家电用模糊控制电子模块的自动化测试系统研究与实现
摘要
目前国内家电用模糊控制电子模块的使用越来越普及,由于电子模块能够紧跟信息化时代的技术——比如IT技术、变频技术——的变革步伐,使之基本上成为了家电产品时尚的代名词。但在工业生产中,同类产品的测试设备都是依靠模以负载的工装测试,所需测试工装数量多,种类复杂,效率低下,测试所需人员多,且工装更换频繁,造成经营成本低下。在质量方面部分功能测试不能覆盖。例如：LCD显示屏的显示结果只是依靠员工的目视化管控,人员疲劳化对此部分有很大的影响,质量方面得不到充分保证。
在经过认真分析与充分讨论后,我们力求研制一种自动测试系统,该测试系统采用PC—拖N技术,通过更换测试外设,以虚拟通道技术模拟测试,并将结果可视化输出，达到方便快捷,成本低廉,以及满足高速自动化测试的要求。
本文主要研究了自动测试系统的设计原理及相应工程的实现方法。
测试系统的硬件组成有三部分：分别为工控机系统和测试显示系统及测试机架。
测试系统的软件构成有四部分：并行测试主控制程序、并行测试模块调用程序、并行测试模块初始化程序、并行测试模块运行容器。
测试系统所所采用的工控机系统中包含即测即用数据采集设备以及虚拟仪器技术,将各种各样的传感器采集的物理参数转换为可以通过传输线传送的电信号,并通过补偿元件,对噪声、信号、线形和非线形误差做调理及校准；充分利用了计算机强大的总线扩展技术和计算能力。使用主流计算机技术,结合创新的、灵活的、模块化的软件系统,兼容现在最广泛使用的总线,包括USB,PCI E,PCI和PXI。使用多功能数据采集卡,达到高质量高精度的数据采集。通过虚拟通道技术,省缺真实工装，达到测试效率高,可扩展性强,操作简便,完美质量保证的自动化测试要求。
工控机系统实现对采集信号与标准的比较,通过终端显示、声音报警、光信号报警等测试显示系统输出结果。
测试机架为纯机械构成：测试机架部分可随时更换,以满足一台工控系统可同时测量多种产品需求,在该机架内部安装对应测试PCBA对于带按键的洗衣机产品,测试机架需加一套完整的按键打点设备,采用气动控制,保证按键的测试的有效性。并能依据不同产品对打点设备进行高度和位置调节,达到低成本,有效利用的目的。
对于信号采集部分,本系统采用并行测试方法，数据采集卡通过DMA方式将采集数据直接送至数据缓冲区,当一个Task正在进行数据采集时,其他Task不能同时要求采集卡采集数据。此时数据采集卡由DMA芯片主控,直至采集结束。因此,CPU无法向数据采集卡发送数据采集命令,只有当数据采集过程结束后,控制权才能回到CPU,从而能够对被测对象进行实时采集,来满足我们的需求
在信号采集中,有很多特殊的实际工况,需要对系统和被测产品进行改进与对应。比如对于显示板,则需要安装POwer板+对应测试显示板,使用视频捕捉采集。对于电源板测试,线路部分的测试是非常关键的,比如变压器的启动电压,波形量测(PCBA采用运放调理模块,此部分关系到产品可持续服务的时间)。
本文的设计的家电用模糊控制电子模块的自动化测试系统,采用了开放工业标准的计算机虚拟仪器技术,其灵活性和可扩展性是传统仪器无法比拟的,相比传统的测试方法,此方案具有很好的价格优势和极大的灵活性,应用前景十分广阔。
Currently,fuzzy control electronic module used by domestic home appliance is more and more poptilar.The electronic module can tightly follow the step of changes of technologies—IT technology,frequency conversion technology etc.—of the intormation time, which makes it to be the fashion pronoun of home appliance.While in industrial production,testing equipments of the similar products depend on testing tools with simulation load. There will be much more and kinds of testing tools, more operators,lower effectiveness,and more frequent changes of tools,that causes the management cost be lower.For the quality, parts of functions can not he covered. hor example,result from LCD display screen is depending on inspector's visual management only, while inspector's tiredness cowld affect it a lot,so the quality can not be ensured sufficiently.
