门机变频器测试系统及方法与流程

本发明涉及变频器测试技术领域，特别涉及一种门机变频器测试系统及方法。

背景技术：

门机变频器是用于电梯的门机系统的驱动器。门机变频器在出厂前要进行严格的测试以确保变频器的功能无缺陷。门机变频器的测试项主要包括门信号测试、门负载测试等，同时，对于一些配置有强制风冷散热系统的门机变频器而言，强制风冷散热系统的测试也必不可少。

传统的门机变频器测试需要搭建门系统，用于提供门信号等，并且对于不同功率的门机变频器，因为要测试驱动器(变频器)的驱动模块，就需要搭建不同的电梯门系统，导致测试占地大、成本高。对于一些既支持异步电机又支持同步电机的门机变频器而言，还需要拆换门系统上的电机，对整个门系统的稳定性造成了影响，测试效率低下。此外，由于搭建的电梯门系统为机械装置，对防护措施的要求较高，如果防护措施未做好，测试时容易导致工伤等的风险。

传统的门机变频器的强制风冷散热系统的测试方法，由于变频器采用全封闭设计，不易察觉风扇的启动，所以是由测试人员手压变频器的外壳，通过仔细分辨是否有震动来实现，该种测试方法十分不可靠，容易出现漏测或者误判。

传统的测试方法是人工手动测试，因此需要测试人员手动输入大量的参数，加之测试步骤繁多，难以在生产测试中推广，并且当有测试项变更时，需下发生产测试文件并进行现场培训，存在人力物力的浪费。此外测试结束后，还需要测试人员手动填写测试数据，不宜记录详细的测试数据，难以满足对于测试结果进行分析的需求。

技术实现要素：

本发明部分实施方式的目的在于提供一种门机变频器测试系统及方法，通过上位机、模拟门信号测试板以及门负载模拟子系统模拟门测试信号以及门负载，从而实现门机变频器的自动测试，不仅大幅降低门机变频器测试的人力、物力成本，而且有利于提高测试效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种门机变频器测试系统，包括：待测门机变频器、上位机、模拟门信号测试板和门负载模拟子系统；所述上位机连接于所述模拟门信号测试板，所述模拟门信号测试板连接于所述待测门机变频器；所述上位机包括：门信号控制模块和门负载控制模块；所述门信号控制模块用于输出门测试信号，所述模拟门信号测试板用于接收所述门测试信号并用于根据所述门测试信号触发所述待测门机变频器；其中，所述门测试信号为模拟的门信号；所述模拟门信号测试板还用于接收所述待测门机变频器的反馈信号并将所述反馈信号传输至所述门信号控制模块；所述门信号控制模块用于根据所述反馈信号调节所述门测试信号；所述门负载模拟子系统连接于所述待测门机变频器和所述上位机；所述门负载模拟子系统用于调节所述门负载模拟子系统的输出负载。

本发明的实施方式还提供了一种门机变频器测试方法，包括：将待测门机变频器分别连接于模拟门信号测试板、门负载模拟子系统以及上位机，将所述模拟门信号测试板、门负载模拟子系统分别连接于所述上位机；启动所述上位机对所述待测门机变频器进行测试；其中，所述上位机用于通过所述模拟门信号测试板向所述待测门机变频器输出门测试信号，以及接收并处理所述待测门机变频器的反馈信号；所述上位机还用于调节所述门负载模拟子系统的输出负载。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过上位机和模拟门信号测试板来模拟不同的电梯门信号，以及通过上位机中的门负载控制模块和门负载模拟子系统来模拟不同的门负载，从而省去了实际搭建电梯门系统的各种人力、物力成本，节约测试场地所需空间，提高门机变频器测试效率以及安全性。

