用於可編程邏輯控制器模擬量模塊的自動測試系統及方法

2023-05-18 19:03:56 1

專利名稱：用於可編程邏輯控制器模擬量模塊的自動測試系統及方法
技術領域：
本發明涉及可編程邏輯控制器(PLC)的模擬量模塊的功能和性能測試，具體地， 涉及一種用於可編程邏輯控制器(PLC)中模擬量模塊的自動測試系統及方法。
背景技術：
PLC的模擬量模塊是用來對輸入的模擬電壓/電流進行測量和按照設定數值輸出 相應的模擬電壓/電流的模塊，模擬量模塊一般包含多個通道，並且通道分為兩種類型用 於輸入模擬量的輸入通道和用於輸出模擬量的輸出通道。模擬量模塊主要通過輸入通道將 外部輸入的模擬電壓或電流值按線性比例轉換為相應的數值並進行測量、以及通過輸出通 道將用戶設定的數值按線性比例轉換為相應的模擬電壓或電流值並進行輸出。在對PLC的模擬量模塊進行功能和性能測試時，需要測試包括轉換誤差、溫度偏 移、穩定性等多個項目，而且模擬量模塊通常具有多路輸入通道和多路輸出通道，因此在完 全手動測試情況下，完成一個模擬量模塊的測試，不但具有非常巨大的工作量，而且較易出 現測量錯誤。

發明內容
針對上述的缺點和不足，本發明提出了一種用於可編程邏輯控制器中模擬量模塊 的、集成了控制平臺和測試平臺的自動測試系統及方法。通過一個測試者交互界面接收用 戶設定的測試參數，控制測試過程所要用到的測試設備協同工作，依據一定的腳本文件實 施測試過程，並將測試結果保存到文檔中，從而實現模擬量模塊的功能和性能測試的自動 化。該腳本文件定義了需要測試的項目名字及該項目測試的流程。此腳本文件可由使用者 自由添加和修改。具體地，根據本發明一個方面，提供一種對裝配在具有CPU模塊的可編程邏輯控 制器系統中的模擬量模塊進行測試的自動測試系統，其中所述模擬量模塊包含多個可設置 的輸入/輸出通道，所述自動測試系統的特徵在於包括上位控制計算機，安裝有控制平臺 軟體，設置用於測試的各種參數，發布指令以實現相應的輸出或測量動作，接收測試結果、 根據測試結果對模擬量模塊的功能和性能做出判斷；可編程直流信號源，接收上位控制計 算機發出的指令和參數來設定輸出為電壓或電流模式、設定並輸出設定的電壓/電流信號 值到模擬量模塊的輸入通道；數字萬用表，接收上位控制計算機發出的指令來設定測量模 式為電壓或電流模式，並測量模擬量模塊輸出通道輸出的相應的電壓或電流信號，並將測 量值返回到上位控制計算機；通道及電壓/電流模式切換控制板，通過接收上位控制計算 機發出的指令來切換測試通道和切換電壓/電流接線模式；通信接口裝置，用於在上位控 制計算機和包括可編程直流信號源、數字萬用表、通道及電壓/電流模式切換控制板在內 的輔助設備、被測量的模擬量模塊之間進行通信，傳遞用於測試的參數、指令和測試結果。 其中，上位控制計算機通過通信接口裝置讀取可編程邏輯控制器模擬量模塊的輸入通道的 電壓或電流測量值的轉換值，或者將設定數值傳遞給模擬量模塊的輸出通道以轉換為相應
6大小的電壓或電流。其中所述的自動測試系統還包括可編程直流電源，通過通信接口裝置接收上位 控制計算機發出的指令和參數來設定並輸出設定的電源值，為被測量的模擬量模塊提供直 流電源。其中所述的自動測試系統還包括可控溫箱，當對模擬量模塊進行測試時，將模擬 量模塊放入其中，通過接收上位控制計算機發出的指令和參數來為模擬量模塊設定測試環 境的目標溫度和溼度，並實時反饋當前溫度和溼度至上位控制計算機，以使上位控制計算 機在檢測到可控溫箱達到目標溫度和目標溼度環境時啟動模擬量模塊的測量。其中所述通信接口裝置是上位控制計算機主板自帶的接口，或是由上位控制計算 機通過其它設備擴展出來。上位計算機和各輔助設備通過它進行連接並進行數據通信。其中所述控制平臺軟體是通過程式語言來開發實現。所述自動測試系統的測試流 程依照腳本文件的描述進行實施。其中所述控制平臺軟體對可編程直流電源、可編程直流信號源、數字萬用表、可控 溫箱或通道及電壓/電流模式切換控制板的配置參數進行導入和導出操作。根據本發明一個方面，提供一種對裝配在具有CPU模塊的可編程邏輯控制器系統 中的模擬量模塊進行測試的自動測試方法，其中所述模擬量模塊包含多個可設置的輸入/ 輸出通道，所述自動測試方法包括步驟根據測試需要判斷是否使用可控溫箱、可編程直流 電源，並進行相應的設置；判斷是進行所述模擬量模塊的電壓模式測試還是電流模式測試， 並進行相應的測試；測試之後，若使用可控溫箱，則停止可控溫箱；若使用可編程直流電 源，則關閉可編程直流電源；根據測試結果生成一報表，並根據測試結果對模擬量模塊的功 能和性能做出判斷結果分析報告。其中所述電壓模式測試包括步驟將被測模擬量模塊配置為電壓模式；判斷是進行被測模擬量模塊的輸入通道的電壓模式測量還是被測模擬量模塊的 輸出通道的電壓模式測量；若進行輸入通道的電壓模式測量，則設置可編程直流信號源為電壓模式；設置第一個待測電壓值至可編程直流信號源，並控制可編程直流信號源以打開可 編程直流信號源的輸出進而輸出所設置的待測電壓值；依次進行被測模擬量模塊的各個輸 入通道的測試；關閉可編程直流信號源的輸出以停止輸出所設置的待測電壓值；判斷是否是最後一個待測電壓值；若判斷不是最後一個待測電壓值，則設置下一個待測電壓值至可編程直流信號 源，並控制可編程直流信號源以打開可編程直流信號源的輸出進而輸出所設置的待測電壓 值，依次進行被測模擬量模塊的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源的輸出以停 止輸出所設置的待測電壓值；返回判斷是否是最後一個待測電壓值的步驟，直至完成最後一個待測電壓值為 止；復位可編程直流信號源，
