电力远动终端装置自动化闭环测试系统的制作方法

本发明涉及一种测试系统，特别涉及一种电力远动终端装置自动化闭环测试系统。

背景技术：

随着铁路的高速发展，对电力远动终端装置提出了更高的要求，且由于箱变、站房的迅速增加，导致电力远动终端装置的生产速度加快，数目急剧增加。由于装置数目生产加快、数目增加迅速对测试带了极大的压力，而且目前装置的测试均依靠人工测试，需要手工搭架测试平台，人工的通过测试控制机下发控制命令，通过读取结果来判定功能是否正确，装置是否存在异常。采用手工方式进行装置测试存在诸多的缺点装置系统功能繁多，测试时操作繁琐；需要占用不少测试人员，来进行流水线测试；人工测试效率不可控，人为因素干扰严重，可靠性较差。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种自动进行各项功能测试及实时获取测试结果的电力远动终端装置自动化闭环测试系统。

本发明的电力远动终端装置自动化闭环测试系统，所述系统包括：

开入测试模块，与待测电力远动终端装置的开入板连接，用于给一个或多个开入板发送测试信号；

开出测试模块，与待测电力远动终端装置的开出板连接，用于给一个或多个开出板发送测试信号；

模拟量测试模块，与待测电力远动终端装置的模拟量采集板连接，用于给一个或多个模拟量采集板发送测试信号；

工控机，同时与开入测试模块、开出测试模块、模拟量测试模块和待测电力远动终端装置连接，用于建立待测电力远动终端装置的功能模板，并根据建立的功能模板，分别利用开入测试模块、开出测试模块和模拟量测试模块实现待测电力远动终端装置的开入测试、开出测试和模拟量测试，并采集待测电力远动终端装置的测试数据，将采集的测试数据与标准数据进行比较，获得测试结果。

优选的是，所述开入测试模块、开出测试模块和模拟量测试模块同时连接多个待测电力远动终端装置，工控机同时与所述多个待测电力远动终端装置连接，实现多个待测电力远动终端装置的并行测试。

优选的是，所述工控机，建立待测电力远动终端装置的功能模板的过程：

加载标准功能模板，根据待测电力远动终端装置的开入板、开出板和模拟量采集板的数量，在标准功能模板中，增删开入测试模块中开入测试板卡节点、开出测试模块中开出测试板卡节点、模拟量测试模块中模拟量测试板卡节点，修改开入测试板卡节点的单、双点开入通道数目、开出测试板卡节点的开出通道数目及模拟量测试板卡节点电压、电流通道数目，完成待测电力远动终端装置的功能模板的建立。

优选的是，所述工控机，利用开入测试模块实现待测电力远动终端装置的开入测试的过程：

s11、根据建立的功能模板，获得待测开入板id编号bid1、待测开入板总数bnum1、待测开入板的开入通道id编号chid1、待测开入板卡的开入通道总数chnum1、待测开入板的开入公共端编号comid1，bid1、chid1和comid1的初始值为0；

s12、判断bid1是否小于bnum1，若是，则转入s13，若否，开入测试结束；

s13、判断chid1是否小于chnum1，若是，comid1＝bid1/8，转入s14，若否，bid1的值加1，转入s12；

s14、闭合连接comid1对应的公共端开关，闭合连接chid1对应的开入测试通道开关，并启动输出保持定时器；

s15、根据输出保持定时器，判断是否超过设定时间，若超时，断开连接comid1对应的公共端开关，断开连接chid1对应的开入测试通道开关，启动结果等待定时器；

s16、根据结果等待定时器，判断是否超过设定时间，若是，转入s17，若否，重复s16；

s17、判断是否开入信号产生及开入信号消失，若是，测试成功，测试结果登记，转入s18，若否，测试失败，测试结果登记，转入s18；

s18、chid1的值加1，转入s13。

优选的是，所述工控机，利用开出测试模块实现待测电力远动终端装置的开出测试的过程：

s21、根据建立的功能模板，获得待测开出板id编号bid2、待测开出板总数bnum2、待测开出板的开出通道id编号chid2、待测开出板卡的开出通道总数chnum2、待测开出板的开出公共端编号comid2，bid2、chid2和comid2的初始值为0；

