专利名称：控制台装置检测仪及控制台装置检测方法
技术领域：
本发明属于计算机控制的检测技术领域，主要涉及对专有设备进行测试的技术领 域，具体是一种控制台装置检测仪及控制台装置检测方法。
背景技术：
本发明是针对一种控制台装置进行工作检测的发明创造。被检测的设备为某型导 弹发射系统的控制台装置部分，包括发控显示控制盒、热像控制盒、液压控制盒、击发手柄 和单杆操纵器。控制台装置主要由各种开关、电位计、指示灯泡、发光二极管、电磁阀及数字 电路等组成。控制台装置通过电缆和系统的其它设备连接。操作人员可通过操作导弹发射系统控制台装置面板上的拨段开关、按钮开关、触 发开关等各种开关和旋转电位计，驱动系统的电子、机电、光学等其它设备，完成目标搜索、 捕捉、跟踪，导弹装填、调转、发射、制导等功能。同时操作人员可通过观察控制台装置面板 上的指示灯泡、发光二极管，获取导弹发射系统的各种状态信息，为操作人员及时、准确判 断导弹发射系统状态和正确完成各项功能操作提供依据。由于控制台装置本身不构成系统，所以在生产、调试和试验过程中，该控制台装置 需要和导弹发射系统的其它的电子、机电等设备连接，形成分系统，通过对分系统进行加电 检测，根据分系统检测的结果，间接判断控制台装置功能是否正常。如果发现控制台装置功 能不正常，需要故障定位，必须将控制台装置打开，利用万用表、示波器等通用检测设备进 行故障诊断和故障定位。因此在以往生产、调试和试验过程中，无法单独对控制台装置进行直接检测，在结 合其它电子、机电设备进行分系统检测时，也只能完成对控制台装置的功能进行检测，且这 种检测只能在实验室条件下完成，无法实现控制台装置的独立、在线、定量检测。本发明申请人对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明 密切相关和一样的报道或文献。本发明项目组还在互联网上就本主题，在国内外专利文献和公开发表的期刊论文 检索，也未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，发明一种能够直接对测试模块的性能进行定性和 定量检测，并能对故障进行诊断和定位，可完成对控制台装置的实验室检测和在线检测；并 具有集成度高，自动化程度高，整体小型化，便携，标准化，模块化，可靠性高及具备良好维 修性，操作简单方便，检测效率高的控制台装置检测仪及其控制台装置检测方法。下面对本发明进行详细说明本发明是一种控制台装置检测仪及其控制台装置检测方法，控制台装置检测方法 基于控制台装置检测仪使用和运行。控制台装置检测仪，专对控制台装置进行检测，控制台装置自带电源，其中需要进行经常性检测的是与控制有关的部分，包括有发控装置显示控制盒、热像控制盒、液压控 制盒、击发手柄和单杆操纵器，控制台装置检测仪要对上述部分的性能进行检测，每一被检 部分均对应各自的检测电缆，检测电缆两端通过航空插座分别与连接控制台装置和控制台 装置检测仪，其特征在于控制台装置检测仪，包括有便携式检测主机、专用检测电缆和 设备自检电缆，便携式检测主机包括有PC_104嵌入式计算机系统、多功能板、电源板、检 测组合电路、AC-DC电源。AC-DC电源接市电，输出接电源板，电源板给便携式检测主机的各 构成部件供电。PC-104嵌入式计算机系统与多功能板通过叠穿式16位ISA总线连接，信息 双向通讯，多功能板的模拟和数字输入、输出口与检测组合电路通过检测总线电缆连接，信 息双向通讯，检测组合电路的输出端口和便携式检测主机壳体上航空插座连接，对应控制 台装置各个被测部分，航空插座连接对应的专用检测电缆。所述多功能板提供20路TTL/ COMS数字I/O 口，32路12位A/D输入口，4路12位D/A输出口 ；检测组合电路包括有M⑶ 单元、I/O扩展单元、继电器驱动单元、继电器阵列、蜂鸣器及检测指示灯单元和容错单元， MCU单元与I/O扩展单元之间、I/O扩展单元与继电器驱动单元之间，信息双向通讯，MCU单 元与所述PC-104嵌入式计算机系统中的串口信息双向通讯，继电器驱动单元的输出接继 电器阵列控制端口 ；多功能板通过检测总线与继电器阵列检测端口连接，信息双向通讯。