若進行輸出通道的電壓模式測量，則設置數字萬用表為電壓模式；設置通道及電壓/電流模式切換控制板上的用於數字萬用表的接線為電壓模式， 設置第一個輸出電壓設定值至被測模擬量模塊的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模塊 的各個輸出通道的測試；判斷是否是最後一個輸出電壓設定值；若判斷不是最後一個輸出電壓設定值，則設置下一個輸出電壓設定值至被測模擬 量模塊的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模塊的各個輸出通道的測試；返回判斷是否是最後一個輸出電壓設定值的步驟，直至完成最後一個待測電壓值 為止；設置0設定值至被測模擬量模塊的所有輸出通道；復位通道及電壓/電流模式切換控制板上的用於數字萬用表的接線；復位數字萬用表。其中依次進行被測模擬量模塊的各個輸入通道的測試步驟包括開始一個輸入通道的測試；設置被測輸入通道為電壓模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板上接通被測輸入通道；從可編程邏輯控制器中讀取被測模擬量模塊的被測輸入通道輸入的電壓信號的 測量轉換值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板上關斷被測輸入通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板上復位被測輸入通道模式接線。其中依次進行被測模擬量模塊的各個輸出通道的測試的步驟包括開始一個輸出通道的測試；設置被測輸入通道為電壓模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板上接通被測輸出通道；從數字萬用表中讀取被測模擬量模塊的被測輸出通道輸出的電壓信號的測量 值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板上關斷被測輸出通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板上復位被測輸出通道模式接線。其中所述電流模式測試包括步驟將被測模擬量模塊配置為電流模式；判斷是進行被測模擬量模塊的輸入通道的電流模式測量還是被測模擬量模塊的 輸出通道的電流模式測量；若進行輸入通道的電流模式測量，則設置可編程直流信號源為電流模式；設置第一個待測電流值至可編程直流信號源，並控制可編程直流信號源以打開可 編程直流信號源的輸出進而輸出所設置的待測電流值；依次進行被測模擬量模塊的各個輸
8入通道的測試；關閉可編程直流信號源的輸出以停止輸出所設置的待測電流值；判斷是否是最後一個待測電流值；若判斷不是最後一個待測電流值，則設置下一個待測電流值至可編程直流信號 源，並控制可編程直流信號源以打開可編程直流信號源的輸出進而輸出所設置的待測電流 值，依次進行被測模擬量模塊的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源的輸出以停 止輸出所設置的待測電流值；返回判斷是否是最後一個待測電流值的步驟，直至完成最後一個待測電流值為 止；復位可編程直流信號源；若進行輸出通道的電流模式測量，則設置數字萬用表為電流模式；設置通道及電壓/電流模式切換控制板上的用於數字萬用表的接線為電流模式， 設置第一個輸出電流設定值至被測模擬量模塊7的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模 塊的各個輸出通道的測試判斷是否是最後一個輸出電流設定值；若判斷不是最後一個輸出電流設定值，則設置下一個輸出電流設定值至被測模擬 量模塊的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模塊的各個輸出通道的測試；返回判斷是否是最後一個輸出電流設定值的步驟，直至完成最後一個待測電流值 為止；設置0設定值至被測模擬量模塊的所有輸出通道；復位通道及電壓/電流模式切換控制板上的用於數字萬用表的接線；復位數字萬用表。其中依次進行被測模擬量模塊的各個輸入通道的測試步驟包括開始一個輸入通道的測試；設置被測輸入通道為電流模式接線； 在通道及電壓/電流模式切換控制板上接通被測輸入通道；從可編程邏輯控制器中讀取被測模擬量模塊的被測輸入通道輸入的電流信號的 測量轉換值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板上關斷被測輸入通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板上復位被測輸入通道模式接線，其中依次進行被測模擬量模塊 各個輸出通道的測試的步驟包括開始一個輸出通道的測試；設置被測輸入通道為電流模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板上接通被測輸出通道；從數字萬用表中讀取被測模擬量模塊的被測輸出通道輸出的電流信號的測量 值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；