另外，所述模拟门信号测试板包括：第一通信接口、输出接口、反馈信号接收接口；所述输出接口和所述反馈信号接收接口均连接于所述待测门机变频器；所述第一通信接口连接于所述上位机；其中，所述第一通信接口用于接收所述门信号控制模块输出的门测试信号；所述输出接口用于根据所述第一通信接口接收到的门测试信号触发所述待测门机变频器；所述反馈信号接收接口用于接收所述待测门机变频器的反馈信号；所述第一通信接口还用于将所述待测门机变频器的反馈信号进行格式转换后输出至所述门信号控制模块。由此，通过所述门信号测试板可以将门信号控制模块输出的门测试信号输出至待测变频器，从而实现对于待测变频器的控制，同时，通过门信号测试板还可以接收待测变频器的反馈信号，并将反馈信号反馈至上位机中的门信号控制模块，从而可以模拟待测变频器的闭环测试。

另外，所述门负载模拟子系统包括：电机制动装置和制动调节器；所述制动调节器连接于所述上位机和所述电机制动装置；其中，所述制动调节器用于根据所述门负载控制模块确定的负载调节所述电机制动装置的输出负载。由此，通过上位机对制动调节器进行控制，从而使得电机制动装置输出不同的负载，以满足待测门机变频器的测试要求，进而可以省去拆换不同电机的人力、物理成本，同时有利于保证测试系统的稳定性。

另外，所述电机制动装置为滑差电机或者磁粉制动器。滑差电机或者磁粉制动器可以输出不同的门负载，便于满足待测门机变频器的测试要求。

另外，所述制动调节器为数字直流调压器。数字直流调压器可以控制电机制动装置输出不同的门负载。

另外，所述待测门机变频器安装有风冷装置；所述上位机包括：风冷测试模块；所述测试系统还包括用于检测所述待测门机变频器温度的温度检测模块；所述温度检测模块连接于所述上位机；所述风冷测试模块用于根据所述温度检测模块检测到的温度判断所述风冷装置是否正常工作。通过实际检测门机变频器的温度来判断门机变频器中的风冷装置的运行状况，可以提高风冷装置测试的覆盖率和准确性。

另外，所述风冷测试模块包括升温速度判断子模块和/或过温判断子模块；所述升温速度判断子模块用于判断所述待测门机变频器在第一预设时间内升高的温度是否大于或者等于第一预设阈值，如果所述升高的温度大于或者等于第一预设阈值，则确定所述风冷装置未正常工作；所述过温判断子模块用于判断所述待测门机变频器在第二预设时间内达到的最高温度是否大于或者等于第二预设阈值，如果所述过温判断子模块判断出所述达到的最高温度大于或者等于第二预设阈值，则确定所述风冷装置未正常工作。在门机变频器工作时，通过门机变频器内温度升高的速度以及达到的最高温度值，可以有效判断风冷装置正常工作与否。

另外，所述门信号控制模块包括：门宽自学习时序控制子模块和循环运行时序控制子模块；所述门宽自学习时序控制子模块用于根据所述待测门机变频器的门宽自学习模式控制所述门测试信号的输出时序；所述循环运行时序控制子模块用于根据循环运行模式控制所述门测试信号的输出时序。通过门宽自学习以及循环运行控制，可以有效测试门机变频器的功能。

另外，所述上位机还包括复位模块；所述待测门机变频器连接于所述上位机，所述复位模块用于控制所述待测门机变频器复位、所述模拟门信号测试板复位以及门负载模拟子系统复位。通过上位机对待测门机变频器、模拟门信号测试板以及门负载模拟子系统进行复位，在提高测试安全性的同时，有利于提高测试效率。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式门机变频器测试系统的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式门机变频器测试系统的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式门机变频器测试系统的一种测试方法流程图；

图4是根据本发明第二实施方式门机变频器测试系统中待测门机变频器与模拟门信号测试板的接线示意图；

图5是根据本发明第二实施方式门信号控制模块输出的一种门测试信号的时序图；

图6是根据本发明第二实施方式待测门机变频器中风冷装置正常工作与否的温度曲线示意图；

图7是根据本发明第三实施方式门机变频器测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种门机变频器测试系统，其可应用于各种电梯门的变频器的测试。