控制台装置检测仪综合运用嵌入式PC104计算机、单片机技术，I/O 口扩展技术， 被测设备自动识别容错技术，能够模拟导弹发射系统给控制台装置的各种激励信号，配合 对控制台装置的各种对应开关的操作，采集控制台装置的输出信号，自动化程度高，完成对 控制台装置的性能检测。控制台装置检测仪能对控制台装置进行系统全面的检测，不仅可 在应用于生产调试、试验和检验过程中，也可在野外条件下在线完成。这是现有技术所不具 备的。本发明的实现还在于便携式检测主机中的检测组合电路对控制台装置各个被检 测部分的指示灯泡、LED发光二极管、开关或短接线、电阻或电位器的检测电路是在被测元 器件两端分别设置检测开关K1、K2，该检测开关设置为继电器阵列进行配置，通过配置继电 器阵列连接到多功能板的A/D输入端口。本发明不仅能够对被检测部分的性能进行定性检测，还能对其进行定量检测，比 如，被检测部分是LED发光二极管，不仅能得知是否是该部分有故障，还能对故障进行诊断 和定位，即检测出是几个LED发光二极管，或那一路的LED发光二极管出了故障。本发明的实现还在于继电器阵列由Kl K320共320只5V驱动继电器组成的4 行80列矩阵，Bl B80通过航空插头连接到被测设备，其中Bl B9通道传输信号固定， BlO B80可通过软件配置继电器阵列，选择连接Bl B9中任何信号，完成对被测设备的 激励，并对被测设备输出的特征信号进行采集，完成对被测设备的检测。本发明利用继电器阵列技术，使控制台装置检测仪实现对发控显示控制盒8种开 关24种状态，8种指示灯及内部电路进行检测；实现对液压控制盒14种开关30种状态，9 种指示灯及内部电路进行检测；实现对热像控制盒12种开关27种状态，7种指示灯，1种电 位计及内部电路进行检测；实现对单杆操纵器2种开关4种状态，4种电位器及内部电路进 行检测；实现对击发手柄的1种开关2种状态进行检测。本发明技术先进，标准化，操作简 单方便，工作效率高。本发明的实现还在于检测组合电路的MCU单元使用AT89C4051作为微控制器，
5P3. 0 P3. 1通过MAX232C和PC-104的串口连接，使用P3. 4 P3. 5模拟第二串口，使用40只 74LS164对模拟的串口进行扩展，P3. 5和所有74LS164的8脚连接，P3. 4和第一个74LS164 的1、2脚连接，第一个74LS164的13脚和第二个74LS164的1、2脚连接，依次将40个 74LS164串接，实现了 320个数字输出端口的扩展；使用54只74LS06完成对320只继电器 的驱动，并用40只锁存器74LS373将74LS164的输出端口和74LS06输入端口按1 320 的顺序相连，微控制器AT89C4051通过模拟串口发送控制数据，经74LS164转为320路并行 数据，AT89C4051通过控制74LS373将并行数据锁存输出到74LS06，74LS06完成对320只 继电器的控制。因为要对大量的端口进行检测和控制，本发明采用软件可编程技术和端口复用技 术，80路检测端口中的71路均可根据检测需求，通过软件配置成24V直流电源输出、12V直 流电源输出、5V直流电源输出、TTL/C0MS数字输入、TTL/C0MS数字输出、12位A/D输入、12 位D/A输出中的任何一种信号，可为被检测设备提供丰富的激励信号，并对被测设备产生 的多路输出信号进行实时采集；本发明还设计了专用检测电缆，可根据被检测设备的特性 将80路检测端口和被检测设备的输入、输出连接，实现了用有限检测端口对多种被检测设 备的检测。通过增加检测软件和对应的专用检测电缆，该检测设备还可对除控制台装置外 的其它同类型设备进行检测，具有较好的通用性。本发明的实现还在于容错单元的容错接口电路有10条通道，一条输出高电平， 一条输出连接地，8条输入通道分别连接AT89C4051的Pl. 0 Pl. 7，并通过便携式检测主 机侧面航空插座，连接对应专用检测电缆，各专用检测电缆按照预先设定的编码将高电平 和地信号配置到8条输入通道，AT89C4051读取Pl. 0 Pl. 7端口获知当前连接的被检测