After serious analysis and sufficient discuss,it is needed to develop an automatic testing system,such system will adopt PC one to N technology.by changing outer equipment,dummy channel technology simulates testing,and visualize and output the result, to achieve convenience,lower cost and fulfill the high-speed automatic testing need.
The article is mainly research the design principle of automatic testing system and its realization method.
Hardware of testing system includes three prints: industrial control svstem. testing display system and testing machine holder。
Software of testing system included tour parts: collateral testing main control program、collateral testing module adjustment program、collateral testing module initialization program、collateral testing module operation container.
Testing system adopts industrial control machine system, it includes "testing and use" data collection equipment and dummy device technology, to transform physical parameters collected by different kinds of sensors into electric signals which can be transferred by cable,and make adjustment to noese、signal、linearity 'and nonlinearity by replacement components.Make full use of linearity extendable technology and calculation capability of computer. Adopt mainstream computer technology, combine innovative、flexible、modularized software system,pluralize linearity popular used currently, including USB,PCI E,PCI and PXI.Adopt multi-functions data collection card, realize high quality and high precision data collection. By dummy channel technology, save real tools, to achieve high testing effectiveness,strong extendable capability, easier operation, perfect quality ensured automatic testing requirement.
Industrial control system realizes the comparison between collected signal and standard,to display the output result of system by testing such as terminal display、sound alarm、light signal alarm etc.
Testing machine holder is purely machine structured:part of testing machine holder can be changed at any moment,to achieve that one machine can test kinds of products at the time. It is assembled a testing PCBA in the machine holder, for washing nachine product with key,it also needs to increase a set of completed key-press device, and use air drive control,to ensure the testing validity for the key-press. Moreover, it can adjust the height and place of the key-press device according to different products, so as to lower down cost and make full use of the machine.
For part of signal collection, this system adopts collateral testing method, data collection card put the data directly to data buffer by DMA method. When a task is collecting data,other tasks can not require to collect data at the same time.Then data collection card is controlled by DMA IC, till to the collection is finished. Therefore, CPU can not send data collection order to the data collection card, only the collection process is over, the control right will return to CPU, then to collect from the testing object to meet our need.
During signal collection process,there are many special practical situations, that needs to improve and correspond to the system and product tested.lake ihe display board as an example,it needs to insiall a power board+corresponding testing board. use video frequency to collect data. For power board testing, testing to part of wire is critical,for example the start voltage of transformer,measuring of wave shape(PCBA adopts operation adjustment module,this part influences product service time)
在经过认真分析与充分讨论后,我们力求研制一种自动测试系统,该测试系统采用PC—拖N技术,通过更换测试外设,以虚拟通道技术模拟测试,并将结果可视化输出，达到方便快捷,成本低廉,以及满足高速自动化测试的要求。
本文主要研究了自动测试系统的设计原理及相应工程的实现方法。
测试系统的硬件组成有三部分：分别为工控机系统和测试显示系统及测试机架。
测试系统的软件构成有四部分：并行测试主控制程序、并行测试模块调用程序、并行测试模块初始化程序、并行测试模块运行容器。
测试系统所所采用的工控机系统中包含即测即用数据采集设备以及虚拟仪器技术,将各种各样的传感器采集的物理参数转换为可以通过传输线传送的电信号,并通过补偿元件,对噪声、信号、线形和非线形误差做调理及校准；充分利用了计算机强大的总线扩展技术和计算能力。使用主流计算机技术,结合创新的、灵活的、模块化的软件系统,兼容现在最广泛使用的总线,包括USB,PCI E,PCI和PXI。使用多功能数据采集卡,达到高质量高精度的数据采集。通过虚拟通道技术,省缺真实工装，达到测试效率高,可扩展性强,操作简便,完美质量保证的自动化测试要求。