在通道及電壓/電流模式切換控制板上關斷被測輸出通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板上復位被測輸出通道模式接線。根據本發明的上述技術方案，能夠實現從人工測試到自動測試的轉變，不僅可以 大大提高PLC模擬量模塊的測試效率，增加測試覆蓋面，而且提高了測試結果的準確性。


通過下面結合附圖對示例實施例的詳細描述，將更好地理解本發明。應當清楚地 理解，所描述的示例實施例僅僅是作為說明和示例，而本發明不限於此。本發明的精神和範 圍僅僅由所附權利要求書的具體內容限定。下面描述附圖的簡要說明，其中圖1是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試系統的示意圖；圖2是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試方法的工作流 程總圖；圖3是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試方法的關於電 壓模式測試的工作流程圖；圖4是圖3中關於輸入通道電壓模式測試的工作流程圖；圖5是圖3中關於輸出通道電壓模式測試的工作流程圖；圖6是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試系統的測試者 界面示意圖。
具體實施例方式現在將詳細介紹本發明的示例實施例，其示例在附圖中示出。下面參照附圖描述 實施例以說明本發明。圖1是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試系統的示意圖。如圖1所示，根據本發明的可編程邏輯控制器模擬量模塊自動測試系統包括上位 控制計算機1、可編程直流電源2、可編程直流信號源3、數字萬用表4、可控溫箱5、通道及電 壓/電流模式切換控制板6、置於可控溫箱5內的被測模擬量模塊7。根據本發明的模擬量 模塊自動測試系統還包括用於上位控制計算機1與包括可編程直流電源2、可編程直流信 號源3、數字萬用表4、可控溫箱5、通道及電壓/電流模式切換控制板6等用於測試的設備 進行通信的通信接口裝置8。上位控制計算機1為控制平臺，安裝有適用於根據本發明的自動測試系統功能的 控制平臺軟體(其包括用於測試者的界面，如圖6所示)，它是該系統的核心，所有的命令控 制信號均由此發出，所有的用於測量的設定數值/測量結果也均在此設定/最終獲得並生 成測試結果報表，所述控制平臺軟體是通過程式語言進行開發實現的。用戶首先根據被測 模擬量模塊7的具體通道是電壓還是電流量、是輸入通道還是輸出通道通過上位控制計算 機1 (具體為通過測試者界面)來設置通道及電壓/電流模式切換控制板6 ；接著可以通過 上位控制計算機1 (也即通過該控制平臺軟體所生成的測試者界面)來選擇針對某次測試 需要用到的設備，諸如可編程直流電源2、可編程直流信號源3、數字萬用表4、可控溫箱5等 等；然後給每個選擇的設備配置相應參數，如模塊供電電壓、電壓/電流測試點、測試時間、 測試溫度，循環次數等；此後上位控制計算機1 (也即通過該控制平臺軟體)依據一定的程
10序步驟來控制所選擇的各設備協同工作實施測試流程。上位控制計算機1通過通信接口裝置8與各用於測試的設備、被測模擬量模塊7 進行通信，對各設備、被測模擬量模塊7發送指令、設定參數值或讀取測量值，將測試結果 輸出保存為報表文件，並根據測量值對模擬量模塊7的功能和性能做出測試結果判斷。圖 1中所示的通信接口裝置8與上位控制計算機1、各用於測試的設備、被測模擬量模塊7之 間的連接關係僅僅是示意性的，本領域普通技術人員可以根據具體的配置或測試需要來修 改通信接口裝置8與上位控制計算機1、各用於測試的設備、被測模擬量模塊7之間的連接 關係，通信接口裝置8可以是上位控制計算機主板自帶的接口，也可由上位控制計算機通 過其它設備擴展出來。上位控制計算機和各輔助設備通過它進行連接並進行數據通信。如圖1所示，上位控制計算機1根據被測模擬量模塊7的測試項目通過通信接口 裝置8設定可控溫箱5的目標溫度/讀取可控溫箱5的當前溫度；上位控制計算機1根據 被測模擬量模塊7的測試項目通過通信接口裝置8讀取被測模擬量模塊7的輸入通道的電 壓或電流測量值的轉換值，也可將設定數值傳遞給被測模擬量模塊7的輸出通道轉換為相 應大小的電壓或電流；上位控制計算機1根據被測模擬量模塊7的測試項目通過通信接口 裝置8設定可編程直流電源2並使可編程直流電源2輸出設定的直流電源；上位控制計算 機1根據被測模擬量模塊7的測試項目通過通信接口裝置8來設定可編程直流信號源3使 其輸出適當的電壓/電流信號。