测功机切换器、多台测功机切换器级联装置及其控制方法与流程

本发明涉及测功机切换器技术领域，尤其涉及一种测功机切换器、多台测功机切换器级联装置及其通道切换的控制方法。

背景技术：

随着国家对电机能效的要求越来越严格，以及在技术上对电机的应用的精确度越来越高，越来越多的电机生产商和电机应用商开始大量使用测功机，在一套测功机系统中配备多个测功机的情形越来越普遍，这使得多台测功机如何方便快捷地接入测功机系统的问题开始被关注和重视。

现有的测功机切换器设备为固定的4通道设备，即一次可支持4台测功机同时接入，也就是说现有的单个切换器通道数量有限，扩展起来很麻烦，并且只能通过手动进行切换，无法实现程控。

术语解释：

测功机：用于测量电机的转速、转矩以及轴功率的装置。

测功机系统：由测功机、测功机控制器、电性能和机械性能测量仪、测试软件组成的一整套用于测量电机性能的成套设备。

测功机切换器：用于将多台测功机集中接入到测功机系统中的装置，使用者可以通过手动或程控的方式选择需要接入测功机系统的测功机。

技术实现要素：

为了解决至少一个上述技术问题，本发明的目的在于提供一种测功机切换器、多台测功机切换器级联装置及其通道切换的控制方法。

本发明所采取的技术方案是：一方面，本发明实施例包括一种测功机切换器，包括：

背板和插板组；所述背板包括多个接口，其中包括级联扩展接口；所述插板组包括多个插板，其中包括级联扩展插板；所述背板与各所述插板之间通过对插式连接器连接；所述级联扩展接口接入所述级联扩展插板，并通过级联扩展插板扩展通道。

进一步地，所述插板组包括：电源插板、控制插板、测试系统连接插板、多个通道插板及级联扩展插板；各所述插板的一端分别设有插板接口；各所述插板接口分别与所述背板中对应的的接口连接，其中，所述级联扩展插板的插板接口与所述背板中的级联扩展接口连接，从而将级联扩展插板接入所述背板中的级联扩展接口中。

进一步地，

所述电源插板的另一端设有对应的电源接入口，用于接入电源；

所述控制插板的另一端设有对应的主通讯接入口和从通讯接入口，所述主通讯接入口用于连接远程计算机，所述从通讯接口用于接收信号；

所述测试系统连接插板的另一端设有对应的测试系统接入口，用于连接测功机系统；

各所述通道插板的另一端都分别设有对应的测功机接入口，用于连接测功机；

所述级联扩展插板的另一端设有对应的扩展接入口，用于通道的级联扩展。

进一步地，所述控制插板上装有拨码开关和单片机；

所述拨码开关用于设置通道数量；

所述单片机用于识别操作指令、显示当前通道、控制通道切换、控制通讯和拨码开关。

另一方面，本发明实施例还包括多台测功机切换器级联装置，包括：

多台测功机切换器；各所述切换器按照层级递进的方式逐个顺次连接；在任两个相邻的所述切换器中，其中一个所述切换器通过级联扩展插板上的扩展接入口与另一个所述切换器的测试系统连接插板上的测试系统接入口相连。

进一步地，任一所述切换器被设定为主切换器，除所述主切换器之外的所有所述切换器被设定为从切换器；所述主切换器的主通讯接入口连接到远程计算机的串口；所述主切换器的从通讯接入口与其中一台所述从切换器的主通讯接入口连接。

