基于pxi总线的多功能故障注入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明故障仿真与测试技术领域，涉及故障在线检测能力的验证与评估，具体涉及一种基于PXl总线的多功能故障注入装置。
【背景技术】
[0002]为了判断产品的测试性设计水平是否达到了合同规定的指标要求，需要开展测试性验证试验，即在研制的装备中注入一定数量的故障，以加速该系统的错误和失效产生，用测试性设计规定的测试方法进行故障检测与隔离，按其结果来评估装备的故障在线检测能力。
[0003]目前市场上通用的故障注入产品种类较少，一类具有自动控制功能的故障注入设备，大多采取分离式结构，固化的软件，使用中如果要求功能组合全面，则会带来结构和操作复杂的问题，不适合复杂装备测试性验证试验的现场应用，并且造价及其昂贵；另一类故障注入设备不仅功能不够完善，而且模拟的故障类型少或者注入时间等参数不可控。
[0004]PXI总线规范将PCI总线技术发展成为了适合试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范，形成了新的测试仪器体系结构。灵活的自定义软件与可扩展硬件的组合，便是本发明的优势和核心所在，本发明既可以在一块3U PXI标准接口板卡上实现多种故障类型的模拟，也可以与其他PXI总线功能模块共同组合形成高性能、低成本的集成平台，满足物理层，电气层、协议层等各种故障注入的需求，尤其是便携式产品适用于各类现场测试环境。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，采用PXI总线规范设计基于PXI总线的多功能故障注入模块，满足故障在线检测能力的验证与评估需求，将多种故障注入功能均在一块3U PXI标准接口板卡上实现，并且可以对所注入故障的参数、时间以及执行次数进行控制。
[0006]根据本发明的实施例，提供了一种基于PXI总线的多功能故障注入装置，用于对被测设备进行故障注入，包括:PXI总线协议转换部分，其通过PXI总线与PXI机箱背板连接，用于将经由PXI总线和PXI机箱背板传输的PXI总线控制逻辑数据转换为本地控制逻辑数据；故障注入控制逻辑产生部分，根据所述本地控制逻辑数据产生故障注入控制逻辑数据；故障模拟部分，其根据所述故障注入控制逻辑数据，产生故障模拟信号和/或状态；故障注入输出部分，用于将所述故障模拟信号和/或状态注入到被测设备。
[0007]本发明具有的优点和有益效果是:
[0008]1、提供了一种适用于PXI总线测试系统的标准化模块产品，可以按照计算机设定的控制程序将模拟的故障通过探针注入到器件管脚或连接电缆处，适用于装备测试性验证试验，采用本质安全设计，保证产品能够在煤矿井下安全可靠的运行。
[0009]2、提供一种基于PXI总线的多功能故障注入装置，符合PXI总线规范，是适用于PXI总线测试系统的标准化模块产品，用于控制和实现多种故障注入的功能。
[0010]3、本发明通过编程CPLD芯片内部的逻辑控制电路，在单块3U的PXI板卡上设计了多种故障控制电路，不仅可以模拟断路，短路，固高，固低，并连电阻，串联电阻，信号波形改变，信号叠加，信号替换等故障状态，同时对所注入故障的参数、时间以及执行次数进行控制。
[0011]4、相较于同类产品，本发明使现有故障注入设备的性能更高，扩展性更强，兼容性更好，开发时间更短。
【附图说明】
[0012]图1为根据本发明的实施例的基于PXI总线的多功能故障注入装置的总体功能结构框图；
[0013]图2为根据本发明的实施例的继电器驱动电路的连接示意图；
[0014]图3为根据本发明的实施例的部分电阻网络控制连接图；
[0015]图4为根据本发明的实施例的固高和固低故障模拟电路图；
[0016]图5为根据本发明的实施例的信号叠加和信号替换故障模拟电路图；
[0017]图6为根据本发明的实施例的断路/短路故障模拟电路图。
【具体实施方式】
[0018]下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
[0019]本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本发明的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本发明的原理的示例、而不意味着任何限制。本发明能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本发明的原理和精神即可。
[0020]另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。
[0021]下面结合附图对具体实施方案进行详细描述。
[0022]图1为根据本发明的实施例的基于PXI总线的多功能故障注入装置的总体功能结构框图。
[0023]如图1所示，该装置的尺寸为符合PXI机械规范的3U板卡，主要功能组成有以下部分:1)PXI总线协议转换电路；2)故障注入控制逻辑产生电路；3)故障模拟单元，包括电阻、电容、断路/短路以及替换信号等故障模拟部分；4)继电器驱动和被控继电器单元；5)故障注入输入输出连接器，其与外部信号源和电压源连接，用于将外部信号源和电压源接入故障注入装置，并与故障注入探针和故障模拟单元连接，用于根据故障模拟单元的故障模拟操作，将所需要的故障经由故障注入探针输出到被测设备的注入点。
[0024]PXI总线协议转换电路包括PXI接口电路(芯片，如PLX9030)、外围配置电阻(匹配电阻)和存储器，用于将经由PXI机箱传输的PXI总线相关规范和协议转换为本地逻辑控制信号，PXI接口芯片连接匹配电阻、用于存储配置程序的存储器、时钟电路，经由局部总线连接到PXI总线接口控制电路(CPLD)，并还连接到PXI总线地址和数据锁存电路(图1中的地址/数据锁存)；故障注入控制电路(CPLD)连接到接口控制电路、PXI总线地址和数据锁存电路、继电器驱动电路，用于通过逻辑编程，完成继电器选择、继电器复位、继电器片选、继电器地址译码等功能；继电器驱动电路由6片自锁继电器控制芯片组成，接收故障注入控制电路的逻辑设置，分别连接断路/短路以及替换信号等故障模拟单元中的各个(41个)继电器的控制端，使相关继电器受控吸合或断开，产生所需故障的状态。
[0025]故障注入控制逻辑产生电路(CPLD)完成继电器选择、继电器复位、继电器片选、继电器地址译码功能，故障注入控制电路一端与继电器驱动电路相连接，同时与地址/数据锁存电路连接，接收PXI总线的地址和数据，还与PXI接口控制电路连接，接收复位信号和继电器逻辑控制信号。
[0026]图2为根据本发明的实施例的继电器驱动电路的连接示意图。
[0027]如图2所示，继电器驱动电路由6片自锁继电器控制电路(Dll?D16，可以是型号为MAX4821的芯片)构成。
[0028]所述控制芯片Dll分别连接并控制电容网络继电器。
[0029]所述控制芯片D12分别连接并控制断路故障注入继电器、短路故障注入继电器