上位控制計算機1根據被測模擬量模塊7的測試項目通過 通信接口裝置8控制通道及電壓/電流模式切換控制板6的通道及電壓/電流模式切換的 設置；上位控制計算機1根據被測模擬量模塊7的測試項目通過通信接口裝置8讀取數字 萬用表4的電壓/電流測量值。可編程直流信號源3輸出適當的電壓/電流信號給通道及電壓/電流模式切換控 制板6。可編程直流信號源3、數字萬用表4、通道及電壓/電流模式切換控制板6的公共地 端(Com端)連接在一起，或根據需要進行隔離。通道及電壓/電流模式切換控制板6根據從上位控制計算機1接收的通道及電壓 /電流模式切換的設置指令而改變接線方式來進一步地設置被測模擬量模塊7的相應的輸 入/輸出通道或電流/電壓模式的切換。從而使得被測模擬量模塊7的輸入通道通過通道 及電壓/電流模式切換控制板6輸入來自可編程直流信號源3的電壓/電流信號或者使得 測試者設定的被測模擬量模塊7的輸出通道的電壓或電流信號通過通道及電壓/電流模式 切換控制板6輸出到數字萬用表4。數字萬用表4測量電壓/電流模式切換控制板6輸出的與被測模擬量模塊7輸出 通道相關的電壓/電流信號，並通過通信接口裝置8輸出到上位控制計算機1進行處理。根據上位控制計算機1通過通信接口裝置8讀取的被測模擬量模塊7的輸入通道 的電壓/電流信號測量值的轉換值、以及被測模擬量模塊7的輸出通道的電壓/電流信號 的測量值，上位控制計算機1對被測模擬量模塊7的輸入通道和輸出通道的功能和性能做 出判斷。為了更加方便的配置各用於測試設備的參數，可以通過控制平臺軟體對各設備的 配置參數進行導入和導出操作。實施測試流程的腳本文件可以供測試者根據自己的需要進 行修改。可編程直流電源2、可編程直流信號源3、數字萬用表4、可控溫箱5和通道及電壓/電流模式切換控制板6組成測試平臺，屬於用於測試的被控設備，主要通過接收上位控制 計算機1的控制平臺軟體發出的指令來實現相應的輸出或測量動作。其作用分別如下(1)可編程直流電源2為被測模擬量模塊7提供直流電源。通過接收上位控制計 算機1的控制平臺軟體發出的指令和參數來設定並輸出設定的電源值。由於部分模擬量模 塊不需要外部提供電源，因此可編程直流電源2屬於可選設備。(2)可編程直流信號源3為被測模擬量模塊7輸入通道提供電壓/電流輸入信號。 通過接收上位控制計算機1的控制平臺軟體發出的指令和參數來設定輸出為電壓或電流 模式、設定並輸出設定的電壓/電流輸入信號值。(3)數字萬用表4用來測量被測模擬量模塊7輸出通道輸出的電壓/電流信號。 通過接收上位控制計算機1的控制平臺軟體發出的指令來設定測量信號為電壓或電流模 式並返回測量值至控制平臺軟體。(4)可控溫箱5用來為被測模擬量模塊7提供不同溫度和溼度的測試環境。通過 接收控制平臺軟體發出的指令和參數來設定溫箱的目標溫度和溼度，並實時反饋當前溫度 和溼度至上位控制計算機1，以使上位控制計算機1在檢測到溫箱達到目標溫度和目標溼 度環境時啟動被測模擬量模塊7的測量。如果是在普通的正常使用環境下測試被測模擬量 模塊7，即不需要設置測試溫度和溼度的時候，可以不使用可控溫箱5。因此可控溫箱5屬 於可選設備。(5)通道及電壓/電流模式切換控制板6是專用於根據本發明的模擬量模塊自動 測試系統的，通過接收上位控制計算機1發出的指令來切換測試輸入/輸出通道和切換電 壓/電流接線模式。被測模擬量模塊7屬於被測量的被控設備，它需要裝配在具有CPU模塊的PLC系 統中。PLC系統的CPU模塊響應於從上位控制計算機1接收的指令和參數，向上位控制計算 機1返回輸入通道電壓/電流信號測量值的轉換值，以及設定輸出通道的電壓/電流信號 數值。圖2是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試方法的工作流 程總圖。參見圖2，開始模擬量模塊的測試後，首先在步驟Si，在上位控制計算機1中自動 創建一報表文件。在步驟S2，上位控制計算機1根據需要判斷是否使用可控溫箱5。若不 使用可控溫箱5，則進行步驟S5。若使用可控溫箱5，則在步驟S3上位控制計算機1通過通 信接口裝置8設置目標溫度和溼度值至可控溫箱5，並啟動可控溫箱5。接著在步驟S4上 位控制計算機1通過通信接口裝置8實時檢測在可控溫箱5中是否到達目標溫度和溼度。 若在步驟S4中檢測到可控溫箱5中未到達目標溫度和溼度，則進行循環繼續檢測可控溫箱 5中的溫度和溼度。若在步驟S4中檢測到可控溫箱5中到達目標溫度和溼度，則進行步驟 S5。在步驟S5中，上位控制計算機1根據需要判斷是否使用可編程直流電源2。若不 使用可編程直流電源2，則進行步驟S7。若使用可編程直流電源2，則在步驟S6上位控制計 算機1通過通信接口裝置8設置設定電源值至可編程直流電源2，並啟動可編程直流電源2 輸出相應的設定電源值至被測模擬量模塊7。接著進行步驟S7。在步驟S7中，上位控制計算機1根據需要判斷是否需要進行電壓模式測試。若不 需要進行電壓模式測試，則進行步驟S9。若需要進行電壓模式測試，則在步驟S8進行電壓模式測試。接著進行步驟S9。電壓模式測試將參照圖3-5進行詳細描述。在步驟S9中，上位控制計算機1根據需要判斷是否需要進行電流模式測試。若不 需要進行電流模式測試，則進行步驟Sll0若需要進行電流模式測試，則在步驟SlO進行電 流模式測試。