一种新能源变流器控制硬件的测试装置的制作方法

本发明涉及一种新能源变流器控制硬件的测试装置，属于新能源变流器的控制硬件的检测领域。

背景技术：

随着新能源产业规模的不断扩大，新能源产品面临的诸多问题和障碍逐渐显现。其中最具代表性的问题存在于新能源变流器产品的硬件测试工作中，新能源变流器为应用在新能源中的变流器，比如：光伏变流器和风电变流器等。目前在对变流器的控制硬件，比如控制板卡进行测试时，一般采用人工测试的方式，但是人工测试的方式存在的一致性差、步骤繁琐、效率低下等诸多测试问题已经成为制约新能源发展的重要因素，亟需解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新能源变流器控制硬件的测试装置，用以解决人工测试方式效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种新能源变流器控制硬件的测试装置，包括主控单元、开入开出单元和通讯单元，所述主控单元分别与开入开出单元和通讯单元相连接，所述开入开出单元与开入开出接口连接，用于向待测控制硬件输出开入信号以及接收待测控制硬件输出的开出信号；所述主控单元与AD采样接口连接，用于接收待测控制硬件输出的调理信号；所述通讯单元与通讯接口连接，用于实现与待测控制硬件的通讯。

所述开入开出接口包括开入信号通道和开出信号通道，所述开入信号通道用于与待测控制硬件的开出信号输出端连接，以接收待测控制硬件输出的开出信号；所述开出信号通道用于与待测控制硬件的开入信号输入端连接，以向待测控制硬件传输开入信号。

所述通讯接口由RS232通讯端口、RS485通讯端口和CAN总线端口构成，RS232通讯端口用于连接待测控制硬件的RS232通讯端，实现与待测控制硬件之间的RS232通讯；RS485通讯端口用于连接待测控制硬件的RS485通讯端，实现与待测控制硬件之间的RS485通讯；CAN总线端口用于连接待测控制硬件的CAN总线通讯端，实现与待测控制硬件之间的CAN总线通讯。

所述测试装置还包括串行接口，与所述通讯单元连接，用于与后台上位机进行通讯。

所述开入信号通道采用光电隔离的方式以接收待测控制硬件输出的开出信号。

所述开入开出单元采用独立的继电器输出节点来模拟向待测控制硬件传输相应的信号。

所述测试装置还包括供电单元，供电单元输出的直流电为通讯单元、主控单元和开入开出单元供电。

所述供电单元中设置有整流模块，用于将AC220V交流电整流成所需的直流电。

本发明提供的新能源变流器控制硬件的测试装置能够测试新能源变流器控制硬件的功能是否合格。开入开出接口、AD采样接口和通讯接口与待测控制硬件连接，根据主控单元接收到的控制指令或者主控单元根据内部加载的控制程序对待测控制硬件进行开入开出功能测试、调理信号的输出功能的测试以及通讯功能的测试。也就是说，在主控单元的控制下，能够自动对待测控制硬件的上述三个功能进行测试。所以，该测试装置为自动化控制设备，能够自动实现功能测试，无需人为操作，自动测试能够避免人为误操作的可能性，提高了测试的一致性；由于自动测试的实施步骤均有主控单元中内置的程序来一一进行，避免了因人为操作而造成的步骤繁琐的情况发生；而且，由于人工操作的情况下，每完成一种测试时需要人为搭建下一种测试所需的测试电路，并且需要将待测控制硬件从上一个测试电路中取下，再与本次测试的电路连接，因此人工操作所占的时间过长，测试效率低，而在自动测试情况中，测试过程自动进行，不但无需搭建各种测试电路，也无需更换测试电路，因此，自动测试的效率相较于人工测试来说，得到了大幅度提升。

附图说明

图1是测试装置的原理示意图；

图2-a是测试装置的测试过程的第一部分流程图；

图2-b是测试装置的测试过程的第二部分流程图；

图2-c是测试装置的测试过程的第三部分流程图；

图2-d是测试装置的测试过程的第四部分流程图；

图2-e是测试装置的测试过程的第五部分流程图。

具体实施方式

本发明提供的测试装置适用于对新能源变流器的控制硬件进行功能检测，当然，该测试装置的用途并不局限于新能源变流器的控制硬件，其他控制硬件也适用。由于控制硬件一般情况下是控制板卡，所以，本实施例中，以控制板卡作为待测试的对象。由于控制板卡属于常规技术，本实施例不再具体说明，下面结合附图对测试装置做详细地说明。

