专利名称：用于可编程逻辑控制器模拟量模块的自动测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及可编程逻辑控制器(PLC)的模拟量模块的功能和性能测试，具体地， 涉及一种用于可编程逻辑控制器(PLC)中模拟量模块的自动测试系统及方法。
背景技术：
PLC的模拟量模块是用来对输入的模拟电压/电流进行测量和按照设定数值输出 相应的模拟电压/电流的模块，模拟量模块一般包含多个通道，并且通道分为两种类型用 于输入模拟量的输入通道和用于输出模拟量的输出通道。模拟量模块主要通过输入通道将 外部输入的模拟电压或电流值按线性比例转换为相应的数值并进行测量、以及通过输出通 道将用户设定的数值按线性比例转换为相应的模拟电压或电流值并进行输出。在对PLC的模拟量模块进行功能和性能测试时，需要测试包括转换误差、温度偏 移、稳定性等多个项目，而且模拟量模块通常具有多路输入通道和多路输出通道，因此在完 全手动测试情况下，完成一个模拟量模块的测试，不但具有非常巨大的工作量，而且较易出 现测量错误。
发明内容
针对上述的缺点和不足，本发明提出了一种用于可编程逻辑控制器中模拟量模块 的、集成了控制平台和测试平台的自动测试系统及方法。通过一个测试者交互界面接收用 户设定的测试参数，控制测试过程所要用到的测试设备协同工作，依据一定的脚本文件实 施测试过程，并将测试结果保存到文档中，从而实现模拟量模块的功能和性能测试的自动 化。该脚本文件定义了需要测试的项目名字及该项目测试的流程。此脚本文件可由使用者 自由添加和修改。具体地，根据本发明一个方面，提供一种对装配在具有CPU模块的可编程逻辑控 制器系统中的模拟量模块进行测试的自动测试系统，其中所述模拟量模块包含多个可设置 的输入/输出通道，所述自动测试系统的特征在于包括上位控制计算机，安装有控制平台 软件，设置用于测试的各种参数，发布指令以实现相应的输出或测量动作，接收测试结果、 根据测试结果对模拟量模块的功能和性能做出判断；可编程直流信号源，接收上位控制计 算机发出的指令和参数来设定输出为电压或电流模式、设定并输出设定的电压/电流信号 值到模拟量模块的输入通道；数字万用表，接收上位控制计算机发出的指令来设定测量模 式为电压或电流模式，并测量模拟量模块输出通道输出的相应的电压或电流信号，并将测 量值返回到上位控制计算机；通道及电压/电流模式切换控制板，通过接收上位控制计算 机发出的指令来切换测试通道和切换电压/电流接线模式；通信接口装置，用于在上位控 制计算机和包括可编程直流信号源、数字万用表、通道及电压/电流模式切换控制板在内 的辅助设备、被测量的模拟量模块之间进行通信，传递用于测试的参数、指令和测试结果。 其中，上位控制计算机通过通信接口装置读取可编程逻辑控制器模拟量模块的输入通道的 电压或电流测量值的转换值，或者将设定数值传递给模拟量模块的输出通道以转换为相应
6大小的电压或电流。其中所述的自动测试系统还包括可编程直流电源，通过通信接口装置接收上位 控制计算机发出的指令和参数来设定并输出设定的电源值，为被测量的模拟量模块提供直 流电源。其中所述的自动测试系统还包括可控温箱，当对模拟量模块进行测试时，将模拟 量模块放入其中，通过接收上位控制计算机发出的指令和参数来为模拟量模块设定测试环 境的目标温度和湿度，并实时反馈当前温度和湿度至上位控制计算机，以使上位控制计算 机在检测到可控温箱达到目标温度和目标湿度环境时启动模拟量模块的测量。其中所述通信接口装置是上位控制计算机主板自带的接口，或是由上位控制计算 机通过其它设备扩展出来。上位计算机和各辅助设备通过它进行连接并进行数据通信。其中所述控制平台软件是通过编程语言来开发实现。所述自动测试系统的测试流 程依照脚本文件的描述进行实施。其中所述控制平台软件对可编程直流电源、可编程直流信号源、数字万用表、可控 温箱或通道及电压/电流模式切换控制板的配置参数进行导入和导出操作。根据本发明一个方面，提供一种对装配在具有CPU模块的可编程逻辑控制器系统 中的模拟量模块进行测试的自动测试方法，其中所述模拟量模块包含多个可设置的输入/ 输出通道，所述自动测试方法包括步骤根据测试需要判断是否使用可控温箱、可编程直流 电源，并进行相应的设置；判断是进行所述模拟量模块的电压模式测试还是电流模式测试， 并进行相应的测试；测试之后，若使用可控温箱，则停止可控温箱；若使用可编程直流电 源，则关闭可编程直流电源；根据测试结果生成一报表，并根据测试结果对模拟量模块的功 能和性能做出判断结果分析报告。其中所述电压模式测试包括步骤将被测模拟量模块配置为电压模式；判断是进行被测模拟量模块的输入通道的电压模式测量还是被测模拟量模块的 输出通道的电压模式测量；若进行输入通道的电压模式测量，则设置可编程直流信号源为电压模式；设置第一个待测电压值至可编程直流信号源，并控制可编程直流信号源以打开可 编程直流信号源的输出进而输出所设置的待测电压值；依次进行被测模拟量模块的各个输 入通道的测试；关闭可编程直流信号源的输出以停止输出所设置的待测电压值；判断是否是最后一个待测电压值；若判断不是最后一个待测电压值，则设置下一个待测电压值至可编程直流信号 源，并控制可编程直流信号源以打开可编程直流信号源的输出进而输出所设置的待测电压 值，依次进行被测模拟量模块的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源的输出以停 止输出所设置的待测电压值；返回判断是否是最后一个待测电压值的步骤，直至完成最后一个待测电压值为 止；复位可编程直流信号源，
