故障注入装置及故障注入箱的制作方法

本实用新型涉及仿真平台设备，特别涉及故障注入装置及故障注入箱。

背景技术：

综合电子系统的复杂度越来越大，稳定度要求也越来越高，因此从系统设计之初就需要考虑系统的鲁棒性，即系统的故障适应能力。在系统出厂之前，针对设计之初提出的临界状态、功能性能超限技术指标等，需要故障注入系统提供故障测试的环境，以用于系统的故障适应性分析；当系统出厂之后，由于长时间使用或者恶劣的应用环境，导致经常出现一些意想不到的故障，如果能通过故障注入系统将故障现象在实验室复现，将可以提高故障定位的准确率，并大大提高故障的解决效率。

现有技术实现原理是将故障注入箱连接在信号通道中间，实现信号通道的故障模拟，以精准、便捷的方式验证目标系统的容错性、稳健性。目前市场主流采用的故障注入箱包括故障注入模块和主控模块，故障注入模块与主控模块连，故障注入模块有多个输出端和多个输出端，故障注入模块为整体集成模块，在其中某个输出端和输入端对应的继电器发生损坏时，需要拆除整个故障注入模块进行检修更换，不方便维护，增加维修成本，同时也影响整个故障注入模块的使用，使得故障注入箱的稳定使用性能较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种故障注入装置及故障注入箱，使得故障注入装置更便于维护、检修，降低检修成本，同时增加设备整体的使用稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种故障注入装置，包括：

主控模块，与上位机进行通讯，具有若干个接口；

若干个故障注入模块，所述故障注入模块的数量少于或等于所述接口的数量；所述主控模块的任意一个所述接口均用于被一个所述故障注入模块插接，且各所述故障注入模块分别具有用于与待测设备电性连接的信号输入端、用于与待测设备电性连接的信号输出端；

任意一个所述故障注入模块用于通过所述信号输入端接收所述待测设备所发送的测试信号，并将接收到的测试信号上传至所述主控模块；

所述主控模块还用于在接收到任意一个所述故障注入模块所上传的测试信号后，控制该所述故障注入模块通过所述信号输出端向所述待测设备发送故障信号。

本实用新型的实施方式还提供了一种故障注入箱，包括：箱体，如上所述的故障注入装置，所述故障注入装置中的各所述故障注入模块的信号输入端和所述信号输出端暴露于所述箱体外。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，由于设有主控模块和若干个故障注入模块，在主控模块上具有若干个接口，各故障注入模块通过接口插接到主控模块上，实现各故障注入模块与主控模块的电性连接。且故障注入模块分别具有与待测设备电性连接的信号输入端和与待测设备电性连接的信号输出端，从而信号输入端可接收待测设备所发送的测试信号，并将测试信号发送至主控模块，主控模块可依据接收到的测试信号控制故障注入模块通过信号输出端向待测设备发送故障信号，进而实现对待测设备输出的测试信号进行故障模拟。同时，多个故障注入模块的设置，各故障注入模块之间均独立与主控模块插接，在其中某个故障注入模块出现损坏需要检修时，不影响其他故障注入模块的使用，使得整个装置可更为稳定的使用，也只需要检修更换损坏的故障注入模块，方便维护和检修，降低检修更换成本。

另外，所述主控模块包括：

主板，与所述上位机进行通讯；

背板，与所述主板电性连接；所述背板上设置若干个所述接口。

另外，任意一个所述故障注入模块均包括：

控制板；所述控制板上设有所述信号输入端和所述信号输出端，所述控制板插接于所述主控模块的任意一个所述接口上，所述控制板用于向所述主控模块上传所述待测设备所发送的测试信号；