另一方面，本发明实施例还包括多台测功机切换器级联装置通道切换的控制方法，包括：

主切换器接收通道切换的指令；

所述主切换器发送断开当前连接通道的指令；

从切换器接收断开当前连接通道的指令并断开当前连接的通道；

所述主切换器接收断开成功的指令后发送连接目标通道的指令；

从切换器接收连接目标通道的指令并连接目标通道；

所述主切换器接收连接成功的指令后更改当前通道显示。

进一步地，所述主切换器接收通道切换的指令这一步骤，具体包括：

在远程计算机上输入通道切换指令；

所述远程计算机通过串口将通道切换指令下发至主切换器；

主切换器接收通道切换指令。

进一步地，所述从切换器接收断开当前连接通道的指令并断开当前连接的通道这一步骤，具体包括：

a.与主切换器直接相连的从切换器接收断开当前连接通道的指令；

b.所述从切换器确认当前连接的通道包含在所述从切换器的通道中；

c.所述从切换器断开当前连接的通道；

d.所述从切换器确认当前连接的通道不包含在所述从切换器的通道中；

e.所述从切换器将断开当前连接通道的指令发送至下一层级的从切换器；

f.所述下一层级的从切换器重复步骤a～e，以最终断开当前连接的通道。

进一步地，所述从切换器接收连接目标通道的指令并连接目标通道这一步骤，具体包括：

g.从切换器接收连接目标通道的指令；

h.所述从切换器确认需要连接的目标通道包含在所述从切换器的通道中；

i.所述从切换器连接目标通道；

j.所述从切换器确认需要连接的目标通道不包含在所述从切换器的通道中；

k.所述从切换器将连接目标通道的指令发送至下一层级的从切换器；

l.所述下一层级的从切换器重复步骤g～k，以最终连接需要连接的目标通道。

本发明的有益效果是：通过插卡式的结构设计，可更加方便地配置测功机切换器通道数量，单台切换器通过控制插板上的拨码开关可自由配置通道数量；多台测功机切换器级联时，可以快速地进行多台测功机切换器级联扩展，并自由设置级联切换器数量，且多台测功机切换器级联时，主切换器可以通过主通讯接入口与远处计算机连接，实现远程控制通道切换；从而能够同时测试任一多台需要测试的测功机，提高工作效率。

附图说明

图1为现有的测功机切换器的结构框图；

图2为本发明实施例中所述测功机切换器的结构框图；

图3为本发明实施例中所述测功机切换器中控制插板的内部结构示意图；

图4为本发明实施例中所述多台测功机切换器装置的连接方式示意图；

图5为本发明实施例中所述多台测功机切换器装置通道切换的控制方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，现有的测功机切换器结构简单，包括切换器主板、电源接入口、测功机系统连接口、4个测功机连接口及其通道旋钮和通道指示。通过此图1可知，现有的测功机切换器只有4个通道，即只有4个测功机连接口，只支持4台测功机同时接入测功机系统中进行测试，且无法扩展通道；而且现有的测功机切换器没有设置通讯接口与远程计算机连接，只能通过手动切换通道，无法实现远程控制通道切换。

实施例1

参照图2，本实施例包括一种测功机切换器，包括：

背板和插板组；所述背板包括多个接口，其中包括级联扩展接口；所述插板组包括多个插板，其中包括级联扩展插板；所述背板与各所述插板之间通过对插式连接器连接；所述级联扩展接口接入所述级联扩展插板，并通过级联扩展插板扩展通道。

本实施例中所述插板组包括：电源插板、控制插板、测试系统连接插板、多个通道插板及级联扩展插板；各所述插板的一端分别设有插板接口；各所述插板接口分别与所述背板中对应的的接口连接，其中，所述级联扩展插板的插板接口与所述背板中的级联扩展接口连接，从而将级联扩展插板接入所述背板中的级联扩展接口中。

本实施例中所述背板的背面还设有通道控制旋钮和通道显示接口；所述的多个接口分别为电源接口、控制接口、多个通道接口、测功机系统接入接口、级联扩展接口；其中电源接口与电源插板一端的插板接口连接，控制接口与控制插板一端的插板接口连接，各个通道接口分别与对应的各个通道插板一端的插板接口连接，测功机系统接入接口与测试系统连接插板一端的插板接口连接，级联扩展接口与级联扩展插板一端的插板接口连接。

本实施例中所述电源插板的另一端设有对应的电源接入口，用于接入电源；所述控制插板的另一端设有对应的主通讯接入口和从通讯接入口，所述主通讯接入口用于连接远程计算机，所述从通讯接口用于接收信号；所述测试系统连接插板的另一端设有对应的测试系统接入口，用于连接测功机系统；各所述通道插板的另一端都分别设有对应的测功机接入口，用于连接测功机；所述级联扩展插板的另一端设有对应的扩展接入口，用于通道的级联扩展。