若进行输出通道的电压模式测量，则设置数字万用表为电压模式；设置通道及电压/电流模式切换控制板上的用于数字万用表的接线为电压模式， 设置第一个输出电压设定值至被测模拟量模块的所有输出通道，依次进行被测模拟量模块 的各个输出通道的测试；判断是否是最后一个输出电压设定值；若判断不是最后一个输出电压设定值，则设置下一个输出电压设定值至被测模拟 量模块的所有输出通道，依次进行被测模拟量模块的各个输出通道的测试；返回判断是否是最后一个输出电压设定值的步骤，直至完成最后一个待测电压值 为止；设置0设定值至被测模拟量模块的所有输出通道；复位通道及电压/电流模式切换控制板上的用于数字万用表的接线；复位数字万用表。其中依次进行被测模拟量模块的各个输入通道的测试步骤包括开始一个输入通道的测试；设置被测输入通道为电压模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板上接通被测输入通道；从可编程逻辑控制器中读取被测模拟量模块的被测输入通道输入的电压信号的 测量转换值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板上关断被测输入通道；在通道及电压/电流模式切换控制板上复位被测输入通道模式接线。其中依次进行被测模拟量模块的各个输出通道的测试的步骤包括开始一个输出通道的测试；设置被测输入通道为电压模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板上接通被测输出通道；从数字万用表中读取被测模拟量模块的被测输出通道输出的电压信号的测量 值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板上关断被测输出通道；在通道及电压/电流模式切换控制板上复位被测输出通道模式接线。其中所述电流模式测试包括步骤将被测模拟量模块配置为电流模式；判断是进行被测模拟量模块的输入通道的电流模式测量还是被测模拟量模块的 输出通道的电流模式测量；若进行输入通道的电流模式测量，则设置可编程直流信号源为电流模式；设置第一个待测电流值至可编程直流信号源，并控制可编程直流信号源以打开可 编程直流信号源的输出进而输出所设置的待测电流值；依次进行被测模拟量模块的各个输
8入通道的测试；关闭可编程直流信号源的输出以停止输出所设置的待测电流值；判断是否是最后一个待测电流值；若判断不是最后一个待测电流值，则设置下一个待测电流值至可编程直流信号 源，并控制可编程直流信号源以打开可编程直流信号源的输出进而输出所设置的待测电流 值，依次进行被测模拟量模块的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源的输出以停 止输出所设置的待测电流值；返回判断是否是最后一个待测电流值的步骤，直至完成最后一个待测电流值为 止；复位可编程直流信号源；若进行输出通道的电流模式测量，则设置数字万用表为电流模式；设置通道及电压/电流模式切换控制板上的用于数字万用表的接线为电流模式， 设置第一个输出电流设定值至被测模拟量模块7的所有输出通道，依次进行被测模拟量模 块的各个输出通道的测试判断是否是最后一个输出电流设定值；若判断不是最后一个输出电流设定值，则设置下一个输出电流设定值至被测模拟 量模块的所有输出通道，依次进行被测模拟量模块的各个输出通道的测试；返回判断是否是最后一个输出电流设定值的步骤，直至完成最后一个待测电流值 为止；设置0设定值至被测模拟量模块的所有输出通道；复位通道及电压/电流模式切换控制板上的用于数字万用表的接线；复位数字万用表。其中依次进行被测模拟量模块的各个输入通道的测试步骤包括开始一个输入通道的测试；设置被测输入通道为电流模式接线； 在通道及电压/电流模式切换控制板上接通被测输入通道；从可编程逻辑控制器中读取被测模拟量模块的被测输入通道输入的电流信号的 测量转换值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板上关断被测输入通道；在通道及电压/电流模式切换控制板上复位被测输入通道模式接线，其中依次进行被测模拟量模块 各个输出通道的测试的步骤包括开始一个输出通道的测试；设置被测输入通道为电流模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板上接通被测输出通道；从数字万用表中读取被测模拟量模块的被测输出通道输出的电流信号的测量 值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；
