基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統的制作方法
【專利說明】基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統
技術領域
[0001]本發明屬于工業總線DCS系統I/O從站功能與性能測試技術領域，具體涉及一種基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統。
【背景技術】
[0002]DCS是分布式控制系統(Distributed Control System)的簡稱，自從1975年美國HONEYWELL推出世界上第一套DCS后，目前已經發展到第四代。目前DCS系統主要由計算機站，操作員站、工程師站、現場控制站和數據I/O站等組成，具有高可靠性、靈活性、開放性、協調性好以及易于維護等優點，并已經在國內外石油化工、火電、核電等工業中廣泛應用。自90年代至今，我們國家在DCS系統的可靠性及技術能力方面取得了飛躍的發展，在某些性能方面已經達到了國外第四代DCS的水平，并且國內已有多家公司可以在中型及大型裝置方面與國外廠商開展競爭。
[0003]隨著分布式控制系統的發展，迫切需要一種總線實現遠距離的數字通信。因此EIA研究出了 RS485總線結構，采用平衡式發送，差分接收的驅動方式，實現多節點、遠距離、高靈敏度的數字通信，并在中小型DCS系統中廣泛應用。
[0004]石油化工、核電等行業的DCS系統對數據I/O采集的精度、可靠性等功能和性能指標有較高的要求，例如通常對模擬量采集/輸出精度有0.2%或0.1%的要求。目前對I/O從站型產品功能和性能的測試方法中，采用飛針或針床的ICT測試方式，不能控制被測件，無法滿足通道精度測試等復雜測試信號的測試；采用人工方式進行測試，不僅測試效率低，人工成本高，而且由于人為因素的不確定性，測試結果一致性較差、可靠性低；在人工測試方案的基礎上，用軟件編寫測試用例，按順序的控制測量儀表與被測設備，從而替代人工作業的自動化測試方法具有高效率、高一致性優點，是I/o從站型產品功能、性能測試的有效的解決方案。隨著DCS系統產品種類和應用場合的增多，只開發單一功能的自動化測試系統已經無法滿足多種I/O從站產品在生產制造階段的測試需求。因此，急需開發一種高效率、多功能、使用靈活的DCS系統I/O模塊型產品自動化測試系統。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統，解決現有RS485總線結構DCS系統I/O從站功能、性能測試技術不足的問題，實現被測I/O從站的多種功能、性能參數的測試與測量。
[0006]本發明的技術方案如下:一種基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測量系統，該系統包括上位PC機、通信轉換模塊、總線連接器以及被測I/O從站，其中，通信轉換模塊分別與上位PC機、總線連接器均相互連接，總線連接器與包含N個I/O模塊的被測I/o從站相互通信連接，且總線連接器中的電源接線端子通過程控電源與上位PC機相連接，使上位PC機控制程控電源為總線連接器供電，并同時為通信轉換模塊及被測I/o從站供電；與上位PC機相互連接的可在線控制度測試測量儀表還通過I/O信號接線盒與被測I/o從站進行相互連接。
[0007]所述的通信轉換模塊包括MCU處理芯片、RS485信號雙向接收/發送芯片和RS232串口 /網口接插件與收發芯片，其中，所述的RS232串口 /網口接插件與收發芯片用于通信轉換模塊與上位PC機相互通信；所述的RS485信號雙向接收/發送芯片用于與總線連接器中的接插件相連接，并實現通信轉換模塊與總線連接器之間的通信；所述的MCU處理芯片用于控制所述的RS485信號雙向接收/發送芯片和所屬的RS232串口 /網口收發芯片，實現上位PC機I與RS485總線之間的通信報文轉換。
[0008]所述的總線連接器具有一個或多個符合RS485硬件接口協議的接插件，其作為母板與被測I/o從站的N個I/O模塊相連接。
[0009]所述的總線連接器還包括自定義接插件，其與通信轉換模塊相連接，實現RS485總線與通信轉換模塊的通信連接。
[0010]所述的上位PC機具有USB,或GPIB,或internet,或ΜΧΙ-Express硬件接口，上位PC機通過上述一種或多種硬件接口與可在線控制的測試測量儀表相互通信連接。
[0011]所述的I/O信號接線盒包括了被測I/O從站所有的輸入輸出信號線，對于在線控制的測試測量儀表中多通道的測試測量儀表，I/o信號接線盒中的信號線直接將被測I/O從站(7)連接至測試測量儀表，對于通道數目有限的儀表，I/O信號接線盒將信號線連接至可在線控制的測試測量儀表中的多路復用器，并通過上位PC機控制多路復用器將多個信號線連接至測試測量儀表上。
[0012]所述的可在線控制的測試測量儀表包括多功能臺式萬用表Agilent34410、多路復用器PS1024以及NI公司的PXI信號源、PXI采集卡。
[0013]本發明的顯著效果在于:本發明所述的一種基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統，可以實現對RS總線結構DCS系統中I/O從站的模擬量采集精度等功能和性能的自動化測試，大大提高了此類產品功能和性能測試的效率和可靠性；同時，本系統在硬件結構方面采用模塊化的結構，各硬件模塊采用固定接插件連接方式，測試系統操作和使用靈活、簡單；系統采用多種可在線控制測試測量儀表，配合多種I/O從站接線盒完成I/O從站模塊多種功能和性能的測試與測量，因此本發明測試系統測試功能不唯一，可擴展多項測試功能。此外，本測試系統還可以對總線上多個I/O從站進行控制與數據通信，完成多個I/O從站間信號傳遞、通信等復雜測試，因此本測試系統是一種多功能、擴展性良好的測試系統。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明所述的基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統結構圖；
[0015]圖中:1、上位PC機；2、可在線控制的測試測量儀表；3、1/0信號接線盒；4、程控電源；5、通信轉換模塊；6、總線連接器；7、被測I/O從站。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0017]如圖1所示，一種基于Labview的RS485總線結構DCS系統I/O從站的測試系統，該系統包括上位PC機1、通信轉換模塊5、總線連接器6以及被測I/O從站7，其中，通信轉換模塊5包括MCU處理芯片、RS485信號雙向接收/發送芯片和RS232串口 /網口接插件與收發芯片；通信轉換模塊5分別與上位PC機1、總線連接器6相互連接，通信轉換模塊5中的RS232串口 /網口插件與收發芯片用于通信轉換模塊5與上位PC機I的相互通信，RS485信號雙向接收/發送芯片用于與總線連接器6中的接插件相連接，并實現通信轉換模塊5與總線連接器6之間的通信，MCU處理芯片用于控制RS485信號雙向接收/發送芯片及RS232串口 /網口收發芯片，實現上位PC機I與RS485總線之間的通信報文轉換；總線連接器6與包含N個I/O模塊的被測I/O從站7相互通信連接，其中，總線連接器6具有一個或多個符合RS485硬件接口協議的接插件，其作為母板與被測I/O從站7的N個I/O模塊相連接；總線連接器6還具有電源接線端子，其通過程控電源4與上位PC機I相連接，使上位PC機I控制程控電源4為總線連接器6供電，可以同時為通信轉換模塊5及被測I/O從站7供電；總線連接器6中的自定義接插件與通信轉換模塊5相連接，實