如图1所示，该门机变频器测试系统包括：待测门机变频器1、上位机2、模拟门信号测试板3和门负载模拟子系统4。上位机2连接于模拟门信号测试板3，模拟门信号测试板3连接于待测门机变频器1。门负载模拟子系统连接于待测门机变频器1和上位机2。

其中，上位机2包括：门信号控制模块20和门负载控制模块21。门信号控制模块用于输出门测试信号，模拟门信号测试板用于接收门测试信号并用于根据门测试信号触发待测门机变频器。其中，门测试信号为模拟的门信号。模拟门信号测试板还用于接收待测门机变频器的反馈信号并将反馈信号传输至门信号控制模块，门信号控制模块用于根据反馈信号调节门测试信号。门负载控制模块4用于调节门负载模拟子系统的输出负载。

本实施方式中，上位机可以为装载有Labview软件的计算机。该计算机包括处理器、存储器、通信接口等。门信号控制模块20和门负载控制模块21可以为由Labview编写的控制程序，其可运行于该计算机中。

模拟门信号测试板与上位机通过通信接口进行通信，从而实现向待测门机变频器发送门测试信号以及接收待测门机变频器的反馈信号。

本实施方式中的门负载模拟子系统可以通过通信接口与上位机通信，且门负载模拟子系统可由上位机中的门负载控制模块控制，从而输出不同的门负载，以模拟实际电梯门系统中的不同功率的电机。

本实施方式，通过上位机、门负载模拟子系统，模拟门信号测试板组成了可模拟电梯门的各种门信号以及门负载的测试系统，实现了对门机变频器的自动测试。由此，不仅可以省去搭建实体电梯门系统的各种人力、物力成本，降低测试场地需求，而且，由于测试系统能够实现自动测试，所以还可以提高测试效率以及测试安全性。

本发明的第二实施方式涉及一种门机变频器测试系统。第二实施方式在第一实施方式的基础上做出改进，主要改进之处在于：在第二实施方式中，对模拟门信号测试板和门负载模拟子系统做出进一步限定，从而使得本实施方式的门机变频器测试系统易于实施。

如图2所示，本实施方式的门机变频器测试系统包括：待测门机变频器1、上位机2、模拟门信号测试板3和门负载模拟子系统4。上位机2连接于模拟门信号测试板3，模拟门信号测试板3连接于待测门机变频器1。门负载模拟子系统连接于待测门机变频器1和上位机2。

其中，上位机2包括：门信号控制模块20、门负载控制模块21和复位模块22。门信号控制模块20用于输出门测试信号，模拟门信号测试板3用于接收门测试信号并用于根据门测试信号触发待测门机变频器1。其中，门测试信号为模拟的门信号。模拟门信号测试板3还用于接收待测门机变频器1的反馈信号并将反馈信号传输至门信号控制模块20，门信号控制模块20用于根据反馈信号调节门测试信号。门负载控制模块4用于调节门负载模拟子系统的输出负载。

本实施方式中，模拟门信号测试板3包括：第一通信接口30、输出接口31、反馈信号接收接口32。输出接口31和反馈信号接收接口32均连接于待测门机变频器1。第一通信接口30连接于上位机2。第一通信接口30用于接收门信号控制模块20输出的门测试信号。输出接口31用于根据第一通信接口30接收到的门测试信号触发待测门机变频器1。反馈信号接收接口32用于接收待测门机变频器1的反馈信号。第一通信接口31还用于将待测门机变频器的反馈信号进行格式转换后输出至门信号控制模块。

本实施方式中，门负载模拟子系统4包括：电机制动装置40和制动调节器41。制动调节器41连接于上位机2和电机制动装置40。制动调节器41用于根据门负载控制模块21确定的负载调节电机制动装置40的输出负载。在实际应用中，电机制动装置40可以采用滑差电机或者磁粉制动器，制动调节器41可以采用数字直流调压器。