在通道及电压/电流模式切换控制板上关断被测输出通道；在通道及电压/电流模式切换控制板上复位被测输出通道模式接线。根据本发明的上述技术方案，能够实现从人工测试到自动测试的转变，不仅可以 大大提高PLC模拟量模块的测试效率，增加测试覆盖面，而且提高了测试结果的准确性。
通过下面结合附图对示例实施例的详细描述，将更好地理解本发明。应当清楚地 理解，所描述的示例实施例仅仅是作为说明和示例，而本发明不限于此。本发明的精神和范 围仅仅由所附权利要求书的具体内容限定。下面描述附图的简要说明，其中图1是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试系统的示意图；图2是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试方法的工作流 程总图；图3是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试方法的关于电 压模式测试的工作流程图；图4是图3中关于输入通道电压模式测试的工作流程图；图5是图3中关于输出通道电压模式测试的工作流程图；图6是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试系统的测试者 界面示意图。
具体实施例方式现在将详细介绍本发明的示例实施例，其示例在附图中示出。下面参照附图描述 实施例以说明本发明。图1是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试系统的示意图。如图1所示，根据本发明的可编程逻辑控制器模拟量模块自动测试系统包括上位 控制计算机1、可编程直流电源2、可编程直流信号源3、数字万用表4、可控温箱5、通道及电 压/电流模式切换控制板6、置于可控温箱5内的被测模拟量模块7。根据本发明的模拟量 模块自动测试系统还包括用于上位控制计算机1与包括可编程直流电源2、可编程直流信 号源3、数字万用表4、可控温箱5、通道及电压/电流模式切换控制板6等用于测试的设备 进行通信的通信接口装置8。上位控制计算机1为控制平台，安装有适用于根据本发明的自动测试系统功能的 控制平台软件(其包括用于测试者的界面，如图6所示)，它是该系统的核心，所有的命令控 制信号均由此发出，所有的用于测量的设定数值/测量结果也均在此设定/最终获得并生 成测试结果报表，所述控制平台软件是通过编程语言进行开发实现的。用户首先根据被测 模拟量模块7的具体通道是电压还是电流量、是输入通道还是输出通道通过上位控制计算 机1 (具体为通过测试者界面)来设置通道及电压/电流模式切换控制板6 ；接着可以通过 上位控制计算机1 (也即通过该控制平台软件所生成的测试者界面)来选择针对某次测试 需要用到的设备，诸如可编程直流电源2、可编程直流信号源3、数字万用表4、可控温箱5等 等；然后给每个选择的设备配置相应参数，如模块供电电压、电压/电流测试点、测试时间、 测试温度，循环次数等；此后上位控制计算机1 (也即通过该控制平台软件)依据一定的程
10序步骤来控制所选择的各设备协同工作实施测试流程。上位控制计算机1通过通信接口装置8与各用于测试的设备、被测模拟量模块7 进行通信，对各设备、被测模拟量模块7发送指令、设定参数值或读取测量值，将测试结果 输出保存为报表文件，并根据测量值对模拟量模块7的功能和性能做出测试结果判断。图 1中所示的通信接口装置8与上位控制计算机1、各用于测试的设备、被测模拟量模块7之 间的连接关系仅仅是示意性的，本领域普通技术人员可以根据具体的配置或测试需要来修 改通信接口装置8与上位控制计算机1、各用于测试的设备、被测模拟量模块7之间的连接 关系，通信接口装置8可以是上位控制计算机主板自带的接口，也可由上位控制计算机通 过其它设备扩展出来。上位控制计算机和各辅助设备通过它进行连接并进行数据通信。如图1所示，上位控制计算机1根据被测模拟量模块7的测试项目通过通信接口 装置8设定可控温箱5的目标温度/读取可控温箱5的当前温度；上位控制计算机1根据 被测模拟量模块7的测试项目通过通信接口装置8读取被测模拟量模块7的输入通道的电 压或电流测量值的转换值，也可将设定数值传递给被测模拟量模块7的输出通道转换为相 应大小的电压或电流；上位控制计算机1根据被测模拟量模块7的测试项目通过通信接口 装置8设定可编程直流电源2并使可编程直流电源2输出设定的直流电源；上位控制计算 机1根据被测模拟量模块7的测试项目通过通信接口装置8来设定可编程直流信号源3使 其输出适当的电压/电流信号。上位控制计算机1根据被测模拟量模块7的测试项目通过 通信接口装置8控制通道及电压/电流模式切换控制板6的通道及电压/电流模式切换的 设置；上位控制计算机1根据被测模拟量模块7的测试项目通过通信接口装置8读取数字 万用表4的电压/电流测量值。