ZPW—2000A型自动闭塞系统中变压器自动测试系统的设计与实现

摘 要：ZPW-2000A型自动闭塞系统是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情进行的技术再开发，拥有自主知识产权的铁路信号产品。该系统中的变压器，是决定产品质量的重要组件。文章围绕ZPW-2000A型自动闭塞系统变压器的自动测试系统的设计进行了阐述。通过分析生产企业实际需求，利用当前的相关技术，制订了该系统设计的原则和目标。该自动测试系统主要包括上位机和下位机。

关键词：上位机；下位机；自动测试；变压器

随着铁路跨越式发展，铁路运输已经向着高速、高密和重载的方向发展，铁路信号作为铁路运输生产的一个生产部门，在铁路现代化建设和国民经济发展中起着极其重要的作用。ZPW-2000A型自动闭塞系统中的重要部件变压器的测试环节将更显重要，其质量不仅关系到整个产品的质量，更关系到铁路的行车安全。提高铁路列车运行的安全性、舒适性，不仅需要可靠性高的列车和质量高的线路，还需要有可靠、安全的信号设备来指导列车的运行。

1 系统的总体设计

根据总体需求分析和总体系统规划，变压器自动测试系统功能总体设计分为：分析实现部分与控制采集部分。分析实现部分由上位机组成，用来发出测试指令、接收结果数据并提供测试结果统计及输出。控制采集部分为两部分：下位机和测试仪表。下位机用来接受上位机发出的测试指令，完成对测试通路的检测；测试仪表用来通过接收上位机的指令，并将所得测试结果反馈至上位机。总体框架图如图1所示。

图1 变压器自动测试系统总体框架图

上位机即人可以直接发出控制命令的计算机。采用高级语言Visual Basic6.0作为本测试系统的上位机开发软件，上位机软件可以分为三个层面，即：表示层、中间层、数据层。

下位机由控制板和接口板组成。控制板通过串口接受由上位机发出的指令，通过继电器电路板完成控制动作及测试通路的检测。控制板为高性价比、低耗能的RSIC处理器即为ARM，接口板接收上位机发送的测试指令。

测试仪表选用Agilent 33220A型万用表，带USB通讯口；Agilent 34401A型万用表，带串行通讯口。

2 系统的实现

2.1 上位机的实现

根据软件设计，将上位机划分为：表示层、中间层、数据层。

2.1.1 表示层实现：表示层即人机界面。

2.1.2 中间层实现：中间层可以分为两个部分：设备管理和测试管理。设备管理部分功能是完成设备参数设置和初始化；测试管理主要完成对于对应产品的测试，给出对应测试结果。

2.1.3 数据层实现：该层主要负责管理测试数据的存储及统计及用户的管理。通过ADO data控件实现与ACCESS数据库的连接，然后使用SQL命令语句完成对数据库的测试数据的存储、查询、统计、打印功能。

2.2 下位机硬件实现

2.2.1 控制板的实现

控制板的硬件核心平台采用处理器S3C440box。下位机的SDRAM采用HY57V281620芯片。主要负责接收上位机发送的指令，依据指令控制接口继电器动作。

2.2.2 接口板的实现

接口板由自行设计的继电器阵列组成，主要完成由控制板发出的各项指令，完成对应变压器测试通路的检测。

2.2.3 串行接口的实现

上位机串口通信通过在窗体界面中加入MSComm控件。通过系统设定1位停止位、8位数据位、传输参数为9600、缓冲区为1024、无校验；下位机串口通信通过ARM的串口通信硬件部分的电平转换芯片采用MAX-3232。

3 系统的测试

测试方案如表1所示。

表1 系统测试方案

业务描述测试重点用例描述测试准备工作测试数据。通过连接变压器及电感与上位机交互并分析输出结果来验证应用程序。测试输入数据、程序及输出是否都是正确的。查看系统资源占用情况及测试结果。通过SQL Server准备好数据文件。生产变压器和电感系统测试的主要内容：正确性测试，程序可持续性，可控性，符合性，易用性。

性能评价也是性能测试，它对事务处理速率、响应时间和与时间相关的其他需求进行评测。性能评价的目标是核实性能需求是否都已经满足。

4 结束语

自动测试技术是当前计算机软件及硬件技术的完美结合，更多应用于社会的各种产品测试中，ZPW-2000A型自动闭塞系统变压器感自动测试系统紧密结合需求，创造了经济效益和社会效益。并且自行研制的测试系统下位机也可以应用于其他相同类产品的自动测试系统中，为提高铁路信号产品的质量和安全提供了保障。

参考文献

[1]李行善，于劲松.ATS（自动测试系统）及ATE技术[J].电子产品世界，2002（3）：30-32.

[2]范逸之，廖锦棋.Visual Basic硬件设计与开发—数据采集卡控制[M].北京：清华大学出版社，2004.

[3]于明.ARM9嵌入式系统设计与开发教程[M].北京：电子工业出版社，2006.

作者简介：姜洋（1976-），男，天津市，沈阳铁路信号有限责任公司工程师，研究方向：电子新产品的研发与测试。