接著進行步驟S11。電流模式測試與電壓模式測試類似。在步驟Sll中，上位控制計算機1判斷是否使用了可編程直流電源2。若沒有使用 可編程直流電源2，則進行步驟S13。若使用了可編程直流電源2，則在步驟S12上位控制計 算機1通過通信接口裝置8關閉可編程直流電源2。接著進行步驟S13。在步驟S13中，上位控制計算機1判斷是否使用了可控溫箱5。若沒有使用可控溫 箱5，則進行步驟S15。若使用了可控溫箱5，則在步驟S14上位控制計算機1通過通信接口 裝置8停止可控溫箱5。接著進行步驟S15。在步驟S15中，上位控制計算機1根據測試結果生成報表，並根據測試結果對模擬 量模塊7的功能和性能做出判斷結果分析報告。接著在步驟S16中，上位控制計算機1通 過控制軟體的用戶界面彈出信息提示用戶該測試項目已經完成。然後結束測量。圖3是根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試方法的關於電 壓模式測試的工作流程圖。若在圖2的步驟S7中，上位控制計算機1根據需要判斷需要進 行電壓模式測試，則轉到圖3的步驟S81。參見圖3，在步驟S81中上位控制計算機1通過 通信接口裝置8、可編程邏輯控制器中的CPU將被測模擬量模塊7配置為電壓模式。接著在 步驟S82，判斷被測模擬量模塊7的輸入通道數是否大於0。若被測模擬量模塊7的輸入通 道數不大於0 (若被測模擬量模塊7的輸入通道數不大於0，即被測模擬量模塊7的輸入通 道數等於0，因為被測模擬量模塊7的輸入通道數不可能小於0)，則進行到步驟S90。若被 測模擬量模塊7的輸入通道數大於0，則上位控制計算機1通過通信接口裝置8設置可編程 直流信號源3為電壓模式。在步驟S84，上位控制計算機1通過通信接口裝置8設置第一個 待測電壓值至可編程直流信號源3，並控制可編程直流信號源3以打開可編程直流信號源3 的輸出進而輸出所設置的待測電壓值。接著在步驟S85，依次進行被測模擬量模塊7的各個 輸入通道的測試，各個輸入通道的測試將參照圖4進行詳細描述。接著在步驟S86，上位控 制計算機1關閉可編程直流信號源3的輸出以停止輸出所設置的待測電壓值。在步驟S88 上位控制計算機1判斷是否是最後一個待測電壓值。若在步驟S88判斷不是最後一個待測 電壓值，則在步驟S87，上位控制計算機1通過通信接口裝置8設置下一個待測電壓值至可 編程直流信號源3，並控制可編程直流信號源3以打開可編程直流信號源3的輸出進而輸出 所設置的待測電壓值，接著轉到步驟S85，進行被測模擬量模塊7的輸入通道的測試。若在 步驟S88判斷是最後一個待測電壓值，則在步驟S89上位控制計算機1通過通信接口裝置 8復位可編程直流信號源3。接著進行到步驟S90。在步驟S90，判斷被測模擬量模塊7的輸出通道數是否大於0。若被測模擬量模塊 7的輸出通道數不大於0 (若被測模擬量模塊7的輸入通道數不大於0，即被測模擬量模塊7 的輸入通道數等於0，因為被測模擬量模塊7的輸入通道數不可能小於0)，則結束電壓模式 測試，返回到圖2的步驟S9。若被測模擬量模塊7的輸出通道數大於0，則在步驟S91上位 控制計算機1通過通信接口裝置8設置數字萬用表4為電壓模式。在步驟S92，上位控制計 算機1通過通信接口裝置8設置通道及電壓/電流模式切換控制板6上的用於數字萬用表 的接線為電壓模式，並在步驟S93，上位控制計算機1通過通信接口裝置8設置第一個輸出電壓設定值至被測模擬量模塊7的所有輸出通道。接著在步驟S94，依次進行被測模擬量模 塊7的各個輸出通道的測試，各個輸出通道的測試將參照圖5進行詳細描述。接著在步驟 S96，上位控制計算機1判斷是否是最後一個輸出電壓設定值。若在步驟S96判斷不是最後 一個輸出電壓設定值，則在步驟S95，上位控制計算機1通過通信接口裝置8設置下一個輸 出電壓設定值至被測模擬量模塊7的所有輸出通道，接著轉到步驟S94，進行被測模擬量模 塊7的輸出通道的測試。若在步驟S96判斷是最後一個輸出電壓設定值，則在步驟S97上 位控制計算機1通過通信接口裝置8設置0設定值至被測模擬量模塊7的所有輸出通道， 並在步驟S98上位控制計算機1通過通信接口裝置8復位通道及電壓/電流模式切換控制 板6上的用於數字萬用表的接線。接著在步驟S99上位控制計算機1通過通信接口裝置8 復位數字萬用表4。然後轉到圖2的步驟S9。圖3描述了根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試方法的關 於電壓模式測試的工作流程圖，根據本發明的可編程邏輯控制器中模擬量模塊的自動測試 方法的關於電流模式測試與上述電壓模式測試類似，不同之處在於將被測模擬量模塊7配 置為電流模式，將可編程直流信號源3配置為電流模式，將數字萬用表設置為電流模式，將 通道及電壓/電流模式切換控制板6上的用於數字萬用表的接線設置為電壓模式，其中涉 及的測量值以及設定值均為電流信號。圖4是圖3中關於輸入通道電壓模式測試的工作流程圖。在圖3的步驟S84之 後，轉到圖4，依次進行被測模擬量模塊7的各個輸入通道的測試。參見圖4，在步驟S851， 開始第一個輸入通道的測試。