可编程直流信号源3输出适当的电压/电流信号给通道及电压/电流模式切换控 制板6。可编程直流信号源3、数字万用表4、通道及电压/电流模式切换控制板6的公共地 端(Com端)连接在一起，或根据需要进行隔离。通道及电压/电流模式切换控制板6根据从上位控制计算机1接收的通道及电压 /电流模式切换的设置指令而改变接线方式来进一步地设置被测模拟量模块7的相应的输 入/输出通道或电流/电压模式的切换。从而使得被测模拟量模块7的输入通道通过通道 及电压/电流模式切换控制板6输入来自可编程直流信号源3的电压/电流信号或者使得 测试者设定的被测模拟量模块7的输出通道的电压或电流信号通过通道及电压/电流模式 切换控制板6输出到数字万用表4。数字万用表4测量电压/电流模式切换控制板6输出的与被测模拟量模块7输出 通道相关的电压/电流信号，并通过通信接口装置8输出到上位控制计算机1进行处理。根据上位控制计算机1通过通信接口装置8读取的被测模拟量模块7的输入通道 的电压/电流信号测量值的转换值、以及被测模拟量模块7的输出通道的电压/电流信号 的测量值，上位控制计算机1对被测模拟量模块7的输入通道和输出通道的功能和性能做 出判断。为了更加方便的配置各用于测试设备的参数，可以通过控制平台软件对各设备的 配置参数进行导入和导出操作。实施测试流程的脚本文件可以供测试者根据自己的需要进 行修改。可编程直流电源2、可编程直流信号源3、数字万用表4、可控温箱5和通道及电压/电流模式切换控制板6组成测试平台，属于用于测试的被控设备，主要通过接收上位控制 计算机1的控制平台软件发出的指令来实现相应的输出或测量动作。其作用分别如下(1)可编程直流电源2为被测模拟量模块7提供直流电源。通过接收上位控制计 算机1的控制平台软件发出的指令和参数来设定并输出设定的电源值。由于部分模拟量模 块不需要外部提供电源，因此可编程直流电源2属于可选设备。(2)可编程直流信号源3为被测模拟量模块7输入通道提供电压/电流输入信号。 通过接收上位控制计算机1的控制平台软件发出的指令和参数来设定输出为电压或电流 模式、设定并输出设定的电压/电流输入信号值。(3)数字万用表4用来测量被测模拟量模块7输出通道输出的电压/电流信号。 通过接收上位控制计算机1的控制平台软件发出的指令来设定测量信号为电压或电流模 式并返回测量值至控制平台软件。(4)可控温箱5用来为被测模拟量模块7提供不同温度和湿度的测试环境。通过 接收控制平台软件发出的指令和参数来设定温箱的目标温度和湿度，并实时反馈当前温度 和湿度至上位控制计算机1，以使上位控制计算机1在检测到温箱达到目标温度和目标湿 度环境时启动被测模拟量模块7的测量。如果是在普通的正常使用环境下测试被测模拟量 模块7，即不需要设置测试温度和湿度的时候，可以不使用可控温箱5。因此可控温箱5属 于可选设备。(5)通道及电压/电流模式切换控制板6是专用于根据本发明的模拟量模块自动 测试系统的，通过接收上位控制计算机1发出的指令来切换测试输入/输出通道和切换电 压/电流接线模式。被测模拟量模块7属于被测量的被控设备，它需要装配在具有CPU模块的PLC系 统中。PLC系统的CPU模块响应于从上位控制计算机1接收的指令和参数，向上位控制计算 机1返回输入通道电压/电流信号测量值的转换值，以及设定输出通道的电压/电流信号 数值。图2是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试方法的工作流 程总图。参见图2，开始模拟量模块的测试后，首先在步骤Si，在上位控制计算机1中自动 创建一报表文件。在步骤S2，上位控制计算机1根据需要判断是否使用可控温箱5。若不 使用可控温箱5，则进行步骤S5。若使用可控温箱5，则在步骤S3上位控制计算机1通过通 信接口装置8设置目标温度和湿度值至可控温箱5，并启动可控温箱5。接着在步骤S4上 位控制计算机1通过通信接口装置8实时检测在可控温箱5中是否到达目标温度和湿度。 若在步骤S4中检测到可控温箱5中未到达目标温度和湿度，则进行循环继续检测可控温箱 5中的温度和湿度。若在步骤S4中检测到可控温箱5中到达目标温度和湿度，则进行步骤 S5。在步骤S5中，上位控制计算机1根据需要判断是否使用可编程直流电源2。若不 使用可编程直流电源2，则进行步骤S7。若使用可编程直流电源2，则在步骤S6上位控制计 算机1通过通信接口装置8设置设定电源值至可编程直流电源2，并启动可编程直流电源2 输出相应的设定电源值至被测模拟量模块7。接着进行步骤S7。在步骤S7中，上位控制计算机1根据需要判断是否需要进行电压模式测试。若不 需要进行电压模式测试，则进行步骤S9。若需要进行电压模式测试，则在步骤S8进行电压模式测试。接着进行步骤S9。电压模式测试将参照图3-5进行详细描述。在步骤S9中，上位控制计算机1根据需要判断是否需要进行电流模式测试。