至少一个开关元件，设置于所述控制板上；各所述开关元件分别与所述信号输出端和所述信号输入端电性连接；

所述主控模块用于在接收到任意一块所述控制板所上传的测试信号后，导通该控制板上的其中一个所述开关元件；

任意一块所述控制板用于在该控制板上的不同所述开关元件导通后，通过所述信号输出端向所述待测设备发送的所述故障信号均不相同。

另外，所述信号输入端、所述信号输出端和各所述开关元件均构成一个信号输入输出子模块，所述信号输入输出子模块设有多个；

至少有两个所述信号输入输出子模块中的所述信号输入端和所述信号输出端与一个所述待测设备电性连接；

或者，在至少两个所述信号输入输出子模块中，其中一个所述信号输入输出子模块的所述信号输入端和所述信号输出端与一个所述待测设备电性连接，另一个所述信号输入输出子模块中的所述信号输入端和所述信号输出端与另一个所述待测设备电性连接。

另外，所述开关元件为继电器或可控硅。

另外，所述控制板用于插入所述接口的部位为金属馈电部分。

另外，至少有一个故障注入模块的额定电流与其他所述故障注入模块的额定电流不同。

另外，所述故障检测箱还包括：

可编程电阻模块，与所述主板电性连接。

另外，所述故障注入箱还包括：

散热风扇，设置于所述箱体内，用于对所述故障注入装置进行散热。

附图说明

图1是本实用新型中第一实施方式的故障注入装置模块示意图；

图2是本实用新型中第一实施方式的故障注入模块安装在背板上的结构示意图；

图3是本实用新型中第一实施方式的故障注入模块中各有一个信号输入输出子模块的电路模块图；

图4是本实用新型中第一实施方式的每个故障注入模块中有多个信号输入输出子模块的电路模块图；

图5是本实用新型中第二实施方式的故障注入箱结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种故障注入装置。如图1和图3所示，故障注入装置包括主控模块1和若干个故障注入模块2，主控模块1与上位机进行通讯，通过以太网和上位机连接，主控模块1具有若干个接口6，主控模块1与电源模块7相接，电源模块7接入市电中，将市电调压成适合故障注入装置使用的电压。故障注入模块2的数量少于或等于接口6的数量。本实施方式中，以故障注入模块2设有九个为例，接口6也设有九个，与故障注入模块2一一对应设置，各故障注入模块2插接在各接口6上，与主控模块1电性连接。具体的说，各故障注入模块2分别具有用于与待测设备电性连接的信号输入端3、用于与待测设备电性连接的信号输出端4，任意一个故障注入模块2用于通过信号输入端3接收待测设备所发送的测试信号，并将接收到的测试信号上传至主控模块1。主控模块1还用于在接收到任意一个故障注入模块2所上传的测试信号后，控制该故障注入模块2通过信号输出端 4向待测设备发送故障信号。

通过上述内容不难发现，由于设有主控模块1和若干个故障注入模块2，在主控模块1 上具有若干个接口6，各故障注入模块2通过接口6插接到主控模块1上，实现各故障注入模块2与主控模块1的电性连接。且故障注入模块2分别具有与待测设备电性连接的信号输入端3和与待测设备电性连接的信号输出端4，从而信号输入端3可接收待测设备所发送的测试信号，并将测试信号发送至主控模块1，主控模块1可依据接收到的测试信号控制故障注入模块2通过信号输出端4向待测设备发送故障信号，进而实现对待测设备输出的测试信号进行故障模拟。同时，多个故障注入模块2的设置，各故障注入模块2之间均独立与主控模块1插接，在其中某个故障注入模块2出现损坏需要检修时，不影响其他故障注入模块2 的使用，使得整个装置可更为稳定的使用，也只需要检修更换损坏的故障注入模块2，方便维护和检修，降低检修更换成本。

进一步的，如图1和图3所示，主控模块1包括主板11和背板12，主板11与上位机进行通讯，背板12与主板11电性连接，背板12上设置若干个接口6，在本实施方式中为九个接口6，每个接口6可接入一个故障注入模块2，主板11控制故障注入模块2让接入的待测信号形成不同的故障信号输出。

另外，如图1和图3所示，任意一个故障注入模块2均包括控制板和至少一个开关元件，控制板上设有信号输入端3和信号输出端4，控制板插接于主控模块1的任意一个接口6上，控制板用于向主控模块1上传待测设备所发送的测试信号。至少一个开关元件设置于控制板上，各开关元件分别与信号输出端4和信号输入端3电性连接。主控模块1用于在接收到任意一块控制板所上传的测试信号后，导通该控制板上的其中一个开关元件。任意一块控制板用于在该控制板上的不同开关元件导通后，通过信号输出端4向待测设备发送的故障信号均不相同。