在步驟S852，上位控制計算機1通過通信接口裝置8在通道 及電壓/電流模式切換控制板6上設置被測輸入通道為電壓模式接線(若是關於電流模式 的測量，則設置為電流模式接線)。接著，在步驟S853，上位控制計算機1通過通信接口裝 置8在通道及電壓/電流模式切換控制板6上接通被測輸入通道。在步驟S854上位控制 計算機1通過通信接口裝置8從PLC中讀取被測模擬量模塊7的被測輸入通道輸入的電壓 信號的測量轉換值(若是關於電流模式的測量，則讀取被測模擬量模塊7的被測輸入通道 輸入的電流信號的測量轉換值)。在步驟S855，上位控制計算機1記錄測試條件及結果數 據至報表文件中。在步驟S856，上位控制計算機1通過通信接口裝置8在通道及電壓/電 流模式切換控制板6上關斷被測輸入通道。在步驟S857，上位控制計算機1通過通信接口 裝置8在通道及電壓/電流模式切換控制板6上復位被測輸入通道模式接線，接著進行步 驟S859。在步驟S859，上位控制計算機1判斷是否是最後一個輸入通道，若是最後一個輸 入通道，則轉到圖3的S86。若在步驟S859上位控制計算機1判斷不是最後一個輸入通道， 則在步驟S858，開始下一個輸入通道的測試，接著轉到步驟S852。圖5是圖3中關於輸出通道電壓模式測試的工作流程圖。在圖3的步驟S93之 後，轉到圖5，依次進行被測模擬量模塊7的各個輸出通道的測試。參見圖5，在步驟S941， 開始第一個輸出通道的測試。在步驟S852，上位控制計算機1通過通信接口裝置8在通道 及電壓/電流模式切換控制板6上設置被測輸入通道為電壓模式接線(若是關於電流模式 的測量，則設置為電流模式接線)。接著，在步驟S943，上位控制計算機1通過通信接口裝 置8在通道及電壓/電流模式切換控制板6上接通被測輸出通道。在步驟S944上位控制 計算機1通過通信接口裝置8從數字萬用表4中讀取被測模擬量模塊7的被測輸出通道輸 出的電壓信號的測量值(若是關於電流模式的測量，則讀取被測模擬量模塊7的被測輸出
14通道輸出的電流信號的測量值)。在步驟S945，上位控制計算機1記錄測試條件及結果數 據至報表文件中。在步驟S946，上位控制計算機1通過通信接口裝置8在通道及電壓/電 流模式切換控制板6上關斷被測輸出通道。在步驟S947，上位控制計算機1通過通信接口 裝置8在通道及電壓/電流模式切換控制板6上復位被測輸出通道模式接線，接著進行步 驟S949。在步驟S949，上位控制計算機1判斷是否是最後一個輸出通道，若是最後一個輸 出通道，則轉到圖3的S96。若在步驟S949上位控制計算機1判斷不是最後一個輸入通道， 則在步驟S948，開始下一個輸出通道的測試，接著轉到步驟S942。根據圖2-5描述了本發明的可編程邏輯控制器模擬量模塊的自動測試方法。圖 2-5僅僅是示意性的，本領域普通技術人員可以根據具體的配置或測試需要修改各個步驟 的順序等等。圖6是根據本發明的可編程邏輯控制器模擬量模塊的自動測試系統的測試者界 面示意圖。圖2僅僅是示意性的，本領域普通技術人員可以根據具體的配置或測試需要、或 根據個人喜好來修改其界面結構和風格。本發明的可編程邏輯控制器模擬量模塊的自動測試系統及方法能夠實現從人工 測試到自動測試的轉變，不僅可以大大提高PLC模擬量模塊的測試效率，增加測試覆蓋面， 而且提高了測試結果的準確性。雖然已經圖示和描述了所考慮的本發明的示例實施例，但是本領域技術人員可以 理解，隨著技術的進步，可以作出各種變更和修改並可以用等價物替換其元素而不背離本 發明的真實範圍。
權利要求
一種對裝配在具有CPU模塊的可編程邏輯控制器系統中的模擬量模塊(7)進行測試的自動測試系統，其中所述模擬量模塊(7)包含多個可設置的輸入/輸出通道，所述自動測試系統的特徵在於包括上位控制計算機(1)，安裝有控制平臺軟體，設置用於測試的各種參數，發布指令以實現相應的輸出或測量動作，接收測試結果、根據測試結果對模擬量模塊(7)的功能和性能做出判斷；可編程直流信號源(3)，接收上位控制計算機(1)發出的指令和參數來設定輸出為電壓或電流模式、設定並輸出設定的電壓/電流信號值到模擬量模塊(7)的輸入通道；數字萬用表(4)，接收上位控制計算機(1)發出的指令來設定測量模式為電壓或電流模式，並測量模擬量模塊(7)輸出通道輸出的相應的電壓或電流信號，並將測量值返回到上位控制計算機(1)；通道及電壓/電流模式切換控制板(6)，通過接收上位控制計算機(1)發出的指令來切換測試通道和切換電壓/電流接線模式；通信接口裝置，用於在上位控制計算機(1)和包括可編程直流信號源(3)、數字萬用表(4)、通道及電壓/電流模式切換控制板(6)在內的輔助設備、被測量的模擬量模塊(7)之間進行通信，傳遞用於測試的參數、指令和測試結果，其中，上位控制計算機(1)通過通信接口裝置讀取可編程邏輯控制器模擬量模塊(7)的輸入通道的電壓或電流測量值的轉換值，或者將設定數值傳遞給模擬量模塊(7)的輸出通道以轉換為相應大小的電壓或電流。
2.如權利要求1所述的自動測試系統，其特徵在於還包括可編程直流電源(2)，通過通信接口裝置接收上位控制計算機(1)發出的指令和參數 來設定並輸出設定的電源值，為被測量的模擬量模塊(7)提供直流電源。