若不 需要进行电流模式测试，则进行步骤Sll0若需要进行电流模式测试，则在步骤SlO进行电 流模式测试。接着进行步骤S11。电流模式测试与电压模式测试类似。在步骤Sll中，上位控制计算机1判断是否使用了可编程直流电源2。若没有使用 可编程直流电源2，则进行步骤S13。若使用了可编程直流电源2，则在步骤S12上位控制计 算机1通过通信接口装置8关闭可编程直流电源2。接着进行步骤S13。在步骤S13中，上位控制计算机1判断是否使用了可控温箱5。若没有使用可控温 箱5，则进行步骤S15。若使用了可控温箱5，则在步骤S14上位控制计算机1通过通信接口 装置8停止可控温箱5。接着进行步骤S15。在步骤S15中，上位控制计算机1根据测试结果生成报表，并根据测试结果对模拟 量模块7的功能和性能做出判断结果分析报告。接着在步骤S16中，上位控制计算机1通 过控制软件的用户界面弹出信息提示用户该测试项目已经完成。然后结束测量。图3是根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试方法的关于电 压模式测试的工作流程图。若在图2的步骤S7中，上位控制计算机1根据需要判断需要进 行电压模式测试，则转到图3的步骤S81。参见图3，在步骤S81中上位控制计算机1通过 通信接口装置8、可编程逻辑控制器中的CPU将被测模拟量模块7配置为电压模式。接着在 步骤S82，判断被测模拟量模块7的输入通道数是否大于0。若被测模拟量模块7的输入通 道数不大于0 (若被测模拟量模块7的输入通道数不大于0，即被测模拟量模块7的输入通 道数等于0，因为被测模拟量模块7的输入通道数不可能小于0)，则进行到步骤S90。若被 测模拟量模块7的输入通道数大于0，则上位控制计算机1通过通信接口装置8设置可编程 直流信号源3为电压模式。在步骤S84，上位控制计算机1通过通信接口装置8设置第一个 待测电压值至可编程直流信号源3，并控制可编程直流信号源3以打开可编程直流信号源3 的输出进而输出所设置的待测电压值。接着在步骤S85，依次进行被测模拟量模块7的各个 输入通道的测试，各个输入通道的测试将参照图4进行详细描述。接着在步骤S86，上位控 制计算机1关闭可编程直流信号源3的输出以停止输出所设置的待测电压值。在步骤S88 上位控制计算机1判断是否是最后一个待测电压值。若在步骤S88判断不是最后一个待测 电压值，则在步骤S87，上位控制计算机1通过通信接口装置8设置下一个待测电压值至可 编程直流信号源3，并控制可编程直流信号源3以打开可编程直流信号源3的输出进而输出 所设置的待测电压值，接着转到步骤S85，进行被测模拟量模块7的输入通道的测试。若在 步骤S88判断是最后一个待测电压值，则在步骤S89上位控制计算机1通过通信接口装置 8复位可编程直流信号源3。接着进行到步骤S90。在步骤S90，判断被测模拟量模块7的输出通道数是否大于0。若被测模拟量模块 7的输出通道数不大于0 (若被测模拟量模块7的输入通道数不大于0，即被测模拟量模块7 的输入通道数等于0，因为被测模拟量模块7的输入通道数不可能小于0)，则结束电压模式 测试，返回到图2的步骤S9。若被测模拟量模块7的输出通道数大于0，则在步骤S91上位 控制计算机1通过通信接口装置8设置数字万用表4为电压模式。在步骤S92，上位控制计 算机1通过通信接口装置8设置通道及电压/电流模式切换控制板6上的用于数字万用表 的接线为电压模式，并在步骤S93，上位控制计算机1通过通信接口装置8设置第一个输出电压设定值至被测模拟量模块7的所有输出通道。接着在步骤S94，依次进行被测模拟量模 块7的各个输出通道的测试，各个输出通道的测试将参照图5进行详细描述。接着在步骤 S96，上位控制计算机1判断是否是最后一个输出电压设定值。若在步骤S96判断不是最后 一个输出电压设定值，则在步骤S95，上位控制计算机1通过通信接口装置8设置下一个输 出电压设定值至被测模拟量模块7的所有输出通道，接着转到步骤S94，进行被测模拟量模 块7的输出通道的测试。若在步骤S96判断是最后一个输出电压设定值，则在步骤S97上 位控制计算机1通过通信接口装置8设置0设定值至被测模拟量模块7的所有输出通道， 并在步骤S98上位控制计算机1通过通信接口装置8复位通道及电压/电流模式切换控制 板6上的用于数字万用表的接线。接着在步骤S99上位控制计算机1通过通信接口装置8 复位数字万用表4。然后转到图2的步骤S9。图3描述了根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试方法的关 于电压模式测试的工作流程图，根据本发明的可编程逻辑控制器中模拟量模块的自动测试 方法的关于电流模式测试与上述电压模式测试类似，不同之处在于将被测模拟量模块7配 置为电流模式，将可编程直流信号源3配置为电流模式，将数字万用表设置为电流模式，将 通道及电压/电流模式切换控制板6上的用于数字万用表的接线设置为电压模式，其中涉 及的测量值以及设定值均为电流信号。