进一步的，如图1所示，故障检测箱还包括可编程电阻模块5，与主板11电性连接。

具体的说，如图1和图2所示，信号输入端3、信号输出端4和各开关元件均构成一个信号输入输出子模块，在本实施方式中，以信号输入输出子模块中的开关元件设有三个为例，各开关元件可为继电器，每个开关元件的闭合实现不同的功能，第一个开关元件在连接在一个信号输入输出子模块的信号输入端3和信号输出端4之间，上位机控制主板11驱动第一个开关元件闭合或者断开，在第一个开关元件断开时，信号输入端3接入的测试信号无法从信号输出端4输出，此时待测设备无法接受到信号，通过察看待测设备可知道待测设备的输出信号发生断路无法返回时待测设备的反应。当测试信号有两个，一个测试信号输入到一个故障注入模块2的信号输入输出子模块的信号输入端3，另一个测试信号输入到另一个故障注入模块2的信号输入输出子模块的信号输入端3中，第二开关元件连接其所在的故障注入模块2中的信号输入端3和主控模块1，此时关闭两个故障注入模块2中的第二开关元件，将两个测试信号均接入到主板11上，形成两个测试信号的短路状态测试。同样的，两个测试信号从两个故障注入模块2的信号输入输出子模块中信号输入端3输入，第三开关元件连接其所在的故障注入模块2中的信号输出端4和主控模块1，在从对应的信号输出端4输出时，上位机控制主板11驱动两个故障注入模块2的信号输入输出子模块中第三开关元件闭合，实现对两个测试信号输出时进行短路检测，察看最终待测设备上状态显示。在实际使用中可编程电阻模块5中有多个阻值电阻，以测试一个测试信号从信号输入端3为例，按照需求主板 11将不同的阻值电阻接入到从信号输入端3输入的测试信号上，上位机控制主板11闭合测试信号输入的信号输入输出子模块中第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件，实现对测试信号添加负载后让信号输出设备输出故障信号，察看最终待测设备上状态显示。

进一步的，如图1、图2和图4所示，信号输入输出子模块设有多个。每个故障注入模块2上都可以设有多个信号输入输出子模块。实际故障注入装置中，每个故障注入模块2可设置八个信号输入输出子模块或六个信号输入输出子模块，按照待测设备的需求设置。

在实际使用故障检测箱时，至少有两个信号输入输出子模块中的信号输入端3和信号输出端4与一个待测设备电性连接。可实现对两个测试信号进行检测，检测两个测试信号之间发生短路后待测设备的状态，也可以检测输入的各测试信号短路或接入阻抗后输出的故障信号到待测设备上后待测设备的状态。也就是说，信号输入输出子模块有多个时，可以接入待测设备的不同测试信号。

另外，在至少两个信号输入输出子模块中，其中一个信号输入输出子模块的信号输入端3和信号输出端4与一个待测设备电性连接，另一个信号输入输出子模块中的信号输入端3 和信号输出端4与另一个待测设备电性连接。也就是说，信号输入输出子模块有多个时，可以接入不同的待测设备。

可选的，开关元件为可控硅。

另外，如图2所示，控制板用于插入接口6的部位为金属馈电部分。

进一步的，至少有一个故障注入模块2的额定电流与其他故障注入模块2的额定电流不同。从而满足不同待测设备的需求。

本实用新型的第二实施方式涉及一种故障注入箱。如图5所示，故障注入箱包括箱体10 和第一实施方式中的故障注入装置，故障注入装置中的各故障注入模块2的信号输入端3和信号输出端4暴露于箱体10外。

另外，故障注入箱还包括散热风扇8，设置于箱体内，对故障注入装置进行散热。在故障注入箱内的电源模块，与主控模块1和市电电性连接，电源模块接入市电后也对散热风扇 8进行供电。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。