s22、判断bid2是否小于bnum2，若是，则转入s23，若否，开出测试结束；

s23、判断chid2是否小于chnum2，若是，向bid2对应的开出板发送chid2对应的开出通道闭合控制指令，启动1号返校结果定时器，转入s24，若否，bid2的值加1，转入s22；

s24、根据1号返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s25，若否，重复s24；

s25、判断返校遥信是否产生，若是，向bid2对应的开出板发送chid2对应的开出通道打开控制指令，启动2号返校结果定时器，若否，测试失败，转入s28；

s26、根据2号返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s27，若否，重复s26；

s27、判断返校遥信是否消失，若是，测试成功，测试结果登记，若否，测试失败，测试结果登记，转入s28；

s28、chid2的值加1，转入s23。

优选的是，所述系统还包括可编程式标准交流源，用于为模拟量测试模块输入电压和电流。

优选的是，所述工控机，利用模拟量测试模块实现待测电力远动终端装置的模拟量测试的过程：

s31、根据建立的功能模板，获得待测模拟量采集板id编号bid3、待测模拟量采集板总数bnum3、当前待测模拟量采集板的电压组数目ugroupnum、当前待测模拟量采集板的电压组id编号ugroupid、当前待测模拟量采集板的电压组通道id编号uchid,ugroupid和uchid的初始值为0；

s32、判断bid3是否小于bnum3，若是，则转入s33，若否，模拟量测试结束；

s33、判断ugroupnum是否小于ugroupnum，若是，切换到编号ugroupid对应的通道组，uchid＝0，转入s34，若否，bid3的值加1，转入s32；

s34、判断uchid是否小于3，若是，向交流源发出输出a/b/c单相220v电压或三相电压，启动返校结果定时器，转入步骤35，若否，ugroupid的值加1，转入步骤33；

s35、根据返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s36；

s36、判断当前电压值是否等于设定值，若是，测试成功，测试结果登记，转入s37，若是，测试失败，测试结果登记，转入s37；

s37、uchid的值加1，转入s34。

优选的是，所述工控机，利用模拟量测试模块实现待测电力远动终端装置的模拟量测试的过程：

s41、根据建立的功能模板，获得待测模拟量采集板id编号bid4、待测模拟量采集板总数bnum4、当前待测模拟量采集板的电压组数目igroupnum、当前待测模拟量采集板的电压组id编号igroupid、当前待测模拟量采集板的电压组通道id编号ichid，igroupid和ichid的初始值为0；

s42、判断bid4是否小于bnum4，若是，则转入s43，若否，模拟量测试结束；

s43、判断igroupnum是否小于igroupnum，若是，切换到编号igroupid对应的通道组，ichid＝0，转入s44，若否，bid4的值加1，转入s42；

s44、判断ichid是否小于3，若是，向交流源发出输出a/b/c单相220v电压或三相电压，启动返校结果定时器，转入步骤45，若否，igroupid的值加1，转入s43；

s45、根据返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s46；

s46、判断当前电流值是否等于设定值，若是，测试成功，测试结果登记，转入s47，若是，测试失败，测试结果登记，转入s47；

s47、uchid的值加1，转入s44。

优选的是，所述工控机，还用于控制自检，自检过程：

向开入测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，向开出测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，向模拟量测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，测试可编程式标准交流源是否在线，若在线，则确定自检成功。

优选的是，所述工控机，还用于将测试结果自动生成测试报表：记录待测电力远动终端装置的装置编号、测试时间、测试的各项功能情况，还用于提供历史测试记录查询功能。

本发明的有益效果在于：本发明可以多台并行运行测试，只需测试人员按操作说明在工控机上调用对于装置的测试模板，编辑正确的配置，插好测试端子点击开始测试即可进行自动化测试，所有测试结果经过通信模块进行闭环反馈，自动比较测试结果，给出测试报告。解放测试人员，提高测试效率，具体包括如下效果：

1、实现自动化闭环测试功能，根据待测装置功能模板，与各个测试模块进行通信，下发控制命令，自动进行各项功能测试，并通过通信模块与待测装置通信板建立协议连接，实时获取待测装置的反馈结果，并进行标准结果模板进行比较，依此判定该项功能是否测试通过，并记录到测试报告中，实现自动化闭环测试。