图4是图3中关于输入通道电压模式测试的工作流程图。在图3的步骤S84之 后，转到图4，依次进行被测模拟量模块7的各个输入通道的测试。参见图4，在步骤S851， 开始第一个输入通道的测试。在步骤S852，上位控制计算机1通过通信接口装置8在通道 及电压/电流模式切换控制板6上设置被测输入通道为电压模式接线(若是关于电流模式 的测量，则设置为电流模式接线)。接着，在步骤S853，上位控制计算机1通过通信接口装 置8在通道及电压/电流模式切换控制板6上接通被测输入通道。在步骤S854上位控制 计算机1通过通信接口装置8从PLC中读取被测模拟量模块7的被测输入通道输入的电压 信号的测量转换值(若是关于电流模式的测量，则读取被测模拟量模块7的被测输入通道 输入的电流信号的测量转换值)。在步骤S855，上位控制计算机1记录测试条件及结果数 据至报表文件中。在步骤S856，上位控制计算机1通过通信接口装置8在通道及电压/电 流模式切换控制板6上关断被测输入通道。在步骤S857，上位控制计算机1通过通信接口 装置8在通道及电压/电流模式切换控制板6上复位被测输入通道模式接线，接着进行步 骤S859。在步骤S859，上位控制计算机1判断是否是最后一个输入通道，若是最后一个输 入通道，则转到图3的S86。若在步骤S859上位控制计算机1判断不是最后一个输入通道， 则在步骤S858，开始下一个输入通道的测试，接着转到步骤S852。图5是图3中关于输出通道电压模式测试的工作流程图。在图3的步骤S93之 后，转到图5，依次进行被测模拟量模块7的各个输出通道的测试。参见图5，在步骤S941， 开始第一个输出通道的测试。在步骤S852，上位控制计算机1通过通信接口装置8在通道 及电压/电流模式切换控制板6上设置被测输入通道为电压模式接线(若是关于电流模式 的测量，则设置为电流模式接线)。接着，在步骤S943，上位控制计算机1通过通信接口装 置8在通道及电压/电流模式切换控制板6上接通被测输出通道。在步骤S944上位控制 计算机1通过通信接口装置8从数字万用表4中读取被测模拟量模块7的被测输出通道输 出的电压信号的测量值(若是关于电流模式的测量，则读取被测模拟量模块7的被测输出
14通道输出的电流信号的测量值)。在步骤S945，上位控制计算机1记录测试条件及结果数 据至报表文件中。在步骤S946，上位控制计算机1通过通信接口装置8在通道及电压/电 流模式切换控制板6上关断被测输出通道。在步骤S947，上位控制计算机1通过通信接口 装置8在通道及电压/电流模式切换控制板6上复位被测输出通道模式接线，接着进行步 骤S949。在步骤S949，上位控制计算机1判断是否是最后一个输出通道，若是最后一个输 出通道，则转到图3的S96。若在步骤S949上位控制计算机1判断不是最后一个输入通道， 则在步骤S948，开始下一个输出通道的测试，接着转到步骤S942。根据图2-5描述了本发明的可编程逻辑控制器模拟量模块的自动测试方法。图 2-5仅仅是示意性的，本领域普通技术人员可以根据具体的配置或测试需要修改各个步骤 的顺序等等。图6是根据本发明的可编程逻辑控制器模拟量模块的自动测试系统的测试者界 面示意图。图2仅仅是示意性的，本领域普通技术人员可以根据具体的配置或测试需要、或 根据个人喜好来修改其界面结构和风格。本发明的可编程逻辑控制器模拟量模块的自动测试系统及方法能够实现从人工 测试到自动测试的转变，不仅可以大大提高PLC模拟量模块的测试效率，增加测试覆盖面， 而且提高了测试结果的准确性。虽然已经图示和描述了所考虑的本发明的示例实施例，但是本领域技术人员可以 理解，随着技术的进步，可以作出各种变更和修改并可以用等价物替换其元素而不背离本 发明的真实范围。
权利要求
一种对装配在具有CPU模块的可编程逻辑控制器系统中的模拟量模块(7)进行测试的自动测试系统，其中所述模拟量模块(7)包含多个可设置的输入/输出通道，所述自动测试系统的特征在于包括上位控制计算机(1)，安装有控制平台软件，设置用于测试的各种参数，发布指令以实现相应的输出或测量动作，接收测试结果、根据测试结果对模拟量模块(7)的功能和性能做出判断；可编程直流信号源(3)，接收上位控制计算机(1)发出的指令和参数来设定输出为电压或电流模式、设定并输出设定的电压/电流信号值到模拟量模块(7)的输入通道；数字万用表(4)，接收上位控制计算机(1)发出的指令来设定测量模式为电压或电流模式，并测量模拟量模块(7)输出通道输出的相应的电压或电流信号，并将测量值返回到上位控制计算机(1)；通道及电压/电流模式切换控制板(6)，通过接收上位控制计算机(1)发出的指令来切换测试通道和切换电压/电流接线模式；通信接口装置，用于在上位控制计算机(1)和包括可编程直流信号源(3)、数字万用表(4)、通道及电压/电流模式切换控制板(6)在内的辅助设备、被测量的模拟量模块(7)之间进行通信，传递用于测试的参数、指令和测试结果，其中，上位控制计算机(1)通过通信接口装置读取可编程逻辑控制器模拟量模块(7)的输入通道的电压或电流测量值的转换值，或者将设定数值传递给模拟量模块(7)的输出通道以转换为相应大小的电压或电流。
