

S4.2．嵌入式软PLC控制器将测试指令发送到多功能测试模块；

S4.3．多功能测试模块根据测试指令向被测电气控制柜输出测试激励信号，并检测被测电气控制柜的反馈信号；

S4.4．多功能测试模块将反馈信号发送到嵌入式软PLC控制器，嵌入式软PLC控制器将反馈信号与测试用例的结果分析数据进行比对分析，判断是否发生故障，发生故障时跳转到步骤S4.5，未发生故障则跳转到步骤S4.6；

S4.5．定位故障内容，生成被测电气控制柜故障点相关原理图，跳转到步骤S4.6；

S4.6．判断测试指令序列是否执行完毕，是则输出测试结果，结束测试；否则跳转到步骤S4.2。

6.根据权利要求5所述的铁路车辆电气控制柜测试方法，其特征在于，所述步骤S4测试过程的执行方式为单步执行。