本实施方式中，门信号控制模块包括：门宽自学习时序控制子模块和循环运行时序控制子模块。门宽自学习时序控制子模块用于根据待测门机变频器的门宽自学习模式控制门测试信号的输出时序。循环运行时序控制子模块用于根据循环运行模式控制门测试信号的输出时序。待测门机变频器连接于上位机，复位模块22用于控制待测门机变频器1复位、模拟门信号测试板3复位以及门负载模拟子系统4复位。

在实际应用中，待测门机变频器中可以安装风冷装置、温度检测模块，温度检测模块用于检测待测门机变频器的温度。待测门机变频器连接于上位机。上位机还包括：风冷测试模块。风冷测试模块用于根据温度检测模块检测到的温度判断风冷装置是否正常工作。

具体而言，风冷测试模块可以包括升温速度判断子模块和/或过温判断子模块。升温速度判断子模块用于判断待测门机变频器在第一预设时间内升高的温度是否大于或者等于第一预设阈值，如果升温速度判断子模块判断出升高的温度大于或者等于第一预设阈值时，则确定风冷装置未正常工作，如果判断出升高的温度小于第一预设阈值时，则确定风冷装置正常工作。过温判断子模块用于判断待测门机变频器在第二预设时间内达到的最高温度是否大于或者等于第二预设阈值，如果过温判断子模块判断出达到的最高温度大于或者等于第二预设阈值时，则确定所述风冷装置未正常工作，如果判断出达到的最高温度小于第二预设阈值时，则确定风冷装置正常工作。

下面结合具体门机变频器的测试系统举例说明本实施方式的门机变频器测试系统的测试方法。

如图3所示，本实施方式的门机变频器测试系统的一种测试方法包括以下步骤：

步骤301：测试系统初始化。

步骤301中，由生产测试人员将待测门机变频器、上位机、模拟门信号测试板和门负载模拟子系统分别进行连接。

如图4所示为待测门机变频器与模拟门信号测试板和上位机连接示意图。其中，输出接口包括6路继电器输出，反馈信号接收接口包括4路数字量输入。待测门机变频的串口连接于上位机的第一USB接口USB1。模拟门信号测试板的串口连接于上位机的第二USB接口USB2。

如表1所示，为待测门机变频器各端子的定义。

表1

在接线完成之后，本实施方式的门机变频器测试系统上电。点击上位机中安装的自动测试软件开始测试，上位机进入自动测试流程。在自动测试过程中，首先，为了确保安全，上位机给数字直流调压器命令，使其无输出。同时给模拟门信号测试板上的单片机系统复位指令，复位所有的继电器输出端口，还需要给待测门机变频器参数复位指令，使其所有参数复位至默认值(比如为出厂值)。

在实际应用中，对于支持CAN通讯的门机变频器而言，本实施方式中的模拟门信号测试板可以用CAN通讯设备代替。即，上位机通过CAN通讯设备和待测门机变频器通讯。具体地，CAN通讯设备一端连接于上位机的USB通讯端口，另一端连接于待测门机变频器的CAN接口。此时，上位机提供的门测试信号和待测门机变频器的反馈信号由CAN通讯协议完成。也就是说，CAN通讯设备既可以向待测门机变频器输出门测试信号，也可以将待测门机变频器的反馈信号传输至上位机。对于待测门机变频器而言，要么使用DO和DI端子进行测试，要么使用CAN接口进行测试，两者选择其一即可，无需同时使用。对于待测门机变频器而言，门机命令方式可以由参数控制，例如选择端子模式时，门机命令(门测试信号)通过DO和DI端子提供，选择CAN模式时，门机命令通过CAN接口提供)

步骤302：修改测试参数。例如修改与测试相关的部分参数。其中，电机参数和编码器参数可以按照现场的参数修改，门机命令方式选择端子模式，其他参数可以使用默认参数。如前所述，当模拟门信号测试板采用CAN通讯设备时，则门机命令方式选择CAN模式。

