基于LabVIEW的BCU单板测试与诊断试验台的开发

3. 测试实现自动测试和手动测试，有条件的最大程度的向用户开放底层硬件控制权，方便二次开发；

　　4. 利用NI公司提供的基于Intel酷睿双核处理器T9400的高性能处理器主板，实现多线程操作，加快测试速率；

　　5. 测试智能化，系统支持测试数据保存打印，测试报告自动生成等辅助功能；

　　6. 采用触摸屏作为人机界面，界面丰富友好。

　　三． BCU单板测试系统的整体设计

　　在组建BCU自动测试系统时，必须考虑硬件平台的通用性与扩展性。整个平台能适应被测设备本身状态的变化，同时在现有硬件资源的基础上具有较强的扩展升级能力，并满足系统的小型化需求。本系统采用内嵌式控制方式以及3U的PXI模块，数据采集单元、信号模拟单元均基于PXI总线，并在PXI机箱内实现，这是整个自动测试系统的核心。

　　本系统采用内嵌式控制方式以及基于PXI总线的3U PXI数据采集模块，数据采集单元、信号模拟单元均在PXI机箱内实现。系统采用的PXI数据采集板卡及功能如下表所示（继电器、控制器除外）。

　　3.1 硬件的总体设计

　　本系统采用PXI总线，并引用PXI嵌入式工控机。在硬件资源方面采用基于PXI总线的功能强大的模块化虚拟仪器，充分发挥了PXI总线的优势，从而为电路板进行准确、快速的测试提供硬件保障。测试系统主要由以下几部分组成：主控单元主要对信号进行处理和分析，信号输出部分是给被测板提供激励信号，信号采集部分是采集被测板卡的输出信号，信号调理板是对信号进行调理及接口转换，电源部分是给被测试板卡、数字板卡及转接板供电。系统总体设计结构如图2所示。

　表2是针对系统通用资源的最小所需通道数的统计。

　　本系统主要包括电源模块，五块被测板卡，一块转接板，一个PXI总线机箱，一个触摸液晶显示器和一台打印机等。被测板卡通过调理板卡与PXI总线机箱里的各种采集、输出、测量板卡进行连接，上层软件采用LABVIEW进行编程，实现系统的自动化测试，触摸液晶显示器是人机交互界面，打印机可以将测试结果进行打印输出。

　　图2 BCU单板测试系统结构图

　　3.2 软件的总体设计

　　测试系统的参数设定、仪器配置、测试激励的产生、响应数据的采集、测试结果的判断、故障定位和报表生成等，都是在系统软件的控制下完成的。本测试系统将动车组制动控制单元的检测细化到电路板级，本测试系统的软件设计遵循模块化设计原则，采用LabVIEW开发环境进行编程，采用软件编程方式极大限度的对硬件资源进行配置和使用，使系统的通用型、可重用性以及可拓展性得到极大的提高，设计了丰富的人机交互界面，保证试验操作直观简单，并且能实时显示测试数据、定位故障回路。

　　测试软件主要由电路板自动测试模块、测试信息维护模块、人机交互模块等三个模块构成，设计了包括测试过程管理控制软件、测试子程序以及数据管理等子程序，并可自动生成报表，便于查询与打印。软件主要功能模块示意图如图3所示。

　　为提高系统的兼容性和可拓展性，本实验针对测试过程中的数据流设计了详细的数据维护系统。用户可以根据测试需求，通过主控计算机对测试数据进行读取、存储、分析，并生成测试报表及打印；用户也可以登陆系统，添加或删除相关测试信息，对测试数据进行维护和修改。

　　图3 软件功能流程

　　四． 试验台开发实现及成果展示

　　下面从模拟量测量和PWM量测量两个方面，详细论述利用NI公司PXI数据采集系统以及LabVIEW图形化开发平台开发BCU单板测试过程。

　　4.1 模拟量测量

　　模拟量测量包括模拟量输出、模拟量采集两个硬件驱动，以及软件滤波三个重要环节。模拟量输出包括0-10V正弦波和方波、0-10V直流电压及10-30mA电流。采用NI公司PXI-6723模块以及相应V/I转换模块完成模拟输出。模拟量测试包括0-20V电压、10-30mA电流、0-700mA电流，采用PXI-6220板卡，并且配合相应的传感器、调理电路完成模拟量采集。模拟量输出及采集功能框图如图4所示：

　　图4 模拟量输出及采集功能框图

　　在测量CPU板EP电流输出时，激励信号需要模拟列车数字量输入，速度输入信号和再生反馈电压信号。且要同时提供以上输入信号，被测板EP阀才能产生EP阀输出电流。因此需要并行执行输出检测操作，检测在轴速变化过程中EP电流的输出。采用LabVIEW中提供的硬件驱动以及相关函数库，可以实现简洁的实现激励信号的并行输出以及EP电流的采集。

　　图5 模拟量输出及采集程序

由于电流传感器传输距离较长，线路会引入部分噪声，采用LabVIEW中自带的信号分析和处理工具包，设置滤波模式为低通滤波器