3.如權利要求1或2所述的自動測試系統，其特徵在於還包括可控溫箱(5)，當對模擬量模塊(7)進行測試時，將模擬量模塊(7)放入其中，通過接收 上位控制計算機(1)發出的指令和參數來為模擬量模塊(7)設定測試環境的目標溫度和溼 度，並實時反饋當前溫度和溼度至上位控制計算機(1)，以使上位控制計算機(1)在檢測到 可控溫箱達到目標溫度和目標溼度環境時啟動模擬量模塊(7)的測量。
4.如權利要求1所述的自動測試系統，其特徵在於所述通信接口裝置(8)是上位控制計算機(1)主板自帶的接口，或是由上位控制計算 機(1)通過其它設備擴展出來。
5.如權利要求1所述的自動測試系統，其特徵在於所述控制平臺軟體是通過程式語言來開發實現。所述自動測試系統的測試流程依照腳 本文件的描述進行實施。
6.如權利要求3所述的自動測試系統，其特徵在於所述控制平臺軟體對可編程直流電源(2)、可編程直流信號源(3)、數字萬用表(4)、可 控溫箱(5)或通道及電壓/電流模式切換控制板(6)的配置參數進行導入和導出操作。
7.一種對裝配在具有CPU模塊的可編程邏輯控制器系統中的模擬量模塊(7)進行測試 的自動測試方法，其中所述模擬量模塊(7)包含多個可設置的輸入/輸出通道，所述自動測 試方法包括步驟根據測試需要判斷是否使用可控溫箱(5)、可編程直流電源(2)，並進行相應的設置； 判斷是進行所述模擬量模塊(7)的電壓模式測試還是電流模式測試，並進行相應的測試；測試之後，若使用可控溫箱(5)，則停止可控溫箱(5)；若使用可編程直流電源(2)，則 關閉可編程直流電源⑵；根據測試結果生成一報表，並根據測試結果對模擬量模塊(7)的功能和性能做出判斷 結果分析報告。
8.如權利要求7所述的自動測試方法，其中所述電壓模式測試包括步驟 將被測模擬量模塊(7)配置為電壓模式；判斷是進行被測模擬量模塊(7)的輸入通道的電壓模式測量還是被測模擬量模塊(7) 的輸出通道的電壓模式測量；若進行輸入通道的電壓模式測量，則 設置可編程直流信號源(3)為電壓模式；設置第一個待測電壓值至可編程直流信號源(3)，並控制可編程直流信號源(3)以打 開可編程直流信號源(3)的輸出進而輸出所設置的待測電壓值；依次進行被測模擬量模塊 (7)的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源(3)的輸出以停止輸出所設置的待測電壓值； 判斷是否是最後一個待測電壓值；若判斷不是最後一個待測電壓值，則設置下一個待測電壓值至可編程直流信號源(3)， 並控制可編程直流信號源(3)以打開可編程直流信號源(3)的輸出進而輸出所設置的待測 電壓值，依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源(3) 的輸出以停止輸出所設置的待測電壓值；返回判斷是否是最後一個待測電壓值的步驟，直至完成最後一個待測電壓值為止； 復位可編程直流信號源(3)， 若進行輸出通道的電壓模式測量，則 設置數字萬用表(4)為電壓模式；設置通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上的用於數字萬用表的接線為電壓模式， 設置第一個輸出電壓設定值至被測模擬量模塊(7)的所有輸出通道，依次進行被測模擬量 模塊⑵的各個輸出通道的測試；判斷是否是最後一個輸出電壓設定值；若判斷不是最後一個輸出電壓設定值，則設置下一個輸出電壓設定值至被測模擬量模 塊(7)的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸出通道的測試；返回判斷是否是最後一個輸出電壓設定值的步驟，直至完成最後一個待測電壓值為止；設置0設定值至被測模擬量模塊(7)的所有輸出通道； 復位通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上的用於數字萬用表的接線； 復位數字萬用表(4)。
9.如權利要求8所述的自動測試方法，其中依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸入通道的測試步驟包括道為電壓模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上接通被測輸入通道； 從可編程邏輯控制器中讀取被測模擬量模塊(7)的被測輸入通道輸入的電壓信號的 測量轉換值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上關斷被測輸入通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上復位被測輸入通道模式接線，其中依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸出通道的測試的步驟包括開始一個輸出通道的測試；設置被測輸入通道為電壓模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上接通被測輸出通道；從數字萬用表(4)中讀取被測模擬量模塊(7)的被測輸出通道輸出的電壓信號的測量值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中； 在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上關斷被測輸出通道； 在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上復位被測輸出通道模式接線。