设备信息。为了实现自动识别被测设备，避免错误信号造成设备损坏，本发明的检测组合电 路专门设计了容错检测电路。容错单元的设计可在配置输出激励信号前，预先对被检测设备进行识别，并对不 同的被检测设备配置不同的激励信号，容错单元设计可识别256中被检测设备，容错单元 设计可以避免错误信号造成设备损坏，提高了可靠性。本发明还是一种控制台装置检测方法，设计控制台装置检测仪使用和工作运行过 程，其特征在于工作过程为一、用设备自检电缆将控制台装置检测仪便携式检测主机侧面航空插座互联，连 接 220V市电电源电缆或24V直流电源电缆到控制台装置检测仪电源输入口，控制台装置 检测仪上电，进行设备自检；二、用专用检测电缆将控制台装置检测仪和被检测部分连接；三、PC-104计算机通过串口和检测组合电路的MCU单元进行通讯；四、PC-104计算机初始化多功能板的数字I/0、A/D、D/A接口 ；五、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送初始化命令，MCU通过I/O扩展 单元和继电器驱动单元对继电器阵列进行初始化配置；六、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送容错检查命令，MCU读取容错单 元状态字，并将状态字发送到PC-104计算机，PC-104计算机根据容错单元状态字对当前连 接的被测设备进行判断；
七、根据容错判断的结果，读取对应被检测设备的检测数据库，按顺序将配置命令 发送到检测组合电路的MCU单元，MCU根据检测命令通过I/O扩展单元和继电器驱动单元 对继电器阵列进行配置；八、PC-104计算机对多功能板的数字、D/A输出接口进行配置；九、操作被检测设备，PC-104计算机读取多功能板的数字、A/D输入接口值，通过 计算机自动分析、计算完成定量检测，同时根据蜂鸣器和检测指示灯的状态进行对检测结 果进行直观判断；十、重复七、八、九直至检测命令执行完毕，统计检测结果。本发明作为检测方法，具有操作简单明了，对操作人员的专业技能要求较低，操作 人员的操作培训内容简单，周期短；人机环境较好，需要人机交互的每一步都有操作方法提 示，对误操作有明确提示和预警，能避免误操作对设备造成损伤；在检测过程中，检测容错 识别、检测端口配置、检测信号采集、故障判定定位均采用计算机控制自动执行，使得检测 的准确性和一致性好，检测效率高。本发明的实现还在于工作过程“九”中的定量检测，具体是检测组合电路按 PC-104嵌入式计算机系统的检测配置命令，对继电器阵列进行配置，继电器阵列将检测总 线、蜂鸣器及检测指示灯单元分别与控制台装置各个被检测部分即指示灯泡、LED发光二极 管、开关或短接线、电阻或电位器连接，配置成检测电路，检测电路的检测点通过继电器阵 列连接到多功能板的A/D输入端口，PC-104嵌入式计算机通过多功能板，读取检测点电压 信号，并根据检测电路参数，进行分析计算，完成对控制台装置各个被检测部分定量检测。本发明针对导弹发射系统的控制台装置生产科研的急需，综合运用嵌入式PC104 计算机、单片机技术，I/O 口扩展技术，继电器阵列技术、被测设备自动识别容错技术等的融 汇运用，设计了一种能够直接对控制台装置进行全面系统检测的控制台装置检测仪及其控 制台装置检测方法，实现了对某装备控制台的发控显示控制盒、热像控制盒、液压控制盒、 击发手柄、单杆操纵器的性能进行直接的定性和定量检测。