工控机系统实现对采集信号与标准的比较,通过终端显示、声音报警、光信号报警等测试显示系统输出结果。
测试机架为纯机械构成：测试机架部分可随时更换,以满足一台工控系统可同时测量多种产品需求,在该机架内部安装对应测试PCBA对于带按键的洗衣机产品,测试机架需加一套完整的按键打点设备,采用气动控制,保证按键的测试的有效性。并能依据不同产品对打点设备进行高度和位置调节,达到低成本,有效利用的目的。
对于信号采集部分,本系统采用并行测试方法，数据采集卡通过DMA方式将采集数据直接送至数据缓冲区,当一个Task正在进行数据采集时,其他Task不能同时要求采集卡采集数据。此时数据采集卡由DMA芯片主控,直至采集结束。因此,CPU无法向数据采集卡发送数据采集命令,只有当数据采集过程结束后,控制权才能回到CPU,从而能够对被测对象进行实时采集,来满足我们的需求
在信号采集中,有很多特殊的实际工况,需要对系统和被测产品进行改进与对应。比如对于显示板,则需要安装POwer板+对应测试显示板,使用视频捕捉采集。对于电源板测试,线路部分的测试是非常关键的,比如变压器的启动电压,波形量测(PCBA采用运放调理模块,此部分关系到产品可持续服务的时间)。
本文的设计的家电用模糊控制电子模块的自动化测试系统,采用了开放工业标准的计算机虚拟仪器技术,其灵活性和可扩展性是传统仪器无法比拟的,相比传统的测试方法,此方案具有很好的价格优势和极大的灵活性,应用前景十分广阔。
Currently,fuzzy control electronic module used by domestic home appliance is more and more poptilar.The electronic module can tightly follow the step of changes of technologies—IT technology,frequency conversion technology etc.—of the intormation time, which makes it to be the fashion pronoun of home appliance.While in industrial production,testing equipments of the similar products depend on testing tools with simulation load. There will be much more and kinds of testing tools, more operators,lower effectiveness,and more frequent changes of tools,that causes the management cost be lower.For the quality, parts of functions can not he covered. hor example,result from LCD display screen is depending on inspector's visual management only, while inspector's tiredness cowld affect it a lot,so the quality can not be ensured sufficiently.
After serious analysis and sufficient discuss,it is needed to develop an automatic testing system,such system will adopt PC one to N technology.by changing outer equipment,dummy channel technology simulates testing,and visualize and output the result, to achieve convenience,lower cost and fulfill the high-speed automatic testing need.
The article is mainly research the design principle of automatic testing system and its realization method.
Hardware of testing system includes three prints: industrial control svstem. testing display system and testing machine holder。
Software of testing system included tour parts: collateral testing main control program、collateral testing module adjustment program、collateral testing module initialization program、collateral testing module operation container.
Testing system adopts industrial control machine system, it includes "testing and use" data collection equipment and dummy device technology, to transform physical parameters collected by different kinds of sensors into electric signals which can be transferred by cable,and make adjustment to noese、signal、linearity 'and nonlinearity by replacement components.Make full use of linearity extendable technology and calculation capability of computer. Adopt mainstream computer technology, combine innovative、flexible、modularized software system,pluralize linearity popular used currently, including USB,PCI E,PCI and PXI.Adopt multi-functions data collection card, realize high quality and high precision data collection. By dummy channel technology, save real tools, to achieve high testing effectiveness,strong extendable capability, easier operation, perfect quality ensured automatic testing requirement.
Industrial control system realizes the comparison between collected signal and standard,to display the output result of system by testing such as terminal display、sound alarm、light signal alarm etc.
Testing machine holder is purely machine structured:part of testing machine holder can be changed at any moment,to achieve that one machine can test kinds of products at the time. It is assembled a testing PCBA in the machine holder, for washing nachine product with key,it also needs to increase a set of completed key-press device, and use air drive control,to ensure the testing validity for the key-press. Moreover, it can adjust the height and place of the key-press device according to different products, so as to lower down cost and make full use of the machine.