10.如權利要求7所述的自動測試方法，其中所述電流模式測試包括步驟 將被測模擬量模塊(7)配置為電流模式；判斷是進行被測模擬量模塊(7)的輸入通道的電流模式測量還是被測模擬量模塊(7) 的輸出通道的電流模式測量；若進行輸入通道的電流模式測量，則 設置可編程直流信號源(3)為電流模式；設置第一個待測電流值至可編程直流信號源(3)，並控制可編程直流信號源(3)以打 開可編程直流信號源(3)的輸出進而輸出所設置的待測電流值；依次進行被測模擬量模塊 (7)的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源(3)的輸出以停止輸出所設置的待測電流值； 判斷是否是最後一個待測電流值；若判斷不是最後一個待測電流值，則設置下一個待測電流值至可編程直流信號源(3)， 並控制可編程直流信號源(3)以打開可編程直流信號源(3)的輸出進而輸出所設置的待測 電流值，依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸入通道的測試；關閉可編程直流信號源(3) 的輸出以停止輸出所設置的待測電流值；返回判斷是否是最後一個待測電流值的步驟，直至完成最後一個待測電流值為止； 復位可編程直流信號源(3)； 若進行輸出通道的電流模式測量，則 設置數字萬用表(4)為電流模式；設置通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上的用於數字萬用表的接線為電流模式， 設置第一個輸出電流設定值至被測模擬量模塊(7)的所有輸出通道，依次進行被測模擬量 模塊7的各個輸出通道的測試判斷是否是最後一個輸出電流設定值；若判斷不是最後一個輸出電流設定值，則設置下一個輸出電流設定值至被測模擬量模 塊(7)的所有輸出通道，依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸出通道的測試；返回判斷是否是最後一個輸出電流設定值的步驟，直至完成最後一個待測電流值為止；設置0設定值至被測模擬量模塊(7)的所有輸出通道；復位通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上的用於數字萬用表的接線；復位數字萬用表(4)。
11.如權利要求10所述的自動測試方法，其中依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸入通道的測試步驟包括開始一個輸入通道的測試；設置被測輸入通道為電流模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上接通被測輸入通道； 從可編程邏輯控制器中讀取被測模擬量模塊(7)的被測輸入通道輸入的電流信號的 測量轉換值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上關斷被測輸入通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上復位被測輸入通道模式接線，其中依次進行被測模擬量模塊(7)的各個輸出通道的測試的步驟包括開始一個輸出通道的測試；設置被測輸入通道為電流模式接線；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上接通被測輸出通道；從數字萬用表(4)中讀取被測模擬量模塊(7)的被測輸出通道輸出的電流信號的測量值；記錄測試條件及結果數據至所述報表文件中；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上關斷被測輸出通道；在通道及電壓/電流模式切換控制板(6)上復位被測輸出通道模式接線。
全文摘要
PLC系統中的帶可設置I/O通道的模擬量模塊的自動測試系統及方法。系統包括上位控制計算機，設置測試參數，發布指令以實現輸出或測量，接收測試結果、根據結果做判斷；可編程直流信號源，接收所述指令和參數來設定輸出為電壓或電流模式、設定並輸出電壓/電流信號到輸入通道；數字萬用表，接收所述指令來設定測量為電壓或電流模式，測量輸出通道輸出的電壓或電流信號，返回測量值到計算機；通道及電壓/電流模式切換控制板，根據所述指令切換測試通道和電壓/電流接線模式；通信接口，在各設備和被測模塊間傳遞參數、指令和測試結果。計算機通過通信接口讀輸入通道電壓或電流測量值的轉換值，或者將設定數值傳遞給輸出通道以轉換為電壓或電流。
文檔編號G01R35/00GK101887111SQ20091013678
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月15日 優先權日2009年5月15日
發明者郭善偉, 陳海東 申請人:施耐德電器工業公司