试验台开发实现及成果展示 - 基于LabVIEW的BCU单板测试与诊断试验台的开发

　　四． 试验台开发实现及成果展示

　　下面从模拟量测量和PWM量测量两个方面，详细论述利用NI公司PXI数据采集系统以及LabVIEW图形化开发平台开发BCU单板测试过程。

　　4.1 模拟量测量

　　模拟量测量包括模拟量输出、模拟量采集两个硬件驱动，以及软件滤波三个重要环节。模拟量输出包括0-10V正弦波和方波、0-10V直流电压及10-30mA电流。采用NI公司PXI-6723模块以及相应V/I转换模块完成模拟输出。模拟量测试包括0-20V电压、10-30mA电流、0-700mA电流，采用PXI-6220板卡，并且配合相应的传感器、调理电路完成模拟量采集。模拟量输出及采集功能框图如图4所示：

　　图4 模拟量输出及采集功能框图

　　在测量CPU板EP电流输出时，激励信号需要模拟列车数字量输入，速度输入信号和再生反馈电压信号。且要同时提供以上输入信号，被测板EP阀才能产生EP阀输出电流。因此需要并行执行输出检测操作，检测在轴速变化过程中EP电流的输出。采用LabVIEW中提供的硬件驱动以及相关函数库，可以实现简洁的实现激励信号的并行输出以及EP电流的采集。

　　图5 模拟量输出及采集程序

　　由于电流传感器传输距离较长，线路会引入部分噪声，采用LabVIEW中自带的信号分析和处理工具包，设置滤波模式为低通滤波器，截止频率50Hz以防止工频及高频噪声干扰，可以有效的抑制噪声，提高EP电流测量精度。

　　4.2 PWM测量

　　PWM信号的检测过程是要先对控制继电器输入脉冲，让继电器先动作，再对防滑控制输入控制信号，同时检测其输出及反馈信号。检测PWM信号包括频率和占空比，由于在测试过程中采用的是PXI-6602采集板卡。

　　图6 PWM采集功能框图

　　频率采集的任务完成过程如下：

　　（1）开始脉冲输出任务：根据用户指定通道，生成控制脉冲；

　　（2）输出防滑控制脉冲任务：根据用户指定通道，生成防滑控制脉冲；

　　（3）脉冲检测任务：创建针对脉冲频率采集任务，将采集结果显示于前面板，结束任务；

　　（4）结束脉冲输出任务：结束脉冲输出，释放硬件资源；

　　（5）错误处理：如果测量结果出现错误或警告，弹出对话框进行提示。

　　程序执行图如图7所示。

　　图7 防滑板PWM检测程序

　　4.3 人机交互界面开发

　　系统软件界面如图8所示：

　　图8 单板检测系统主界面

　　其操作功能包括：

　　（1） 试验实施：进入电路板测试界面，对五类电路板进行单板测试试验；

　　（2） 单项测试：进入电路板硬件确认界面，对五类电路板每一项测试参数进行调整，查看试验结果。主要用于对于测试电路板个别项目的测试；

　　（3） 试验结果调出：查看已保存的历史数据；

　　（4） 管理主数据：对菜单登记项、用户信息、试验参数等进行数据管理和查看；提供查看历史数据入口；

　　（5） 退出：退出制动控制单元单板检测程序。

　　进入试验实施，系统将隐藏主界面，进入单板测试试验登记界面。试验实施界面包括试验信息登记、试验实施以及其他辅助窗口组成，可以进行四类电路板的单板测试，以及测试数据查看、保存、打印。试验登记时自动测试的必要步骤。

　　图9 自动测试界面

　　制动控制单元手动测试提供针对每一路测试信号的单路输入输出测试，方便用户针对某一路电路故障进行检测和调试。为用户开放了更大权限的底层硬件控制权。

　　图10 CPU板手动测试前面板

　　系统包括了基于SQL Server的数据管理系统对历史数据和测试过程数据的数据管理系统，设计了基于多级用户权限的数据查看修改打印的管理系统。

　　用户在进行高级数据操作，需要进行身份验证。历史数据查询提供对以往所有测试项目的数据查询操作。

　　图11 身份验证及历史数据查询