某型燈光告警計算機測試系統(tǒng)設計研究

陳林，葉成世，孫凱革，王桂芳

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

燈光告警計算機是某型飛機燈光告警系統(tǒng)的核心部件，通過采集飛機危險級、警告級、注意級、提示級的告警信號，綜合處理并按優(yōu)先級次序輸出，控制并點亮所有危險級和影響飛行安全的警告級、注意級、提示級告警燈。告警計算機內部電路復雜，亟需設計一套告警計算機自動測試系統(tǒng)對產品功能、性能參數(shù)、故障情況等進行檢查。

本文設計的測試系統(tǒng)支持對產品功能和性能指標進行檢查，能夠模擬產生上位機所需的輸入激勵信號，實現(xiàn)告警計算機檢燈功能、離散告警功能、1553B 總線告警功能、429總線數(shù)據(jù)接收功能、復位功能、燈光告警優(yōu)先級邏輯、交聯(lián)系統(tǒng)通信功能、軟件版本請求功能等測試需求。

1 測試系統(tǒng)需求分析

燈光告警計算機通過主控板模塊和從控板模塊同時接收來自機電系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的離散告警信號、告警燈盒的復位信號，結合輸入輸出板模塊傳輸過來的RS485 總線告警信號，進行告警邏輯判斷，并輸出離散點燈信號到告警燈盒。同時，通過HB6096 總線傳送至多功能顯示器，供其在應急時備份顯示。從控板模塊為主控板模塊的熱備份，一旦主控板模塊失效，立即切換至從控板模塊。

輸入輸出板模塊通過GJB289A 接收來自綜合任務處理機的總線告警信息，然后通過RS485 總線傳至主控板和從控板。輸入輸出板模塊還充當綜合任務處理機與照明管理計算機、告警信號電源裝置之間的數(shù)據(jù)中轉。電源板模塊接收機上雙路+28VDC 電源，給主控板模塊、從控板模塊和輸入輸出板模塊供電。告警計算機通過RS232 總線進行程序在線升級。

燈光告警計算機系統(tǒng)交聯(lián)框圖見圖1。

測試系統(tǒng)支持告警計算機各項性能檢測，可以快速定位故障元器件、驗證產品電氣性能指標，具有通用化、模塊化的設計特點。通過對告警計算機工作原理、外部接口連接關系的分析，確定測試系統(tǒng)需要達到的測試指標要求，具體如下：

（1）離散量輸入：48 路地/開離散量輸入信號，接地有效，開路為無效狀態(tài)。

（2）1533B 總線：2 路雙向、直接耦合的1533B 總線需求。

（3）ARINC429 總線：2 路雙向、直接耦合的ARINC429總線需求。

（4）串口：3 路雙向、通訊速率可配置的RS422 串口總線，3 路雙向通訊速率可配置的RS232 串口總線，2 路雙向通訊速率可配置的RS485 串口總線需求。

圖1 燈光告警計算機系統(tǒng)交聯(lián)框圖

2 測試系統(tǒng)硬件設計

2.1 測試系統(tǒng)電氣設計

測試系統(tǒng)電氣原理設計框圖如圖2 所示，設備主要包括程控電源、電源總控箱、調理箱、工控機、顯示器、鼠標/鍵盤。

工控機是測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，接收調理箱送來的離散量信號、模擬量信號和總線信號，經過數(shù)據(jù)處理后發(fā)送至調理箱。工控機與顯示器、鍵盤及鼠標組成一個人機交互系統(tǒng)，通過人機界面，控制實現(xiàn)對被測對象的功能/性能測試。

2.2 測試系統(tǒng)主要電路

2.2.1 工控機

工控機采用集成設計方式，基于cPCI 總線，使其滿足測試系統(tǒng)功能需要分析的目標要求。工控機主要包括機箱、控制板、離散量輸入輸出板、1533B 通訊板、ARINC429 通訊板、串口通訊板等組成。

2.2.2 控制板

控制板選用cPCI-3510D/4700E/M8 板卡，該板卡是基于cPCI 總線的系統(tǒng)主板，支持Win7/8 及32/64 位等多種操作系統(tǒng)，具有四核處理器，支持IPMI 對系統(tǒng)進行系統(tǒng)健康監(jiān)控，支持系統(tǒng)/外設槽。

2.2.3 離散量、模擬量板卡

根據(jù)功能需求分析，測試系統(tǒng)選用1 塊HK-H5121A-S3離散量輸入板卡、2 塊HK-H5121A-S2 離散量輸出板卡和1 塊HK-H5176 模擬量輸出板卡。

圖2 測試系統(tǒng)電氣原理設計框圖

2.2.4 通訊板卡

根據(jù)功能需求分析，通訊板卡選用1533B 總線通訊板卡（HK-H5273）、ARINC429 總線通訊板卡（HK-H5272）、串口總線通訊板卡（HK-H5276）等各1 塊，且留有余量。

2.2.5 調理箱電路設計

調理箱包括電源調理分配模塊和對內對外接口電路。電源調理分配模塊對兩路28VDC 電源進行調理分配，然后分配至測試系統(tǒng)各功能模塊使用和被測對象供電。對內對外接口電路用于被測對象的供電、離散量信號、信號、以太網和總線信號的接收和發(fā)送。圖3 為地/開離散量輸入實現(xiàn)原理圖。

圖3 地/開離散量輸入實現(xiàn)原理圖

3 測試系統(tǒng)軟件設計

軟件系統(tǒng)采用Windows 7 操作系統(tǒng)作為開發(fā)背景，主程序采用圖形化編程語言C++/LABVIEW 進行開發(fā)，軟件模式為生產者消費者，底層調用通用化測試驅動進行數(shù)據(jù)采集。軟件基本工作流程如圖4 所示。

4 主要性能測試驗證

4.1 告警功能自動測試

如圖5 所示，告警功能自動測試是檢測設備軟件根據(jù)用戶選定的測試任務文件，按步驟自動執(zhí)行每一步測試操作，并自動記錄數(shù)據(jù)、判斷分析顯示測試結果等，最終形成測試報告。整個測試過程由檢測設備軟件控制實現(xiàn)，不需要用戶手動控制。

4.2 離散告警信息手動測試

離散告警信息手動測試用于用戶選擇功能項獨立測試。該測試方式提供獨立的測試界面，通過測試界面的人機交互，用戶可選擇單個或多個功能項，手動操作完成測試。檢測設備軟件將測試的結果顯示在界面供用戶查看。

圖4 測試系統(tǒng)軟件工作流程圖

圖5 告警功能測試界面圖

4.3 MFL 和PFL 信息傳輸測試

在“維護信息/性能指標手動測試”界面和“1553B 告警信息手動測試”界面內，用戶可選擇單個或多個功能項，手動操作完成測試，檢驗燈光告警計算機MFL 和PFL 信息傳輸是否正常。

5 結語

本文通過對燈光告警計算機信號接口、功能結構以及性能測試指標的分析研究，設計研制一套告警計算機的測試系統(tǒng)。通過試驗驗證，該測試系統(tǒng)能夠滿足燈光告警計算機各項性能參數(shù)的測試要求。目前，該系統(tǒng)已用于某型燈光告警計算機修理測試中。