本实施例中所述控制插板上装有拨码开关和单片机；所述拨码开关用于设置通道数量；所述单片机用于识别操作指令、显示当前通道、控制通道切换、控制通讯和拨码开关。

参照图3，所述控制插板的内部结构框图，包括：

单片机、拨码开关、主通讯接入口、从通讯接入口、通道继电器驱动电路及插板接口，通过图3可知，插板接口的一端还用于接入电源和通道切换旋钮电路，且插板接口还与通道切换继电器和通道显示数码管驱动电路相连通；拨码开关、主通讯接入口、从通讯接入口、通道继电器驱动电路及插板接口都分别与单片机相连，也就是说，切换器操作指令的识别、当前通道的显示、通道切换的控制及通讯和拨码开关的控制都是要通过控制插板中的单片机来实现的；且控制插板一端的主通讯接口可与远程计算机的串口连接，并建立一套简单的自定义通讯协议，使得远处的计算机可以通过其连接的串口下发特定的指令，实现通道切换的远程控制。

本实施例中，各个通道插板上都安装了继电器，继电器用于控制通道插板一端的插板接口与背板中对应的通道接口的连通，从而控制通道切换。例如，当切换器选择要连接的目标通道是通道5时，如果当前连接的通道刚好是通道5则保持不变；如果当前连接的通道不是通道5，则当前连接的通道上的通道插板中的继电器会将通道插板一端的插板接口与背板中对应的通道接口断开，从而断开当前通道；通道5上的通道插板中的继电器会将通道插板一端的插板接口与背板中对应的通道接口连通，从而连接目标通道。

本实施例中，控制通道切换除了可以通过继电器来实现以外，还可在通道插板上设置模拟信号选通芯片，控制插板上的单片机可以实现模拟信号的输入，模拟信号选通芯片通过切换信号从而实现控制通道切换。

本实施例中所提供的测功机切换器，其通道切换可通过手动旋转通道控制旋钮进行通道切换，也可通过切换器控制插板中的主通讯接入口与远程计算机连接，由计算机下发通道切换指令，从而实现通道切换的远程控制。

本实施例中，通道数量可以通过控制插板上的拨码开关来设置，用户需要几个通道，则插入几块通道插板；本实施例提供的一种测功机切换器中包含最多8个通道插板位置，支持最多8台测功机同时接入测功机系统中进行测试。当用户需要的通道数刚好为8时，在8个通道插板位置中插入8块通道插板；当用户需要的通道数小于8时，在通道插板位置中插入需要通道数量的通道插板，剩余的通道插板位置用空挡板代替插入；当用户需要的通道数大于8时，通过级联扩展插板与其他结构相同的测功机切换器连接，从而扩展通道；其中，可按照客户需要的通道数决定要与几台相同测功机切换器连接，从而达到所需要的通道数。

综上所述，本实施例中所述的测功机切换器具有以下优点：

通过插卡式的结构设计，可更加方便地配置测功机切换器通道数量；测功机切换器通过控制插板上的拨码开关可自由配置通道数量；通过级联扩展插板还能够扩展通道，使得同时能够将4台以上测功机接入测功机系统中进行测试，提高工作效率；通过控制插板上的主通讯接入口连接远程计算机，能够实现通道切换的远程控制。

实施例2

参照图4，本实施例包括一种多台测功机切换器级联装置，包括多台实施例1中所述的测功机切换器；各所述切换器按照层级递进的方式逐个顺次连接；在任两个相邻的所述切换器中，其中一个所述切换器通过级联扩展插板上的扩展接入口与另一个所述切换器的测试系统连接插板上的测试系统接入口相连。

进一步作为优选的实施方式，任一所述切换器被设定为主切换器，除所述主切换器之外的所有所述切换器被设定为从切换器；所述主切换器的主通讯接入口连接到远程计算机的串口；所述主切换器的从通讯接入口与其中一台所述从切换器的主通讯接入口连接。