自动化程度高，操作简单方便， 工作效率高。由于采用了嵌入式技术使得该仪器系统集成度好，体积小，重量轻，便携性好，不 仅能够进行实验室检测，还可完成对设备的在线检测，也可在野外条件下独立在线完成检 测。解决了现有技术只能对其间接测试，只能诊断不能定量的问题。本发明标准化、模块化的设计，设定了各个对应的被测点，所用的部件和器件均采 用通用、成熟产品，也使得控制台装置检测仪经济性、可靠性和维修性好。本发明输入、输出通道均采用软件可编程技术和端口复用技术，具有较好的通用 性。
图1是本发明的构成示意图；图2是本发明的工作电原理示意图；
图3是本发明的指示灯泡检测原理图；图4是本发明的LED发光二极管检测原理图；图5A是本发明的开关(或短接线)定性检测原理图5B是本发明的开关(或短接线)定量检测原理图；图6是本发明的电阻(或电位器)检测原理图；图7是本发明的继电器阵列原理图；图8是本发明的容错电路原理图；图9是本发明的PC-104计算机软件流程图；图10是本发明的AT89C4051单片机软件流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进一步详细说明实施例1 参见图1，本发明是一种控制台装置检测仪及其控制台装置检测方法， 是专门针对某型导弹发射系统的控制台装置而研制的。控制台装置检测仪，专对控制台装置进行实验室或野外在线检测，控制台装置自 带电源，其中需要进行经常性检测的是与控制有关的部分，包括有发控装置显示控制盒、 热像控制盒、液压控制盒、击发手柄和单杆操纵器，控制台装置检测仪要对上述部分的性能 进行定性和定量检测，每一被检部分均对应各自的专用检测电缆，专用检测电缆两端通过 航空插座分别连接控制台装置和控制台装置检测仪，参见图1，本发明的控制台装置检测 仪，包括有便携式检测主机、专用检测电缆和设备自检电缆，参见图2，便携式检测主机包 括有PC-104嵌入式计算机系统、多功能板、电源板、检测组合电路、AC-DC电源，AC-DC电 源接市电，输出接电源板，电源板设计有两路输入24V电源，三组输出电源两路24V、两路 12V、五路5V，电源板给便携式检测主机的各构成部件供电。PC-104嵌入式计算机系统由 PC-104计算机主板、笔记本硬盘、加固10. 4寸液晶显示屏、键盘鼠标、ATX电源模块、液晶 电源模块组成，PC-104嵌入式计算机系统与多功能板通过叠穿式16位ISA总线连接，信息 双向通讯。多功能板可提供20路TTL/C0MS数字I/O 口，32路12位A/D输入口，4路12位 D/A输出口，多功能板的模拟和数字输入、输出口与检测组合电路通过检测总线电缆连接， 信息双向通讯，检测组合电路的输出端口和便携式检测主机壳体上航空插座连接，对应控 制台装置各个被测部分，航空插座连接对应的专用检测电缆；检测组合电路包括有MCU单 元、I/O扩展单元、继电器驱动单元、继电器阵列、蜂鸣器及检测指示灯单元和容错单元，MCU 单元与I/O扩展单元之间、I/O扩展单元与继电器驱动单元之间，信息双向通讯，MCU单元与 所述PC-104嵌入式计算机系统中的串口信息双向通讯，继电器驱动单元的输出接继电器 阵列控制端口 ；多功能板通过检测总线与继电器阵列检测端口连接，信息双向通讯。控制台装置检测仪实现对发控显示控制盒8种开关24种状态，8种指示灯及内部 电路进行检测；实现对液压控制盒14种开关30种状态，9种指示灯及内部电路进行检测； 实现对热像控制盒12种开关27种状态，7种指示灯，1种电位计及内部电路进行检测；实现 对单杆操纵器2种开关4种状态，4种电位器及内部电路进行检测；实现对击发手柄的1种 开关2种状态进行检测。控制台装置的输入信号(激励信号)为1、3路电源信号DC 26V 士 4V 3ADC12V 士 0.5V 3A
8