2、建立电力远动终端装置功能标准模板，基于xml格式，提供便捷的模板编辑功能，根据待测装置进行功能增删，并生成对应结果模板和测试报告模板；

3、解放测试人员双手，整个测试系统中需要测试人员参与主要是测试前的准备工作和测试报告的核对；

4、多机并行测试，提高测试效率，只要测试人员完成前期配置工作，按规定插好测试端子，即可开启自动化测试，测试过程中不需要人工干预，只需测试完成之后进行测试报告核查；

5、完善的系统自检，测试系统启动后依次测试各个测试模块是否在线、硬件是否正常、可编程标准交流源通信是否正常，若离线则提示测试人员进行修复，并进行重检，自检通过之后进入系统，若自检失败则记录失败原因，中止启动。

6、实现自动生成测试报表功能，自动生成excel格式报表。每次测试完成之后自动生成相应装置的测试报告，记录待测装置的装置编号、测试时间、测试的各项功能情况，自动归纳成档，提供历史测试记录查询功能。

附图说明

图1为本发明测试系统的电气结构示意图；

图2为本发明的测试系统与待测装置的连接示意图；

图3为本发明的测试系统的流程示意图；

图4为图3中自动闭环测试的流程示意图；

图5为图3中系统自检的流程示意图。

具体实施方式

结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的电力远动终端装置自动化闭环测试系统，包括：

开入测试模块，与待测电力远动终端装置的开入板连接，用于给一个或多个开入板发送测试信号；

开出测试模块，与待测电力远动终端装置的开出板连接，用于给一个或多个开出板发送测试信号；

模拟量测试模块，与待测电力远动终端装置的模拟量采集板连接，用于给一个或多个模拟量采集板发送测试信号；

工控机，同时与开入测试模块、开出测试模块、模拟量测试模块和待测电力远动终端装置连接，用于建立待测电力远动终端装置的功能模板，并根据建立的功能模板，分别利用开入测试模块、开出测试模块和模拟量测试模块实现待测电力远动终端装置的开入测试、开出测试和模拟量测试，并采集待测电力远动终端装置的测试数据，将采集的测试数据与标准数据进行比较，获得测试结果。

现有铁路电力远动终端装置的组成结构：其整体为标准4u装置结构，采用板卡内部总线通信方式，包含通信板、电源板、开入板、开出板、模拟量采集板。开入板卡：每个板卡40路开入量，均分2个公共端，最大支持8块开入板，共计320路开入通道，16个公共端；开出板卡：每个板卡28路开出量，独立公共端，最大支持8块开出板，共计224路开出通道，224路开出公共端；模拟量采集板：每个板卡最大支持2组电压、5组电流，每组电压、电流均由3个通道组成，每组通道同时启用、停止。最大支持5块模拟量采集板，共计电压10组，电流25组。每个装置除通信板和电源板唯一外，其它开入、开出、模拟量采集板均视现场需求进行相应数量的增减，实现灵活配置。针对装置的这些特点，自动化闭环测试系统创建了功能模板，根据装置实际提供的功能进行配置。同时针对装置相应的功能，将开入测试模块、开出测试模块、模拟量测试模块均进行复用切换设计，一方面能灵活的适应不同配置的装置，一方面降低测试系统的硬件成本。

本实施方式的测试系统如图1所示，n:待测装置开入板数目，通道p＝n*40+x，(x:第n板卡的x待测通道，x≥0，x＜40)；m:待测装置卡出板卡数目，q＝m*28+y，(y:第m板卡的y待测通道，y≥0，y＜28)；k:待测装置模拟采集板卡数目，r＝k*2+z,(z:第k板卡的z电压待测通道，z≥0,z<2)；s＝k*5+i,(i:第k板卡的i电流待测通道，i≥0,i<5)。

本实施方式的工控机组成：以太网、usb、pci-can通信卡；

本实施方式的系统集成了iec104、iec101、modbus等多种电力协议与待测装置进行通信，并建立有标准结果模板，可同时校验待测装置通信协议模块是否存在异常。通过pci-can通信卡使用标准canopen协议与其它测试板卡进行通信，下发命令、确认命令。通过电力通信协议获取待测装置的相应反馈结果，并于标准结果模板进行匹对，得出测试结论，生成测试报告。

开入测试模块的组成：由开入测试板卡，com、通道输入输出转接板，测试端子及相应测试线组成。测试原理：测试板卡集成canopen协议并接入到can通信总线与工控机进行通信。