2.如权利要求1所述的自动测试系统，其特征在于还包括可编程直流电源(2)，通过通信接口装置接收上位控制计算机(1)发出的指令和参数 来设定并输出设定的电源值，为被测量的模拟量模块(7)提供直流电源。
3.如权利要求1或2所述的自动测试系统，其特征在于还包括可控温箱(5)，当对模拟量模块(7)进行测试时，将模拟量模块(7)放入其中，通过接收 上位控制计算机(1)发出的指令和参数来为模拟量模块(7)设定测试环境的目标温度和湿 度，并实时反馈当前温度和湿度至上位控制计算机(1)，以使上位控制计算机(1)在检测到 可控温箱达到目标温度和目标湿度环境时启动模拟量模块(7)的测量。
4.如权利要求1所述的自动测试系统，其特征在于所述通信接口装置(8)是上位控制计算机(1)主板自带的接口，或是由上位控制计算 机(1)通过其它设备扩展出来。
5.如权利要求1所述的自动测试系统，其特征在于所述控制平台软件是通过编程语言来开发实现。所述自动测试系统的测试流程依照脚 本文件的描述进行实施。
6.如权利要求3所述的自动测试系统，其特征在于所述控制平台软件对可编程直流电源(2)、可编程直流信号源(3)、数字万用表(4)、可 控温箱(5)或通道及电压/电流模式切换控制板(6)的配置参数进行导入和导出操作。
7.一种对装配在具有CPU模块的可编程逻辑控制器系统中的模拟量模块(7)进行测试 的自动测试方法，其中所述模拟量模块(7)包含多个可设置的输入/输出通道，所述自动测 试方法包括步骤根据测试需要判断是否使用可控温箱(5)、可编程直流电源(2)，并进行相应的设置； 判断是进行所述模拟量模块(7)的电压模式测试还是电流模式测试，并进行相应的测试；测试之后，若使用可控温箱(5)，则停止可控温箱(5)；若使用可编程直流电源(2)，则 关闭可编程直流电源⑵；根据测试结果生成一报表，并根据测试结果对模拟量模块(7)的功能和性能做出判断 结果分析报告。
8.如权利要求7所述的自动测试方法，其中所述电压模式测试包括步骤 将被测模拟量模块(7)配置为电压模式；判断是进行被测模拟量模块(7)的输入通道的电压模式测量还是被测模拟量模块(7) 的输出通道的电压模式测量；若进行输入通道的电压模式测量，则 设置可编程直流信号源(3)为电压模式；设置第一个待测电压值至可编程直流信号源(3)，并控制可编程直流信号源(3)以打 开可编程直流信号源(3)的输出进而输出所设置的待测电压值；依次进行被测模拟量模块 (7)的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源(3)的输出以停止输出所设置的待测电压值； 判断是否是最后一个待测电压值；若判断不是最后一个待测电压值，则设置下一个待测电压值至可编程直流信号源(3)， 并控制可编程直流信号源(3)以打开可编程直流信号源(3)的输出进而输出所设置的待测 电压值，依次进行被测模拟量模块(7)的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源(3) 的输出以停止输出所设置的待测电压值；返回判断是否是最后一个待测电压值的步骤，直至完成最后一个待测电压值为止； 复位可编程直流信号源(3)， 若进行输出通道的电压模式测量，则 设置数字万用表(4)为电压模式；设置通道及电压/电流模式切换控制板(6)上的用于数字万用表的接线为电压模式， 设置第一个输出电压设定值至被测模拟量模块(7)的所有输出通道，依次进行被测模拟量 模块⑵的各个输出通道的测试；判断是否是最后一个输出电压设定值；若判断不是最后一个输出电压设定值，则设置下一个输出电压设定值至被测模拟量模 块(7)的所有输出通道，依次进行被测模拟量模块(7)的各个输出通道的测试；返回判断是否是最后一个输出电压设定值的步骤，直至完成最后一个待测电压值为止；设置0设定值至被测模拟量模块(7)的所有输出通道； 复位通道及电压/电流模式切换控制板(6)上的用于数字万用表的接线； 复位数字万用表(4)。
9.如权利要求8所述的自动测试方法，其中依次进行被测模拟量模块(7)的各个输入通道的测试步骤包括道为电压模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上接通被测输入通道； 从可编程逻辑控制器中读取被测模拟量模块(7)的被测输入通道输入的电压信号的 测量转换值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上关断被测输入通道；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上复位被测输入通道模式接线，其中依次进行被测模拟量模块(7)的各个输出通道的测试的步骤包括开始一个输出通道的测试；设置被测输入通道为电压模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上接通被测输出通道；从数字万用表(4)中读取被测模拟量模块(7)的被测输出通道输出的电压信号的测量值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中； 在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上关断被测输出通道； 在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上复位被测输出通道模式接线。