DC5V 士 0.3V 6A2、8路数字信号TTL电平。控制台装置的输出信号(被检测信号)包括1,116路模拟电压信号，范围0-10V，检测精度0. 05V ；2、9路时序脉冲信号，TTL电平，频率范围0-10K HZ，检测精度IHZ ；3、32路数字信号，TTL电平。本发明采用嵌入式PC-104计算机技术、嵌入式单片机技术、I/O扩展技术、继电器 阵列技术、端口复用技术等技术，实现对某装备控制台装置的五种控制设备即发控装置显 示控制盒、热像控制盒、液压控制盒、击发手柄和单杆操纵器的在线检测和实验室检测。实施例2 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1，根据对被测设备即控制台 装置的具体分析，需要测量的单元可归纳为四种，分别是指示灯泡、LED发光二极管、开关 (包括短接线)、电阻(包括电位器)。本发明对指示灯泡检测设计参见图3，图中Lamp为 被测指示灯泡，K1、K2为继电器，Rl为阻值已知的电阻，Test为测试点，通过配置继电器阵 列连接到多功能板的A/D输入端口。指示灯泡的检测一方面通过观察被测设备指示灯是否 点亮进行定性测量，另一方面可通过读取测试点电压，计算出指示灯泡的接通电阻，对其进 行定量测量。实施例3 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1，参见图4，对LED发光二极管 检测设计，图4中，LEDO为被测发光二极管，K1、K2为继电器，Rl为阻值已知的电阻，Test为 测试点，通过配置继电器阵列连接到多功能板的A/D输入端口。发光二极管的检测一方面 通过观察被测设备发光二极管是否点亮进行定性测量，另一方面可通过读取测试点电压， 计算出发光二极管的接通电阻，对其进行定量测量。实施例4 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1，本实施例是对于开关(或短 接线)检测设计，图5是开关(或短接线)检测原理图。其中图5A为定量测量，图5B为定 性测量。图中KO为被测开关，KU K2为继电器，RU R2、R3为阻值已知的电阻，Test为测 试点，通过配置继电器阵列连接到多功能板的A/D输入端口，LEDO为检测显示发光二极管， Speaker为蜂鸣器。定量测量时可通过读取测试点电压，计算出开关(或短接线)的接触电 阻，定性测量时，只要LEDO点亮、蜂鸣器发出声响，则检测合格。实施例5 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1，对电阻(或电位器)检测设 计，参见图6，图6是本发明的电阻(或电位器)检测原理图；图中RO为被测电阻(或电位 器)，K1、K2为继电器，R1、R2为阻值已知的电阻，Test为测试点，通过继电器阵列配置连接 到多功能板的A/D输入端口。电阻(或电位器)的检测可通过读取测试点电压，计算出电 阻(或电位器)的阻值。实施例6 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1-5，本发明对于继电器阵列设 计参见图7，继电器阵列由Kl K320共320只5V驱动继电器组成的4行80列矩阵，Bl B80通过航空插头连接到被测设备，其中Bl B9通道传输信号固定，BlO B80可通过软 件配置继电器阵列，选择连接Bl B9中任何信号，完成对被测设备的激励，并对被测设备 输出的特征信号进行采集，完成对被测设备的检测。实施例7 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1-6，检测组合电路的MCU单元 使用AT89C4051作为微控制器，P3. 0 P3. 1通过MAX232C和PC—104的串口连接，使用P3. 4对模拟的串口进行扩展，P3. 5和所有74LS164的8 脚连接，P3. 