步骤303：执行测试并判断是否有故障。步骤303中如果判断出测试到故障，则进入步骤305，步骤303中如果判断出未测试到故障，则进入步骤304。

下面对步骤303中的测试进行举例说明，应当理解，本实施方式对于待测门机变频器的具体测试项目不做限制。

步骤303中，包括门宽自学习模式测试。其中，上位机需要通过串口给待测门机变频器发送一条门宽自学习的指令，而待测门机变频器则会自动进行门宽自学习。上位机与模拟门信号测试板通讯，给出门测试信号时序(门宽自学习时序)，模拟门信号测试板按照该门宽自学习时序给待测门机变频器门测试信号。

步骤303中，还包括开关门循环测试。上位机与模拟门信号测试板通讯，给出开关门循环运行时序。模拟门信号测试板按照开关门循环运行时序给待测门机变频器门测试信号。

在步骤303中的在门宽自学习步骤中，待测门机变频器本身会有开关门信号，即图5中的开门信号和关门信号。在检测到待测门机变频器的运行状态时，比如检测到待测门机变频器输出的开门信号或者关门信号，判断出门宽自学习工作模式下门测试信号的时序所在位置，从而给出相应的开关门减速信号和开关门到位信号，具体步骤如下：

1)门宽自学习模式下，先进行关门，当在待测门机变频器发出关门信号时，开始计时，按照图5所示的时序，由上位机给关门减速信号和关门到位信号。当待测门机变频器反馈关门到位信号时，进入步骤2)

2)第一次关门到位后，门宽自学习模式下，会进行一次开门和关门。在待测门机变频器发出开门信号时，开始计时，上位机按照时序给出开门减速信号和开门到位信号。同时恢复之前给出的关门减速及关门到位信号。当待测门机变频器反馈开门到位信号时，进入步骤3)。

3)在待测门机变频器发出关门信号时，开始计时，上位机按照时序给出关门减速信号和关门到位信号。同时恢复之前给出的开门减速及开门到位信号。当待测门机变频器反馈关门到位信号时，步骤3)结束。

完成步骤1)至步骤3)之后，可在上位机中查询到待测门机变频器门宽自学习成功的信息。

在步骤303中的循环运行测试中，所有的门测试信号都需要由上位机输入。具体步骤如下：

a)上位机先给开门信号；过6秒，给开门减速信号；再过4秒，给出开门到位信号；当待测门机变频器反馈开门到位信号时，复位开门信号。

b)上位机收到待测门机变频器反馈的开门到位信号等待2秒，给关门信号，同时复位开门减速信号和开门到位信号；过6秒，给关门减速信号；再过4秒，给出关门到位信号；当待测门机变频器反馈关门到位信号时，复位关门信号。

c)上位机收到待测门机变频器反馈关门到位信号等待2秒，给开门信号，然后进入下一个循环，重复步骤a)至步骤c)。

步骤303中，进入循环运行测试后，上位机与数字调压器通讯，调节滑差电机励磁电流，调节滑差电机励磁电流的同时调节了待测门机变频器的负载，使得待测门机变频器工作于额定负载状态。

步骤303中，还可以包括待测门机变频器风冷装置测试。由于待测门机变频器需要在工作在额定负载后一段时间之后，待测门机变频器才会有较大的温升。因此，需要待测门机变频器在达到额定电流后开始计时。本系统中待测门机变频器在额定负载下运行10分钟，即相当于25个开关门循环测试。

步骤303中，还包括待测门机变频器风冷装置测试子步骤。

如图6所示，为通过试验数据得出的待测门机变频器中风冷装置正常工作以及风冷装置未工作时待测门机变频器的驱动模块温度变化的数据曲线。表二列出了图6中部分时间节点测到的温度值。