如图1所示，该测试装置包括：

通讯单元：具有的功能中有：测试装置与后台上位机(以下称为测试后台)之间的通讯，能够接收测试后台下发的测试指令并传输给主控单元，以及将主控单元发送的相关测试结果回报给测试后台；

主控单元：用于处理测试后台下发的测试指令，针对待测板卡的相关功能发出相应的控制信号，然后判断测试结果，并将测试结果发送给通讯单元；

开入开出单元：用于接收主控单元的控制信号、模拟开入量和开出量，最终将模拟情况反馈给主控单元；

供电单元：用于给测试装置各单元供电，并为待测试板卡提供独立的供电接口。进一步地，该供电单元中设置有整流模块，AC220V交流输入电通过整流模块的整流之后生成测试装置各单元所需的直流电，比如：5V、±12V和24V。另外，该供电单元还可以是一路数字可编程电源，通过编程控制实现输出各所需的直流电。

上述各单元均可以为现有的相关器件。

该测试装置还包括有三种接口，分别是开入开出接口、AD采样接口和通讯接口。

开入开出单元与开入开出接口连接，开入开出接口与待测试板卡的开入开出的端口连接。开入开出接口包括开入信号通道和开出信号通道，其中，开入信号通道用于连接待测板卡的开出信号输出端，以接收待测板卡输出的开出信号；开出信号通道用于连接待测板卡的开入信号输入端，以将模拟出的开入量信号输入给待测板卡。为了保证数据可靠接收，开入信号通道采用光电隔离的方式来接收待测板卡输出的开出信号，比如：开入信号通道可提供13路独立光电隔离开入(24V等级)；并且，在模拟开入量信号时，测试装置的开入开出单元提供9路独立的继电器输出节点以模拟实际的开入量信号，用于输出给待测板卡的开入信号输入端，而且通过程序循环控制实现复用。

主控单元与AD采样接口连接，该AD采样接口用于连接待测板卡的调理信号输出端，能够采集待测板卡输出的调理信号。本实施例中，AD采样接口具体为16路AD转换接口，采样电压范围为±10V，分辨率为12位。

通讯单元与通讯接口连接，以对待测板卡的通讯功能进行测试。通讯接口包括三种，分别是RS232通讯端口、RS485通讯端口和CAN总线端口。其中，RS232通讯端口用于连接待测板卡的RS232通讯端，实现与待测板卡之间的RS232通讯；RS485通讯端口用于连接待测板卡的RS485通讯端，实现与待测板卡之间的RS485通讯；CAN总线端口用于连接待测板卡的CAN总线通讯端，实现待测板卡与测试装置之间的CAN总线通讯。在本实施例中，通讯接口中有1路RS232通讯端口、2路RS485通讯端口和1路CAN总线端口。

该测试装置还包括串行接口，用于连接测试后台，并且通过串行接口与通讯单元之间的连接实现主控单元能够接收测试后台下发的测试指令及主控单元向测试后台回报测试结果。串行接口可为20发17收光纤接口，光信号类型为820nm多模信号。另外，为了便于监控测试装置，测试后台可具有后台软件界面友好、人机接口操作方便，具有整定参数手动调节、测试结果打印、USB存储等功能。

另外，该测试装置中设置有控制开关，该控制开关可以设置在AC220V交流输入电与整流模块之间的连接线路上，当断开该控制开关时，供电单元无法为测试装置供电，那么，该测试装置就无法工作，所以，通过控制导通或者关断该控制开关能够实现开启或关闭测试装置。