4和第一个74LS164的1、2脚连接，第一个74LS164的13脚和第二个74LS164 的1、2脚连接，依次将40个74LS164串接，实现了 320个数字输出端口的扩展；使用54只 74LS06完成对320只继电器的驱动，并用40只锁存器74LS373将74LS164的输出端口和 74LS06输入端口按1 320的顺序相连，微控制器AT89C4051通过模拟串口发送控制数 据，经74LS164转为320路并行数据，AT89C4051通过控制74LS373将并行数据锁存输出到 74LS06, 74LS06完成对320只继电器的控制。实施例8:控制台装置检测仪的整体构成同实施例1-7，本发明容错单元的容错 接口电路有10条通道，见图8，一条输出高电平，一条输出连接地，8条输入通道分别连接 AT89C4051的Pl. 0 Pl. 7，对应容错接口，连接每台被检测设备的专用电缆中设计了 10条 容错通道，通过便携式检测主机侧面航空插座，连接对应专用检测电缆，各专用检测电缆按 照预先设定的编码将高电平和地信号配置到8条输入通道，AT89C4051读取Pl. 0 Pl. 7端 口获知当前连接的被检测设备信息。根据预先设计编码，将1通道的高电平或2通道的地 连接至3 10编码通道，比如图8所示的编码为0X80，代表某一种被检测设备。设计的容 错电路可最大对256种被测设备进行识别。实现自动识别被测设备，避免错误信号造成设 备损坏。实施例9 本发明还是一种控制台装置检测方法，在实施例1-8所述的控制台装置 检测仪上使用和运行，参见图9和图10，本发明的工作过程包括有—、用设备自检电缆将控制台装置检测仪便携式检测主机侧面航空插座互联，连 接 220V市电电源电缆或24V直流电源电缆到控制台装置检测仪电源输入口，控制台装置 检测仪上电，进行设备自检；二、用专用检测电缆将控制台装置检测仪和被检测部分连接；三、PC-104计算机通过串口和检测组合电路的MCU单元进行通讯；四、PC-104计算机初始化多功能板的数字I/0、A/D、D/A接口 ；五、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送初始化命令，MCU通过I/O扩展 单元和继电器驱动单元对继电器阵列进行初始化配置；六、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送容错检查命令，MCU读取容错单 元状态字，并将状态字发送到PC-104计算机，PC-104计算机根据容错单元状态字对当前连 接的被测设备进行判断；七、根据容错判断的结果，读取对应被检测设备的检测数据库，按顺序将配置命令 发送到检测组合电路的MCU单元，MCU根据检测命令通过I/O扩展单元和继电器驱动单元 对继电器阵列进行配置；八、PC-104计算机对多功能板的数字、D/A输出接口进行配置；九、操作被检测设备，PC-104计算机读取多功能板的数字、A/D输入接口值，通过 计算机自动分析、计算完成定量检测，同时根据蜂鸣器和检测指示灯的状态进行对检测结 果进行直观判断；十、重复七、八、九直至检测命令执行完毕，统计检测结果。实施例10 控制台装置检测仪的整体构成同实施例1-8，检测方法同实施例9，其 中工作过程九中的定量检测，具体是检测组合电路按PC-104嵌入式计算机系统的检测配