For part of signal collection, this system adopts collateral testing method, data collection card put the data directly to data buffer by DMA method. When a task is collecting data,other tasks can not require to collect data at the same time.Then data collection card is controlled by DMA IC, till to the collection is finished. Therefore, CPU can not send data collection order to the data collection card, only the collection process is over, the control right will return to CPU, then to collect from the testing object to meet our need.
During signal collection process,there are many special practical situations, that needs to improve and correspond to the system and product tested.lake ihe display board as an example,it needs to insiall a power board+corresponding testing board. use video frequency to collect data. For power board testing, testing to part of wire is critical,for example the start voltage of transformer,measuring of wave shape(PCBA adopts operation adjustment module,this part influences product service time)
引文
[1]模拟电子技术基础(新坐标大学本科电子信息类业系列教材)作者：王济浩出版社：清华大学出版社 出版时间：2009年03月
[2]数字电子技术(电子信息高等学校教材)作者：曾令琴 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年04月
[3]电子技术基础/一图一题学电路作者：黄丽出版社：化学工业出版社 出版时间：2009年03月
[4]FX系列PLC的链接通信及VB图形监控(附光盘)作者：郭昌荣 改编：吴作明出版社：北京航空航天大学 出版时间：2008年05月
[5]李立宗,VB程序设计教程(高等院校理工科公共基础课教材)出版社：南开大学出版社 出版时间：2009年02月
[6]传感器与现代检测技术(电子信息高等学校教材)作者：陶红艳//余成波出版社：清华大学出版社出版时间：2009年03月
[7]现代电路理论与设计(高等学校教材电子信息)作者：杨志民//马义德//张… 出版社：清华大学出版社出版时间：2009年02月
[8]现代电路理论与设计(高等学校教材电子信息)作者：杨志民//马义德//张… 出版社：清华大学出版社出版时间：2009年02月
[9]电子系统设计—专题篇(十一五高等院校规划教材)作者：黄虎//奚大顺//曾国… 出版社：北京航空航天大学出版时间：2009年02月
[10]单片机原理接口技术及应用(21世纪高等学校电子信息类规划教材含C51)作者：杨学昭//王东云出版社：西安电子科技大学出版社出版时间：2009年02月
[11]电测仪表及其应用/工业测量及仪表实用技术丛书作者：杨世海//程彦华出版社：中国电力出版社 出版时间：2009年02月
[12]C语言程序设计--教学测量与评估作者：孟朝霞出版社：国防工业出版社 出版时间：2009年01月
[13]电子测量技术基础(21世纪高等学校电子信息类规划教材)作者：张永瑞 出版社：西安电子科技大学出版社 出版时间：2009年01月
[14]电气测量仪表使用实训(电工电子类专业世纪英才模块式技能实训中职系列教材)作者：蔡清水//杨承毅出版社：人民邮电出版社出版时间：2009年01月
[15]电工仪表及测量(高等学校十一五精品规划教材)作者：周启龙出版社：中国水利水电出版社出版时间：2008年07月
[16]模糊理论基础/模糊理论与工程系列丛书作者：作者：胡宝清编出版社：武汉大学出版社出版时间：2004年10月
[17]模糊理论与工程系列丛书作者：出版社：武汉大学出版社出版时间：2003年10月