开出测试模块的组成：由开出测试板卡，com、通道输入输出转接板，测试端子及相应测试线组成。测试原理：开出测试板卡集成canopen协议并接入到can通信总线与工控机进行通信。

模拟量测试模块由模拟量测试板卡，电压、电流转接板，可编程式交流标准源，测试端子及相应测试线组成。测试原理：测试板卡集成canopen协议并接入到can通信总线与工控机进行通信。根据工控机的指令进行电压、电流通道切换，实现一组输入多路输出的功能。

本实施方式的测试系统与待测电力远动终端装置的连接方式如图2所示。

本实施方式实现自动化闭环测试功能，根据待测装置功能模板，与各个测试模块进行通信，下发控制命令，自动进行各项功能测试，并通过通信模块与待测装置通信板建立协议连接，实时获取待测装置的反馈结果，并进行标准结果模板进行比较，依此判定该项功能是否测试通过，并记录到测试报告中，实现自动化闭环测试。

优选实施例中，本实施方式开入测试模块、开出测试模块和模拟量测试模块同时连接多个待测电力远动终端装置，工控机同时与所述多个待测电力远动终端装置连接，实现多个待测电力远动终端装置的并行测试。

本实施方式的测试流程如图3所示，其中依次进行：系统自检、加载标准模板、编辑待测装置的功能模板、生成功能结果校验模板、连接测试系统及待测装置、插接测试段子到待测装置、通信正常后启动测试、自动闭环测试完成后生成测试报告，确认测试报告后，测试结束；

其中，自动闭环测试的流程如图4所示，检测待测装置是否有开入板卡，若有，跳转开入测试，开入测试完成后，检测待测装置是否有开出板卡，若有，跳转开出测试，检测待测装置是否有模拟量板卡，若有，跳转模拟量测试，模拟量测试包括：单相电压、三相电压、单相电流和三相电流测试，测试完成后，生成报告；

优选实施例中，本实施方式工控机，建立待测电力远动终端装置的功能模板的过程：

加载标准功能模板，根据待测电力远动终端装置的开入板、开出板和模拟量采集板的数量，在标准功能模板中，增删开入测试模块中开入测试板卡节点、开出测试模块中开出测试板卡节点、模拟量测试模块中模拟量测试板卡节点，修改开入测试板卡节点的单、双点开入通道数目、开出测试板卡节点的开出通道数目及模拟量测试板卡节点电压、电流通道数目，完成待测电力远动终端装置的功能模板的建立。

本实施方式根据标准功能模板，建立待测电力远动终端装置功能模板，基于xml格式，提供便捷的模板编辑功能，根据待测装置进行功能增删，还能生成对应结果模板和测试报告模板；

优选实施例中，本实施方式的工控机，利用开入测试模块实现待测电力远动终端装置的开入测试的过程：

s11、根据建立的功能模板，获得待测开入板id编号bid1、待测开入板总数bnum1、待测开入板的开入通道id编号chid1、待测开入板卡的开入通道总数chnum1、待测开入板的开入公共端编号comid1，bid1、chid1和comid1的初始值为0；

s12、判断bid1是否小于bnum1，若是，则转入s13，若否，开入测试结束；

s13、判断chid1是否小于chnum1，若是，comid1＝bid1/8，转入s14，若否，bid1的值加1，转入s12；

s14、闭合连接comid1对应的公共端开关，闭合连接chid1对应的开入测试通道开关，并启动输出保持定时器；

s15、根据输出保持定时器，判断是否超过设定时间，若超时，断开连接comid1对应的公共端开关，断开连接chid1对应的开入测试通道开关，启动结果等待定时器；

s16、根据结果等待定时器，判断是否超过设定时间，若是，转入s17，若否，重复s16；

s17、判断是否开入信号产生及开入信号消失，若是，测试成功，测试结果登记，转入s18，若否，测试失败，测试结果登记，转入s18；因为开入测试板采取的脉冲输出形式，开入板需要采集脉冲输出开始到脉冲结束过程中所产生的信号，即开入信号产生及开入信号消失，作为待测开入通道正常的双重判定；