10置命令，对继电器阵列进行配置，继电器阵列将检测总线、蜂鸣器及检测指示灯单元分别与 控制台装置各个被检测部分即指示灯泡、LED发光二极管、开关或短接线、电阻或电位器连 接，配置成检测电路，检测电路的检测点通过继电器阵列连接到多功能板的A/D输入端口， PC-104嵌入式计算机通过多功能板，读取检测点电压信号，并根据检测电路参数，进行分析 计算，完成对控制台装置各个被检测部分定量检测。本发明带有设备自检，可靠性高；设计采用嵌入式PC-104计算机技术、嵌入式单 片机技术、I/O扩展技术、继电器阵列技术、端口复用技术等技术相结合，独立而自成系统， 实现对某装备控制台装置的五种控制设备的在线或实验室检测。不仅能检测发现故障，并 能定性测定故障。经实际检测运行，控制台装置检测仪不仅可用于控制台装置的生产、调试和检验 验收环节，还可用于控制台装置野外的检测维修；控制台装置检测仪不仅可以实现定性检 测还可实现定量检测，故障检测可定位到元器件级，能在控制台装置生产早期阶段排除潜 在故障，可提高装备总体生产合格率和可靠性；本发明的检测端口软件可编程，设计使用了 端口复用技术，使得本发明有较好的通用性和推广价值。
权利要求
一种控制台装置检测仪，专对控制台装置进行检测，控制台装置自带电源，其中需要进行经常性检测的是与控制有关的部分，包括有发控装置显示控制盒、热像控制盒、液压控制盒、击发手柄和单杆操纵器，控制台装置检测仪要对上述部分的性能进行检测，每一被检部分均对应各自的检测电缆，检测电缆两端通过航空插座分别连接控制台装置和控制台装置检测仪，其特征在于控制台装置检测仪，包括有便携式检测主机、专用检测电缆和设备自检电缆，便携式检测主机包括有PC 104嵌入式计算机系统、多功能板、电源板、检测组合电路、AC DC电源，AC DC电源接市电，输出接电源板，电源板给便携式检测主机的各构成部件供电，PC 104嵌入式计算机系统与多功能板通过叠穿式16位ISA总线连接，信息双向通讯，多功能板的模拟和数字输入、输出口与检测组合电路通过检测总线电缆连接，信息双向通讯，检测组合电路的输出端口和便携式检测主机壳体上航空插座连接，对应控制台装置各个被测部分，航空插座连接对应的专用检测电缆；所述多功能板提供20路TTL/COMS数字I/O口，32路12位A/D输入口，4路12位D/A输出口；检测组合电路包括有MCU单元、I/O扩展单元、继电器驱动单元、继电器阵列、蜂鸣器及检测指示灯单元和容错单元，MCU单元与I/O扩展单元之间、I/O扩展单元与继电器驱动单元之间，信息双向通讯，MCU单元与所述PC 104嵌入式计算机系统中的串口信息双向通讯，继电器驱动单元的输出接继电器阵列控制端口；多功能板通过检测总线与继电器阵列检测端口连接，信息双向通讯。
2.根据权利要求1所述的控制台装置检测仪，其特征在于所述检测组合电路，对控制 台装置各个被检测部分的指示灯泡、LED发光二极管、开关或短接线、电阻或电位器的检测 电路是在被测元器件两端分别设置检测开关K1、K2，该检测开关设置为继电器阵列进行配 置，通过配置继电器阵列连接到多功能板的A/D输入端口。
3.根据权利要求2所述的控制台装置检测仪，其特征在于所述继电器阵列由Kl Κ320共320只5V驱动继电器组成的4行80列矩阵，Bl Β80通过航空插头连接到被测 设备，其中Bl Β9通道传输信号固定，BlO Β80可通过软件配置继电器阵列，选择连接 Bl Β9中任何信号，完成对被测设备的激励，并对被测设备输出的特征信号进行采集，完 成对被测设备的检测。
4.根据权利要求1或3所述的控制台装置检测仪，其特征在于所述检测组合电路的 MCU单元使用AT89C4051作为微控制器，Ρ3. 0 Ρ3. 1通过MAX232C和PC-104的串口连接， 使用Ρ3. 4 Ρ3. 5模拟第二串口，使用40只74LS164对模拟的串口进行扩展，Ρ3. 5和所有 74LS164的8脚连接，Ρ3. 4和第一个74LS164的1、2脚连接，第一个74LS164的13脚和第 二个74LS164的1、2脚连接，依次将40个74LS164串接，实现了 320个数字输出端口的扩 展；使用54只74LS06完成对320只继电器的驱动，并用40只锁存器74LS373将74LS164 的输出端口和74LS06输入端口按1 320的顺序相连，微控制器AT89C4051通过模拟串口 发送控制数据，经74LS164转为320路并行数据，AT89C4051通过控制74LS373将并行数据 锁存输出到74LS06，74LS06完成对320只继电器的控制。
