基于數(shù)據(jù)采集卡的GCU地面測試系統(tǒng)的研制

楊鵬 杜穎琪 李靜

摘 要： 本文介紹了集采集、控制和管理為一體的發(fā)電機(jī)控制器自動(dòng)測試系統(tǒng)所需硬件平臺(tái)，采用面向?qū)ο蠛蜏y試化程序軟件平臺(tái)開發(fā)了自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件。使測試系統(tǒng)性能可靠，操作智能化，可擴(kuò)展性以及維護(hù)性強(qiáng)，保證飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器維修質(zhì)量、提高維修效率有重要意義。

關(guān)鍵詞： 發(fā)電機(jī)控制器；自動(dòng)測試系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集

中圖分類號(hào)：TM464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Development of Test System Used for the Generator Control Nuit Test on the Earth Based on Data Acquisition Board

Yang Peng， DU Ying-qi， LI Jing

（GuangZhou Civil Aviation College， Guangzhou 510403， China）

ABSTRACT：This article introduces the hardware system of automated test system which combines the data acquisition、control and management function. a software system is developed base the Microsoft Visual C++. And this automated test system is proved reliably、intelligently and easily-operated.

Keywords： Generator control unit， Automated test system，Data acquisition

0前言

飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器（GCU）測試系統(tǒng)是用來對(duì)發(fā)電機(jī)控制器進(jìn)行地面測試的自動(dòng)測試系統(tǒng)。與一般自動(dòng)測試設(shè)備一樣，通過相應(yīng)硬件電路和軟件把大量故障進(jìn)行模擬，輸入到發(fā)電機(jī)控制器（GCU）后，再將這些故障產(chǎn)生的激勵(lì)以及相應(yīng)故障代碼通過數(shù)據(jù)采集卡引入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，得出發(fā)電機(jī)控制器故障位置、故障檢測率和故障隔離率，使故障得以及時(shí)隔離和處理，提高系統(tǒng)工作可靠性.

1 GCU測試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

GCU檢測信號(hào)主要是飛機(jī)交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)點(diǎn)電壓、頻率值和電流互感器輸出電流值，以及一些高低電平形式開關(guān)量。在對(duì)GCU進(jìn)行測試時(shí)，需要功率信號(hào)源模擬飛機(jī)交流供電系統(tǒng)可能出現(xiàn)正常和非正常供電情況，包括過壓、欠壓、過頻、欠頻、過流、電流不對(duì)稱、相序等模擬量和斷路SRD、驅(qū)動(dòng)顯示、RTL、點(diǎn)火開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)數(shù)字量。測試系統(tǒng)具體原理框圖如下圖1-1示。

測控計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)控制核心，控制兩組信號(hào)源輸出模擬正常和非正常信號(hào)，同時(shí)配置數(shù)據(jù)采集卡及硬件電路對(duì)輸入GCU幾路模擬電壓、電流、頻率信號(hào)以及開關(guān)量和GCU輸出開關(guān)量脈沖延遲時(shí)間等值進(jìn)行采集分析。

2 GCU測試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

GCU測試系統(tǒng)硬件主要由可控信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和通信線路三部分組成?？煽匦盘?hào)源用于模擬產(chǎn)生檢測GCU是否正常工作的故障和非故障信號(hào)，包括過壓、欠壓、穩(wěn)壓器失效、過頻、欠頻、差動(dòng)保護(hù)、不平衡相電流、過流等信號(hào)產(chǎn)生以及短路旋轉(zhuǎn)二極管SRD、驅(qū)動(dòng)顯示、欠速、點(diǎn)火開關(guān)等數(shù)字開關(guān)量產(chǎn)生；數(shù)據(jù)采集部分一方面將可控信號(hào)源部分產(chǎn)生模擬和數(shù)字信號(hào)采集進(jìn)入PC機(jī)，通過后臺(tái)軟件使信號(hào)源輸出值保持在要求范圍內(nèi)，便于PC機(jī)對(duì)信號(hào)源監(jiān)控；另一方面將GCU輸出開關(guān)量值經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡采集進(jìn)入PC機(jī)；通信線路部分主要實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)可控電源控制和與GCUNVM之間通信。

2.1信號(hào)源主控電路設(shè)計(jì)[1]

信號(hào)源主電路結(jié)構(gòu)采用交-直-交變換方式。電路原理圖如圖2-1示.

電壓和頻率設(shè)定是由PC機(jī)向P89V51單片機(jī)發(fā)送命令來完成的，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行電壓或頻率信號(hào)判斷，再將數(shù)據(jù)送入SA4828相應(yīng)控制寄存器。電路中SA4828與ADC0809共用單片機(jī)P0口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，主控電路通過單片機(jī)P1.0口控制ADC0809和SA4828的分時(shí)使能。

2.2整流濾波電路設(shè)計(jì)

信號(hào)源要求輸出容量為500VA，單相輸入整流后母線電壓不高，這樣可以采用單相輸入整流。同時(shí)后級(jí)逆變電路采用SPWM控制，可方便地進(jìn)行幅值和頻率調(diào)節(jié)，采用全波不控整流可以使輸入端功率因數(shù)得到一定改善、高次諧波對(duì)電網(wǎng)影響會(huì)得到減小[2]。其整流濾波電路結(jié)構(gòu)如圖2-2示。

2.3 RS-232與P89V51通信電路設(shè)計(jì)

為能夠?qū)崿F(xiàn)同單片機(jī)連接，必須在EIA-RS-232C與TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系變換[3]。本系統(tǒng)選用MAX232芯片完成TTL←→EIA雙向電平轉(zhuǎn)換，如圖2-3示。

3 GCU測試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在GCU測試系統(tǒng)中，測控計(jì)算機(jī)主要在軟件系統(tǒng)支持下實(shí)現(xiàn)對(duì)可控信號(hào)源控制、測試參數(shù)采集等。本測試系統(tǒng)所選擇Windows 2000為操作系統(tǒng)，以Microsoft Visual C++ 作為軟件開發(fā)環(huán)境[4][5]。

3.1下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

由于下位機(jī)有兩臺(tái)，通信內(nèi)容各不相同，所以需要多機(jī)通信技術(shù)。本系統(tǒng)采用通信方式2，以中斷方式接收。單臺(tái)下位機(jī)P89V51通信流程圖如下圖3-1示.

4結(jié)論

GCU測試系統(tǒng)是以程控PC機(jī)為核心的自動(dòng)測試系統(tǒng)，通過硬件和軟件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)模擬、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果保存、報(bào)告生成與打印等功能，具有精度高、控制簡單、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn).以過壓檢測為例得到如圖4-1示數(shù)據(jù)采集界面.

參考文獻(xiàn)

[1] 李靜，機(jī)載電氣設(shè)備地面測試用功率信號(hào)源的研制，西安：西北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2006.

[2] 李愛文，張承慧，現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用，北京：科學(xué)出版社，2000.

[3] （美）斯皮策（Spitzer，Cary R.），數(shù)字式航空電子系統(tǒng)，北京：航空工業(yè)出版社，1992.2.

[4] 何立力，基于PCI接口的ARINC629數(shù)據(jù)通信卡的開發(fā)，西安：西北工業(yè)大學(xué)碩士論文，2006.

[5]梁普選，Visual C++程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐，北京：清華大學(xué)出版社，2005.8.