全机电缆分布式自动测试系统软件设计

　　0　引　　言

　　全机电缆完整性测试,是对机上电缆的导通性、绝缘性、耐压性等进行完好性测试,是确保飞机可靠性、保障飞行安全的重要工作。大型飞机的测点有几万点,如果仍采用传统的手动测试,效率极低,且十分容易造成错检、漏检。目前,国际上已有电缆自动测试设备,但价格昂贵,且想要获取技术支持比较困难;而国内尚无针对全机电缆的自动电缆测试设备,特别是没有分布式的电缆测试产品[1]。随着ARJ21新支线飞机生产和大型客机的研制,以及各种军机型号的陆续推出,国内对电缆自动测试设备的需求日益增加,也对全机电缆测试技术提出了新的要求。为了满足市场的需要以及提升国内电缆自动测试技术水平,我们研制一套符合飞机总装现场需求的分布式结构的电缆自动测试系统。该系统采用一台测试主机及多台测试终端的结构,以一对多的主从模式控制整个电缆测试过程。分布式的应用,方便了用户使用,而且由于减少了转接电缆长度从而为用户节约成本;但是,分布式也因为增加了导线长度以及引入通讯总线等外界因素,而增加了测试系统研制的难度[2]。另外,本系统具有智能化识别转接电缆地址的功能,实现转接电缆到分布式测试终端的任意连接。为了提高测试速度、测试精确性以及系统的可靠性、经济性,我们研制的分布式系统根据设备性能的需要,采用了多种操作系统。我们必须考虑如何将各种操作系统和编程语言有机地融为一体,协调地工作,以确保导通测试的速率要求和高压测试的准确性。因此,本系统软件的设计,是实现电缆分布式自动测试的关键。本文将介绍建立该软件平台的系统硬件基础、软件总体设计思路,以及其中的关键技术———同步控制。

　　1　全机电缆分布式自动测试系统概述

　　飞机上的电缆分布在机身各个部位,因此电缆测点数量庞大且遍布在整个飞机。我们采用分布式测试模式代替传统的集中式测量,整个系统的结构图如图1所示。

　　整个系统由上位机、测试主机和分布式终端组成。上位机与测试主机之间使用以太网通讯,传输控制命令和测试结果。测试主机与分布式终端之间用模拟总线和CAN通讯总线连接。分布式终端通过转接电缆将机上测点连接到自动测试系统。

　　上位机为工控机,其主要功能是通过人机交互界面进行测试的显示控制,并通过以太网将控制命令下载到测试主机。它不一定要放在总装车间飞机旁边,也可以布置在专用操作室,以方便操作人员使用。

　　测试主机包含各类测试板卡、通讯板卡、程控高压源、控制板卡等实现测试功能的主要部件,执行测试命令,是测试系统的核心[3]。测试主机主要完成程控电源控制、测试信号产生、对各扩展柜的开关控制以及实现各种测试功能。分布式测试终端完成被测点的接入功能,它们分布在飞机需要测试的部位,如前机身,机翼和发动机等部位,从而可以缩短转接电缆的长度,降低转接电缆的成本。分布式测试终端根据机上测点密集程度可以设计为连接不同数目的测试点(如500点或1 500点等)[4]。在测试过程中,系统按照用户选择的测试程序,自动地对设定的各个测试点进行功能测试[5],记录并显示测试结果,具有高度的智能化。在单次测量中,上位机通过以太网将控制命令传输给测试主机;测试主机接收并解析控制命令,完成硬件配置,并将测点地址信息通过CAN总线发送到终端机[6];测试终端收到测点地址信息后,对相应继电器开关操作,完成测试终端与转接电缆的连接。测试完成后,测试主机通知终端机继电器复位,并将测试结果传输给上位机,同时等待接收下一条控制命令。