5.根据权利要求4所述的控制台装置检测仪，其特征在于所述容错单元的容错接口 电路有10条通道，一条输出高电平，一条输出连接地，8条输入通道分别连接AT89C4051的 Pl. 0 Pl. 7，并通过便携式检测主机侧面航空插座，连接对应专用检测电缆，各专用检测 电缆按照预先设定的编码将高电平和地信号配置到8条输入通道，AT89C4051读取Pl. 0 Pl. 7端口获知当前连接的被检测设备。
6.一种控制台装置检测方法，其特征在于工作过程包括有一、用设备自检电缆将控制台装置检测仪便携式检测主机侧面航空插座互联，连接 220V市电电源电缆或26V直流电源电缆到控制台装置检测仪电源输入口，控制台装置检测 仪上电，进行设备自检；二、用专用检测电缆将控制台装置检测仪和被检测部分连接；三、PC-104计算机通过串口和检测组合电路的MCU单元进行通讯；四、PC-104计算机初始化多功能板的数字I/O、A/D、D/A接口；五、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送初始化命令，MCU通过I/O扩展单元 和继电器驱动单元对继电器阵列进行初始化配置；六、PC-104计算机给检测组合电路的MCU单元发送容错检查命令，MCU读取容错单元状 态字，并将状态字发送到PC-104计算机，PC-104计算机根据容错单元状态字对当前连接的 被测设备进行判断；七、根据容错判断的结果，读取对应被检测设备的检测数据库，按顺序将配置命令发送 到检测组合电路的MCU单元，MCU根据检测命令通过I/O扩展单元和继电器驱动单元对继 电器阵列进行配置；八、PC-104计算机对多功能板的数字、D/A输出接口进行配置；九、操作被检测设备，PC-104计算机读取多功能板的数字、A/D输入接口值，通过计算 机自动分析、计算完成定量检测，同时根据蜂鸣器和检测指示灯的状态对检测结果进行直 观判断；十、重复七、八、九直至检测命令执行完毕，统计检测结果。
7.根据权利要求6所述的控制台装置检测方法，其特征在于工作过程九中的定量检 测，具体是检测组合电路按PC-104嵌入式计算机系统的检测配置命令，对继电器阵列进行 配置，继电器阵列将检测总线、蜂鸣器及检测指示灯单元分别与控制台装置各个被检测部 分即指示灯泡、LED发光二极管、开关或短接线、电阻或电位器连接，配置成检测电路，检测 电路的检测点通过继电器阵列连接到多功能板的A/D输入端口，PC-104嵌入式计算机通过 多功能板，读取检测点电压信号，并根据检测电路参数，进行分析计算，完成对控制台装置 各个被检测部分定量检测。
全文摘要
本发明是一种控制台装置检测仪及其控制台装置检测方法，是专对某型控制台装置而研制的，采用嵌入式PC104计算机、单片机技术，I/O口扩展技术，继电器阵列技术、被测设备自动识别容错等技术相结合，设计了一种能够直接对控制台装置进行全面系统检测检测仪及其检测方法。控制台装置检测仪的便携式检测主机采用PC-104嵌入式计算机系统通过多功能板连接检测组合电路，由检测组合电路直接通过专用检测电缆与被测部分连接。标准化、模块化设计，本发明自带电源，自成系统，对被测部分的性能进行直接的定性测试，还能定量检测。不仅能做实验室检测还能进行野外的在线检测。自动化程度高，便携，操作简单方便，经济，效率高。可靠性高，综合程度高。
文档编号G05B23/02GK101968653SQ20101025766
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者何凌空, 刘洪飞, 吴云峰, 周丽华, 宁书存, 张桂明, 沈阳, 满波, 白波, 薛蕊, 邹守刚, 郝宝童, 郭鲜, 高勇 申请人:西安理工大学