本实施例中，可根据实际需要的通道数量，即需要多少台测功机同时接入测功机系统进行测试，决定要将多少台测功机切换器级联从而扩展通道。例如，8台测功机切换器进行级联，则可扩展64个通道，即可同时将64台测功机接入测功机系统中进行测试。设定其中一台切换器为主切换器，其余7台切换器为从切换器，主切换器编号为0号切换器，7台从切换器分别编号为1号切换器、2号切换器、3号切换器、4号切换器、5号从切换器、6号切换器7号切换器；0号切换器的级联扩展插板一端的扩展接入口与1号切换器的测试系统连接插板一端的测试系统接入口相连，0号切换器的控制插板一端的从通讯接入口与1号切换器的控制插板一端的主通讯接入口相连，0号切换器的控制插板一端的主通讯接口与远程计算机的串口相连；1号切换器的级联扩展插板一端的扩展接入口与2号切换器的测试系统连接插板一端的测试系统接入口相连，1号切换器的控制插板一端的从通讯接入口与2号切换器控制插板一端的主通讯接入口连接；以此类推，2号切换器与3号切换器、3号切换器与4号切换器、4号切换器与5号切换器、5号切换器与6号切换器、6号切换器与7号切换器的连接方式都按照0号切换器与1号切换器相同的连接方式连接。

综上所述，本实施例中所述的多台测功机切换器装置具有以下优点：

通过级联扩展插板，各切换器按照层级递进的方式逐个顺次连接，从而能够扩展得到大于8的通道数量，进一步地提高了工作效率；同样地，通过主切换器的主通讯接入口与远程计算机相连，主切换器的从通讯接入口与其中一台从切换器的主通讯接入口相连，所述从切换器从通讯接入口与下一层级从切换器的主通讯接入口相连，从而能够实现通道切换的远程控制。

实施例3

参照图5，本实施例包括多台测功机切换器装置通道切换的控制方法，该方法具体包括以下步骤：

s1.主切换器接收通道切换的指令；

s2.所述主切换器发送断开当前连接通道的指令；

s3.从切换器接收断开当前连接通道的指令并断开当前连接的通道；

s4.所述主切换器接收断开成功的指令后发送连接目标通道的指令；

s5.从切换器接收连接目标通道的指令并连接目标通道；

s6.所述主切换器接收连接成功的指令后更改当前通道显示。

作为本通道切换的控制方法实施例的优选实施方式，所述步骤s1，也就是主切换器接收通道切换的指令这一步骤，具体包括：

s101.在远程计算机上输入通道切换指令；

s102.所述远程计算机通过串口将通道切换指令下发至主切换器；

s103.主切换器接收通道切换指令。

本实施例中，主切换器的主通讯接入口与远程计算机的串口连接，并建立一套简单的自定义通讯协议，使得远处的计算机可以通过其连接的串口下发特定的指令，如通道切换的指令。本实施例中还可以通过手动旋转主切换器上的通道控制旋钮，主切换器识别旋钮被旋转的动作，从而接收到通道切换指令。

进一步地，作为本通道切换的控制方法实施例的优选实施方式，所述步骤s3，也就是从切换器接收断开当前连接通道的指令并断开当前连接的通道这一步骤，具体包括：

s301.与主切换器直接相连的从切换器接收断开当前连接通道的指令；

s302.所述从切换器确认当前连接的通道包含在所述从切换器的通道中；

s303.所述从切换器断开当前连接的通道；

s304.所述从切换器确认当前连接的通道不包含在所述从切换器的通道中；

s305.所述从切换器将断开当前连接通道的指令发送至下一层级的从切换器；

s306.所述下一层级的从切换器重复步骤s301～s305，以最终断开当前连接的通道。

其中，主切换器的从通讯接入口与从切换器的主通讯接入口相连，才能实现步骤s301中从切换器接收到断开当前连接通道的指令；同样地，步骤s305所述从切换器将断开当前连接通道的指令发送至下一层级的从切换器也是通过所述从切换器的从通讯接入口与所述下一层级的从切换器的主通讯接入口连接而实现的。本实施例中，在步骤s303所述从切换器断开当前连接的通道后，还包括所述从切换器将断开成功的指令发送给主切换器这一步骤。