s18、chid1的值加1，转入s13。

优选实施例中，所述工控机，利用开出测试模块实现待测电力远动终端装置的开出测试的过程：

s21、根据建立的功能模板，获得待测开出板id编号bid2、待测开出板总数bnum2、待测开出板的开出通道id编号chid2、待测开出板卡的开出通道总数chnum2、待测开出板的开出公共端编号comid2，bid2、chid2和comid2的初始值为0；

s22、判断bid2是否小于bnum2，若是，则转入s23，若否，开出测试结束；

s23、判断chid2是否小于chnum2，若是，向bid2对应的开出板发送chid2对应的开出通道闭合控制指令，启动1号返校结果定时器，转入s24，若否，bid2的值加1，转入s22；

s24、根据1号返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s25，若否，重复s24；

s25、判断返校遥信是否产生，若是，向bid2对应的开出板发送chid2对应的开出通道打开控制指令，启动2号返校结果定时器，若否，测试失败，转入s28；

s26、根据2号返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s27，若否，重复s26；

s27、判断返校遥信是否消失，若是，测试成功，测试结果登记，若否，测试失败，测试结果登记，转入s28；开出板采用的是脉冲方式开出，开出时产生返校遥信，脉冲结束返校遥信消失，这个过程表示开出正常；

s28、chid2的值加1，转入s23。

优选实施例中，所述系统还包括可编程式标准交流源，用于为模拟量测试模块输入电压和电流。

模拟量测试分为电压测试、电流测试，为了保证每一相正确，且防止三相相互干扰，所以采取分开测试的方式，先进行单相测试，单相测试完成再进行三相测试，流程图均类似。

优选实施例中，单相电压测试或三相电压测试的过程，包括：

s31、根据建立的功能模板，获得待测模拟量采集板id编号bid3、待测模拟量采集板总数bnum3、当前待测模拟量采集板的电压组数目ugroupnum、当前待测模拟量采集板的电压组id编号ugroupid、当前待测模拟量采集板的电压组通道id编号uchid,ugroupid和uchid的初始值为0；

s32、判断bid3是否小于bnum3，若是，则转入s33，若否，模拟量测试结束；

s33、判断ugroupnum是否小于ugroupnum，若是，切换到编号ugroupid对应的通道组，uchid＝0，转入s34，若否，bid3的值加1，转入s32；

s34、判断uchid是否小于3，若是，向交流源发出输出a/b/c单相220v电压或三相电压，启动返校结果定时器，转入步骤35，若否，ugroupid的值加1，转入步骤33；

s35、根据返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s36；

s36、判断当前电压值是否等于设定值，该设定值通过可编程式标准交流源为模拟量测试模块输入的电压，若是，测试成功，测试结果登记，转入s37，若是，测试失败，测试结果登记，转入s37；

s37、uchid的值加1，转入s34。

优选实施例中，单相电流测试或三相电流测试的过程，包括：

s41、根据建立的功能模板，获得待测模拟量采集板id编号bid4、待测模拟量采集板总数bnum4、当前待测模拟量采集板的电压组数目igroupnum、当前待测模拟量采集板的电压组id编号igroupid、当前待测模拟量采集板的电压组通道id编号ichid，igroupid和ichid的初始值为0；

s42、判断bid4是否小于bnum4，若是，则转入s43，若否，模拟量测试结束；

s43、判断igroupnum是否小于igroupnum，若是，切换到编号igroupid对应的通道组，ichid＝0，转入s44，若否，bid4的值加1，转入s42；

s44、判断ichid是否小于3，若是，向交流源发出输出a/b/c单相220v电压或三相电压，启动返校结果定时器，转入步骤45，若否，igroupid的值加1，转入s43；

s45、根据返校结果定时器，判断是否超过设定时间，若超时，转入s46；

s46、判断当前电流值是否等于设定值，该设定值是通过可编程式标准交流源为模拟量测试模块输入的电流，若是，测试成功，测试结果登记，转入s47，若是，测试失败，测试结果登记，转入s47；

s47、uchid的值加1，转入s44。

优选实施例中，所述工控机，还用于控制自检，自检过程：

向开入测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，向开出测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，向模拟量测试模块发送通信测试帧，当接收到返回信号，测试可编程式标准交流源是否在线，若在线，则确定自检成功。

优选实施例中，所述工控机，还用于将测试结果自动生成测试报表：记录待测电力远动终端装置的装置编号、测试时间、测试的各项功能情况，还用于提供历史测试记录查询功能。