表二

参考表2所示的经验数据可以得出，待测门机变频器中的风冷装置正常工作时，待测门机变频器驱动模块在10分钟内的温度升高量不超过20℃，且驱动模块的最高温度不超过50℃。为了缩短测试时间，提高生产效率，还可以用曲线前端差别较大的一个点作为测试判断点。在测试过程中，可以每8秒采集一个温度值，在第75个点的时候，即运行了10分钟的时候，两条曲线已经有了较大的差别，可以用此时的数据作为判断依据。在温度和温度变化量(例如温升)两个数据中，温度变化量受环境温度的影响较小，所以可以在待测门机变频器在额定负载下运行10分钟时的温度变化量判断风冷装置是否正常工作。风冷测试可以采用以下子步骤：

I)在待测门机变频器刚上电时，立即读取温度检测模块采集到的温度T1。

II)在待测门机变频器在额定负载下运行10分钟之时，立即读取温度检测模块采集到的温度T2。

III)判断T2与T1之差是否小于20℃，如果小于，则判断风冷装置正常工作，如果大于等于20℃，则判断风冷装置未正常工作，进入步骤305。

需要说明的是，步骤303中风冷测试时，还可以根据风冷装置正常工作的工况以及未正常工作的工况设定对应的判断条件，从而判断风冷装置正常工作与否，本实施方式对这些不做限制。

需要说明的是，在步骤303中，任一测试项目中检测到待测变频器故障，则进入步骤305，否则步骤303测试结束后进入步骤304中。

步骤304：步骤303测试无故障时，进入步骤304，步骤304自动生成测试报表，记录步骤303中各测试项目的测试数据。比如，门宽自学习测试成功，循环运行测试成功等。

步骤305：记录故障。例如，当风冷测试故障时，记录风冷测试失败。

本实施方式通过上位机控制数字直流调压器控制滑差电机中的励磁电流，从而可以使得门负载模拟子系统输出不同的负载，同时上位机可以通过模拟门信号测试板向待测门机变频器输出门宽自学习、开关门循环测试等的门测试信号，此外，上位机还可以通过温度检测模块判断待测门机变频器的风冷装置是否正常工作，从而实现对于待测门机变频器的各种测试项目的测试。本实施方式的测试过程中，只需测试人员将测试治具接在相应的端子上，点击测试界面上的开始测试即可，一键完成测试，测试方法安全、可靠，对测试人员要求低，并且测试流程改变时，只需改变上位机中的软件流程，不需要对测试人员进行测试流程培训，节省人力成本以及培训成本，在测试结束后自动生成报表，详细记录每个测试项的测试结果，省去人为填写报表的麻烦。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种门机变频器测试方法，如图7所示，包括如下步骤：

步骤701：将待测门机变频器分别连接于模拟门信号测试板、门负载模拟子系统以及上位机。将模拟门信号测试板、门负载模拟子系统分别连接于上位机。

步骤701中，可以根据待测门机变频器上的各端子的定义，将待测门机变频器连接于模拟门信号测试板、门负载模拟子系统以及上位机。模拟门信号测试板、门负载模拟子系统均可以通过串口连接于上位机的USB接口。具体的接线方法此处不再赘述。

步骤702：启动上位机对待测门机变频器进行测试。步骤702中，可以通过Labview等的软件设计自动测试程序。在启动自动测试程序之后，可以自动执行对于待测门机变频器的初始化、操作人员可以根据待测门机变频器的具体类型修改响应的测试参数，然后一步一步地完成例如门宽自学习模式，开关门循环运行模式、风冷测试等的测试，并且可以在测试成功时，生成测试报表，在测试失败时，记录测试故障，便于维修人员进行故障分析和维修。

本实施方式不需要搭建复杂、庞大的实体电梯门系统，仅需要少量的接线，通过上位机的控制，即可实现对于门机变频器的各项功能测试，有利于节省人力、物力、测试场地，同时还可以提高测试安全性，测试效率等。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。