[18]自动测试系统--硬件及软件技术(研究生教学用书)作者：秦红磊//路辉//郎荣玲出版社：高等教育出版社出版时间：2007年10月
[19]计算机自动测试(国防科工委十五规划教材)作者：张毅刚//彭喜元//乔… 出版社：哈尔滨工业大学出版社出版时间：2006年05月
[20]Visual Basic2005与自动化系统曰监控(附光盘RS-232串行通信)作者：陈立元//范逸之//廖… 出版社：清华大学出版社出版时间：2008年04月
[21]通信原理(第6版)同步辅导及习题全解(新版)／高校经典教材同步辅导丛书/九章丛书作者：王颖惠//牛丽英出版社：中国水利水电出版社 出版时间：2009年01月
[22]Windows网络与通信程序设计作者：王艳平 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年01月
[23]通信设备接口技术及其应用(精)作者：郭诠水 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年01月
[24]Labview程序设计与应用作者：杨乐平主编出版社：北京电子工业出版社出版时间：2001年
[25]Labview7.1编程与虚拟仪器设计作者：侯国屏主编出版社：清华大学出版社 出版时间：2005年
[2]数字电子技术(电子信息高等学校教材)作者：曾令琴 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年04月
[3]电子技术基础/一图一题学电路作者：黄丽出版社：化学工业出版社 出版时间：2009年03月
[4]FX系列PLC的链接通信及VB图形监控(附光盘)作者：郭昌荣 改编：吴作明出版社：北京航空航天大学 出版时间：2008年05月
[5]李立宗,VB程序设计教程(高等院校理工科公共基础课教材)出版社：南开大学出版社 出版时间：2009年02月
[6]传感器与现代检测技术(电子信息高等学校教材)作者：陶红艳//余成波出版社：清华大学出版社出版时间：2009年03月
[7]现代电路理论与设计(高等学校教材电子信息)作者：杨志民//马义德//张… 出版社：清华大学出版社出版时间：2009年02月
[8]现代电路理论与设计(高等学校教材电子信息)作者：杨志民//马义德//张… 出版社：清华大学出版社出版时间：2009年02月
[9]电子系统设计—专题篇(十一五高等院校规划教材)作者：黄虎//奚大顺//曾国… 出版社：北京航空航天大学出版时间：2009年02月
[10]单片机原理接口技术及应用(21世纪高等学校电子信息类规划教材含C51)作者：杨学昭//王东云出版社：西安电子科技大学出版社出版时间：2009年02月
[11]电测仪表及其应用/工业测量及仪表实用技术丛书作者：杨世海//程彦华出版社：中国电力出版社 出版时间：2009年02月
[12]C语言程序设计--教学测量与评估作者：孟朝霞出版社：国防工业出版社 出版时间：2009年01月
[13]电子测量技术基础(21世纪高等学校电子信息类规划教材)作者：张永瑞 出版社：西安电子科技大学出版社 出版时间：2009年01月
[14]电气测量仪表使用实训(电工电子类专业世纪英才模块式技能实训中职系列教材)作者：蔡清水//杨承毅出版社：人民邮电出版社出版时间：2009年01月
[15]电工仪表及测量(高等学校十一五精品规划教材)作者：周启龙出版社：中国水利水电出版社出版时间：2008年07月
[16]模糊理论基础/模糊理论与工程系列丛书作者：作者：胡宝清编出版社：武汉大学出版社出版时间：2004年10月
[17]模糊理论与工程系列丛书作者：出版社：武汉大学出版社出版时间：2003年10月
[18]自动测试系统--硬件及软件技术(研究生教学用书)作者：秦红磊//路辉//郎荣玲出版社：高等教育出版社出版时间：2007年10月
[19]计算机自动测试(国防科工委十五规划教材)作者：张毅刚//彭喜元//乔… 出版社：哈尔滨工业大学出版社出版时间：2006年05月
[20]Visual Basic2005与自动化系统曰监控(附光盘RS-232串行通信)作者：陈立元//范逸之//廖… 出版社：清华大学出版社出版时间：2008年04月
[21]通信原理(第6版)同步辅导及习题全解(新版)／高校经典教材同步辅导丛书/九章丛书作者：王颖惠//牛丽英出版社：中国水利水电出版社 出版时间：2009年01月
[22]Windows网络与通信程序设计作者：王艳平 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年01月
[23]通信设备接口技术及其应用(精)作者：郭诠水 出版社：人民邮电出版社 出版时间：2009年01月
[24]Labview程序设计与应用作者：杨乐平主编出版社：北京电子工业出版社出版时间：2001年
[25]Labview7.1编程与虚拟仪器设计作者：侯国屏主编出版社：清华大学出版社 出版时间：2005年