电源计数器故障检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及一种用于检测电源计数器故障的装置，尤其涉及一种电源计数器故障检测系统及其方法，属于电源检测领域。

背景技术：

随着科学技术的高速发展，设备的检测呈现出功能综合、技术先进、结构复杂、价格昂贵、更新换代快等特点，因此对设备检测人员的能力提出了更高的要求。基于故障仿真的检测技术通过获取系统在测试条件下故障状态的响应输出，并以此为基础设计系统完成故障单元的自动检测，具有检测效率高、故障定位精确等特点；基于半实物仿真的设备保障方式采用一定的方法实现各类故障的仿真，解决了实装训练中故障设置困难、维修人员缺少故障排除练习机会等难题，具有真实感强、与实装接近、成本低等特点。建模是仿真的基础，仿真是建模的重要目的之一，二者是密不可分的。系统建模是通过对实际系统的分析或观测，在忽略次要因素的基础上用数学或物理的方法进行描述，从而获得与实际系统近似或简化的模型。所建立的模型，实际上是根据研究目的而确立的模型，是对系统某一方面本质属性的抽象描述。而仿真是利用模型再现实际系统中发生的本质过程，实质就是对模型的运转，应用于系统的测试、分析或训练，系统可以是真实系统或由模型实现的真实和概念系统。

故障建模最初是在故障诊断中提出的概念，是对系统中各类失效模式建立故障模型的过程。故障建模技术作为故障诊断技术的基础，伴随着故障诊断技术的发展，故障建模技术不断得到发展，应用对象也逐渐扩大。按照建模方法分，现有基本模型主要有定量模型、定性模型、因果依赖模型、结构模型、多信号流图模型等。

系统建模仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对实际的或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估和维护活动的一门多学科的综合性技术。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种可以检测电源检测器故障的装置或系统。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种电源计数器故障检测系统，主要由单片机控制器、总线控制系统、信号调理电路、供电系统、PC机、LED显示器以及各类连接电缆组成，所述总线控制系统分别与信号调理电路、供电系统、PC机、LED显示器以及被测对象连接，所述供电系统通过单片机控制器与LED显示器和PC机连接。

本发明同时提供了一种电源计数器故障的检测方法，所述方法通过电源计数器故障检测系统来实现，具体包括以下步骤：

步骤一、在被测电路板接口电缆连接完毕以及系统正常上电后，PC机通过串行通讯向单片机控制器发送相应的测试执行指令；

步骤二、单片机控制器接收到指令后，通过软件解算出检测控制信号，该信号作为调理电路的输入信号Ⅰ，经过信号调理电路调制处理后的输出信号Ⅰ即为被测对象的测试输入激励信号；

步骤三、测试输出作为调理电路的输入信号Ⅱ，经过信号调理电路调制处理后的输出信号Ⅱ送回单片机控制器，作为测试信号与控制器中的软件故障模型输出作比较处理；

步骤四、所述步骤三的比较处理结果用来判断被测对象是否产生故障，若有故障继而解算出产生故障的元器件单元组合，最终以定义过的故障代码形式在LED中显示出来；

步骤五、通过串行通讯将故障代码送回PC机，整个系统的信号流传输都是在总线控制下完成的，过流检测电路时刻保护着系统总线，以免产生过大的电流从而损坏部分器件。

相较于现有技术，本发明提供的电源计数器故障检测系统和方法，引入了邻接矩阵来表示各环节之间信号的有向传递关系，用于分析所定义故障信号的有效性，实现了电源计数器电路板级故障检测的自动开展。

附图说明

图1为本发明电源计数器故障检测系统结构示意图；

图2为控制器与总线组成框图。

具体实施方式

本发明提供一种电源计数器故障检测系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的电源计数器故障检测系统，硬件主要由单片机控制器、总线控制系统、信号调理电路、供电系统、PC机、LED显示以及各类连接电缆组成，如图1所示。

故障检测系统的工作大致按如下流程进行：在被测电路板接口电缆连接完毕以及系统正常上电后，PC机通过串行通讯向单片机控制器发送相应的测试执行指令，单片机控制器接收到指令后，通过软件解算出检测控制信号，该信号作为调理电路的输入信号Ⅰ，经过信号调理电路调制处理后的输出信号Ⅰ即为被测对象的测试输入激励信号，测试输出作为调理电路的输入信号Ⅱ，经过信号调理电路调制处理后的输出信号Ⅱ送回单片机控制器，作为测试信号与控制器中的软件故障模型输出作比较处理，结果用来判断被测对象是否产生故障，若有故障继而解算出产生故障的元器件单元组合，最终以定义过的故障代码形式在LED中显示出来，与此同时通过串行通讯将故障代码送回PC机，整个系统的信号流传输都是在总线控制下完成的，过流检测电路时刻保护着系统总线，以免产生过大的电流从而损坏部分器件。

系统控制器主要完成与PC机的串行通讯、检测控制信号的发送、测试信号的接收与比较处理以及故障代码的LED显示，要求所有信号以总线控制的形式在系统中传输，完成控制器与总线的设计，为电路板级故障检测的展开提供控制与信号处理平台。

控制器与总线的组成如图2所示，系统以ATmega128单片机为主控芯片，选用74CBT16210多路信号开关芯片作为总线控制器。基于软件编程完成整个控制过程的算法设计，PC机通过MAX485接口芯片的电平转换向单片机控制器发送检测执行指令，经过软件解算输出对应的检测控制信号，该信号包括总线片选信号和未调理的测试激励输入信号，经调理适配后通过总线送至被测电路板作为激励输入，被测电路板的激励响应输出经调理适配后通过总线送回单片机，作为测试信号与软件故障模型输出作比较处理，从而解算出相应的故障代码并送回PC机，同时在LED模块中显示故障代码。

通过对被测对象的工作原理分析可知，在角速度板、光码接收板、激光接收板以及电源计数器电路板中的端口输入输出信号中，主要有模拟电压信号（低压高压都有）、电源信号、PWM信号、数字TTL信号、数字脉冲信号、数字时序信号。对于部分数字信号，可直接作为单片机控制器的输入输出连接至被测对象，例如TTL信号、脉冲信号等；对于模拟信号以及部分数字信号，需要经过调理电路的适配处理，才能加载至被测对象以及送回单片机进行比较处理。

检测系统各部件以及被测电路板的工作电压各有差异，通过设计程控电源为各部件及被测电路板提供适配的工作电压，并实现供电的可控调节，为电路板故障检测系统的展开提供基本的条件，另外设计过流检测电路是为了防止总线中产生过大电流，以免造成系统中元器件的损坏，为系统提供可靠性保护。

本发明提供的电源计数器故障检测系统和方法，引入了邻接矩阵来表示各环节之间信号的有向传递关系，用于分析所定义故障信号的有效性，实现了电源计数器电路板级故障检测的自动开展。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。