如图2-a至2-e所示，给出了基于该测试装置的一种板卡测试功能的具体实现方法，包括以下步骤：

步骤S1：将测试装置通过串行接口连接到测试后台的USB接口，并在测试后台配置连接参数，开启与测试装置的通信功能。

步骤S2：测试装置通过串行接口自动连接测试后台COM通讯端口，并自行检测测试后台所设COM通讯端口与测试装置所连上位机COM通讯端口是否一致。若不一致，执行步骤S3；若一致，执行步骤S4。

步骤S3：测试后台显示连接失败信息，随后重新请求连接。

步骤S4：测试后台显示“连接成功，可以测试”。

步骤S5：在测试后台上点击相关测试按钮，通过串行接口向测试装置下发相关测试指令。

步骤S6：测试装置通讯单元接收相关测试指令，并转发给主控单元。

步骤S7：主控单元根据板卡选择要进行测试项目下发相关控制指令，开始对待测板卡进行测试。根据板卡选择相应的测试项目，测试项目包含：A开入测试；B开出测试；C通讯接口测试；D调理信号测试。

步骤S8：测试后台发出开入测试指令，测试装置将测试指令通过通讯单元下发给主控单元。

步骤S9：在测试装置内，主控单元向开入开出单元下发开出信号指令。

步骤S10：开入开出单元根据开出指令控制相应继电器开出。

步骤S11：待测板卡根据实际读取的开入信号把相应的寄存器置位。

步骤S12：主控单元下发开出指令后，测试装置通过排线读取测试板卡的实际开入信号。

步骤S13：测试装置主控单元进行逻辑判断，判断读取的信号是否与事先控制发出的信号相同。

步骤S14：测试装置将测试结果上传测试后台。

步骤S15：测试后台发出开出测试指令，测试装置将测试指令通过通讯单元下发给主控单元。

步骤S16：在测试装置内，主控单元向开入开出单元下发开出指令。

步骤S17：待测板卡控制相应开出指令。

步骤S18：待测板卡根据实际开入设置相应寄存器。

步骤S19：待测板卡将开出信号输出给主控单元。

步骤S20：主控单元进行逻辑判断，检测开入状态是否与控制状态相同。

步骤S21：测试装置将测试结果通过通讯单元上传至测试后台。

步骤S22：测试后台发出通讯测试指令，测试装置将测试指令通过通讯单元下发给主控单元。

步骤S23：主控单元发出控制测试信号给待测板卡。

步骤S24：待测板卡上的CAN总线与主控单元的CAN总线端口互联，待测板卡发送指定数据给主控单元，主控单元将返回测试数据进行逻辑判断。

步骤S25：待测板卡上的RS232与主控单元的RS232端口互联，待测板卡发送指定数据给主控单元，主控单元将返回测试数据进行逻辑判断。

步骤S26：待测板卡上的RS485与主控单元的RS485端口互联，待测板卡发送指定数据给主控单元，主控单元将返回测试数据进行逻辑判断。

步骤S27：主控单元将测试结果上传至测试后台。

步骤S28：测试后台发出调理信号测试指令，测试装置将测试指令通过通讯单元下发给主控单元。

步骤S29：主控单元发出相应控制测试信号。

步骤S30：待测板卡接收相应电平信号，经待测板卡调理。

步骤S31：待测板卡将调理信号发送给主控单元AD处理芯片，经AD转化后将数字信号发送给主控单元；主控单元对数字信号进行逻辑判断，判断输入结果是否和预定值一致。

步骤S32：待测板卡通过光纤向主控单元发送报警信号，主控单元接收报警信号后对其进行逻辑判断是否与设定值相同。

步骤S33：主控单元将测试结果汇总后将其上传到测试后台。

通过上述实现步骤可以看出，在测试后台以及主控单元中的软件程序的控制下，测试过程自动进行，实现了待测板卡的自动测试。若任何一个板卡出现硬件问题，测试装置能够检测并自动返回测试结果故障代码，测试人员根据故障代码排查相应故障。

另外，除了上述几种测试功能之外的其他工况中，待测板卡的部分功能也可以选择由人工完成测试。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述测试装置的硬件结构，而对具体的测试策略并不做限定性要求，不管测试策略的具体过程如何，只要是利用本发明提供的测试装置来实施均在本发明的保护范围之内。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。