进一步地，作为本通道切换的控制方法实施例的优选实施方式，所述步骤s5，也就是从切换器接收连接目标通道的指令并连接目标通道这一步骤，具体包括：

s501.从切换器接收连接目标通道的指令；

s502.所述从切换器确认需要连接的目标通道包含在所述从切换器的通道中；

s503.所述从切换器连接目标通道；

s504.所述从切换器确认需要连接的目标通道不包含在所述从切换器的通道中；

s505.所述从切换器将连接目标通道的指令发送至下一层级的从切换器；

s506.所述下一层级的从切换器重复步骤s501～s505，以最终连接需要连接的目标通道。

同样地，其中，从切换器的主通讯接入口与主切换器的从通讯接入口相连，才能实现步骤s501中从切换器接收连接目标通道的指令；所述从切换器的从通讯接入口与所述下一层级的从切换器的主通讯接入口相连，才能实现步骤s505所述从切换器将连接目标通道的指令发送至下一层级的从切换器。本实施例中，在步骤s503所述从切换器连接目标通道后，还包括所述从切换器将连接成功的指令发送给主切换器这一步骤。

例如，在远程计算机上输入要将当前连接通道改为通道21的指令，或者通过手动旋转主切换器上的通道控制旋钮，使得当前通道显示为通道21；其中0号切换器为主切换器，包含有通道1至通道8,1号至7号切换器为从切换器，1号切换器包含通道9至通道16,1号切换器与0号切换器直接相连，2号切换器包含通道17至通道24，每个切换器都包含8个通道，依次类推，可知3号、4号、5号、6号、7号切换器分别包含的通道。0号切换器接收到通道切换指令后，通过从通讯接入口下发断开当前连接通道的指令给1号切换器，1号切换器接收断开当前连接通道的指令后，判断要断开的当前连接通道是否为通道9至通道16中的一个，如果是，则断开当前通道，并通过主通讯接入口发送断开成功的指令给0号切换器；如果不是，则将断开当前通道的指令通过从通讯接入口发送给2号切换器。2号切换器接收到断开当前通道的指令后，按照和1号切换器的相同的处理方式断开当前通道或者将断开当前通道的指令发送给3号切换器，以此类推，直到成功断开当前通道，并发送断开成功的指令给0号切换器。如果要断开的当前通道包含在0号切换器(主切换器)中，则由主切换器直接断开当前通道。0号切换器接收到断开成功的指令后，通过从通讯接入口再下发连接目标通道21的指令给1号切换器，同样地，1号切换器接收到接连目标通道21的指令后，判断目标通道21是否是1号切换器的通道9至通道16中的一个，如果是，则连接目标通道，本实施例中，目标通道21不在1号切换器所包含的通道中，1号切换器将连接目标通道21的指令发送给2号切换器，2号切换器判断目标通道在2号切换器包含的通道中，2号切换器连接目标通道21，并将连接成功的指令发送给1号切换器，1号切换器再将连接成功的指令发送给0号切换器，0号切换器接收发送成功的指令后，更改当前显示的通道为通道21，并将通道切换成功的指令发送给远程计算机。本实施例中，如果0号切换器(主切换器)没有接收到断开成功的指令，则切换失败，显示的当前通道保持不变；如果0号切换器没有接收到连接成功的指令，则切换失败，当前通道显示为0，表示无连接。本实施例中，如果要连接的目标通道在0号切换器中，则在0号切换器接收到断开成功的指令后，不发送连接目标通道的指令给1号切换器，而是由0号切换器直接连接目标通道。

本实施例中的通讯是由上一层级切换器的从通讯接入口与下一层级切换器的主通讯接入口相连来实现的。该通讯还可由主切换器的从通讯接入口与其余所有从切换器的从通讯接入口通过总线相连的方式来实现，进行半双工总线通讯。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。