10.如权利要求7所述的自动测试方法，其中所述电流模式测试包括步骤 将被测模拟量模块(7)配置为电流模式；判断是进行被测模拟量模块(7)的输入通道的电流模式测量还是被测模拟量模块(7) 的输出通道的电流模式测量；若进行输入通道的电流模式测量，则 设置可编程直流信号源(3)为电流模式；设置第一个待测电流值至可编程直流信号源(3)，并控制可编程直流信号源(3)以打 开可编程直流信号源(3)的输出进而输出所设置的待测电流值；依次进行被测模拟量模块 (7)的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源(3)的输出以停止输出所设置的待测电流值； 判断是否是最后一个待测电流值；若判断不是最后一个待测电流值，则设置下一个待测电流值至可编程直流信号源(3)， 并控制可编程直流信号源(3)以打开可编程直流信号源(3)的输出进而输出所设置的待测 电流值，依次进行被测模拟量模块(7)的各个输入通道的测试；关闭可编程直流信号源(3) 的输出以停止输出所设置的待测电流值；返回判断是否是最后一个待测电流值的步骤，直至完成最后一个待测电流值为止； 复位可编程直流信号源(3)； 若进行输出通道的电流模式测量，则 设置数字万用表(4)为电流模式；设置通道及电压/电流模式切换控制板(6)上的用于数字万用表的接线为电流模式， 设置第一个输出电流设定值至被测模拟量模块(7)的所有输出通道，依次进行被测模拟量 模块7的各个输出通道的测试判断是否是最后一个输出电流设定值；若判断不是最后一个输出电流设定值，则设置下一个输出电流设定值至被测模拟量模 块(7)的所有输出通道，依次进行被测模拟量模块(7)的各个输出通道的测试；返回判断是否是最后一个输出电流设定值的步骤，直至完成最后一个待测电流值为止；设置0设定值至被测模拟量模块(7)的所有输出通道；复位通道及电压/电流模式切换控制板(6)上的用于数字万用表的接线；复位数字万用表(4)。
11.如权利要求10所述的自动测试方法，其中依次进行被测模拟量模块(7)的各个输入通道的测试步骤包括开始一个输入通道的测试；设置被测输入通道为电流模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上接通被测输入通道； 从可编程逻辑控制器中读取被测模拟量模块(7)的被测输入通道输入的电流信号的 测量转换值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上关断被测输入通道；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上复位被测输入通道模式接线，其中依次进行被测模拟量模块(7)的各个输出通道的测试的步骤包括开始一个输出通道的测试；设置被测输入通道为电流模式接线；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上接通被测输出通道；从数字万用表(4)中读取被测模拟量模块(7)的被测输出通道输出的电流信号的测量值；记录测试条件及结果数据至所述报表文件中；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上关断被测输出通道；在通道及电压/电流模式切换控制板(6)上复位被测输出通道模式接线。
全文摘要
PLC系统中的带可设置I/O通道的模拟量模块的自动测试系统及方法。系统包括上位控制计算机，设置测试参数，发布指令以实现输出或测量，接收测试结果、根据结果做判断；可编程直流信号源，接收所述指令和参数来设定输出为电压或电流模式、设定并输出电压/电流信号到输入通道；数字万用表，接收所述指令来设定测量为电压或电流模式，测量输出通道输出的电压或电流信号，返回测量值到计算机；通道及电压/电流模式切换控制板，根据所述指令切换测试通道和电压/电流接线模式；通信接口，在各设备和被测模块间传递参数、指令和测试结果。计算机通过通信接口读输入通道电压或电流测量值的转换值，或者将设定数值传递给输出通道以转换为电压或电流。
文档编号G01R35/00GK101887111SQ20091013678
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者郭善伟, 陈海东 申请人:施耐德电器工业公司