LabWindows/CVI的便携式电源控制器探测系统设计

为了实现对电源控制器（pCU）测试的需求，提出了一种基于LabWindows/CVI的电源控制器的探测系统设计办法，并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件部分紧要用来模拟pCU的各种输入信号，软件部分采用LabWindows/CVI进行编程，能够完成对其输出信号进行测试。实际使用声明，该系统具有操作简便、探测准确的特点，达到了设计要求。

随着航空技术的迅速发展，现代飞机的性能得到了很大地提高，先进的用电设备得到广泛的使用，因此，对电源的要求也越来越高。电源控制器能够在飞机电源系统出现故障情况时自动的切除故障单元，戒备故障的张大和故障传播，保证紧要的机载设备的用电需求，并将相关信息传送给非航空电子监控解决机。因此，电源控制器具有直流电源系统的控制保护功能、直流地面电源监控器的功能、蓄电池监测功能和自测试（BYT）、故障诊断和隔离功能。直流电源系统的控制保护功能是指通过对整流器的主接触器、汇流条连接接触器以及直流二次电源系统的控制与保护功能；直流地面电源监控器的功能是指通过对直流地面电源接触器的控制实现对直流地面电源的控制与保护功能；蓄电池监测功能是指蓄电池出现过温时发出蓄电池过温故障信号，在两台变压整流器同时失效时无条件接通蓄电池；自测试、故障诊断和隔离功能是指在飞机电源系统出现故障情况时自动诊断故障，切除故障单元，实现故障隔离和定位，并将供电系统的工作状态信息和pCU本身的工作状态信息传送给非航空电子监控解决机。

可见，对电源控制保护器的准确探测变得非常紧要。为了实现对电源控制器的准确测试，在做了需求分解的基础上，提出并设计了一种基于LabWindows/CVI的便携式电源控制器探测系统（以下简称"探测系统"）设计办法。该系统能够完成对其准确探测。

为满足某型飞机的电源控制保护器进行探测的需求，结合pCU与飞机电气系统的连接关系，经过分解得到pCU的输入信号共分为以下3部分：11路来自飞机供电系统的模拟信号，其中蕴含7路直流电压信号（0~50V）和4路直流电流信号；19路来自飞机供电系统开关量信号；以及来自非航空电子监控解决机的自检祈求信号和飞机电气参数等信号。

要想完成对以上信号的探测，要做好以下几个方面。首先该探测系统应能模拟pCU工作时飞机电源系统的各种状况，模拟pCU的各种输入信号，并测试pCU的输出信号，判断出pCU在各种状态下是不是按要求工作；其次，应能测试pCU的输出控制信号是不是满足其保护控制逻辑及时序的要求，并能够实时监视pCU的输出信号是不是正常；再次，还应具有模拟非航空电子监控解决机与pCU之间的通信；最后系统要能够进行自检。

1总体设计

该探测系统结构图如图1所示，在对电源控制器（pCU）的探测过程中，通过探测计算机出现电压信号送到模拟信号出现电路，用来模拟来自飞机供电系统的模拟信号；pCU出现的输出控制信号经过输出信号测试电路后送到探测计算机；探测计算机与pCU之间的相互通信，通过pCU通信信号测试电路进行转换，最后探测结果由探测计算机进行显示，并完成探测结果的打印。

2系统硬件设计

探测系统硬件紧要由变压整流电路、功放电路、脉动电路、继电器电路、开关电源、探测计算机（工控机）和打印机等组成，系统硬件结构图如图2所示。变压器整流电路紧要用来输出交流22V和交流115V,以及用来输出+5V和+28V直流电压，分别为继电器供电和模拟开关信号；功放电路紧要由电源电路和功放部分组成，继电器电路紧要用来实现相应电路的连接；工控机的I/O板卡中的输出信号与继电器电路相连，分别作为继电器的驱动信号和用于测量继电器状态。工控机是探测系统的核心，用实现探测中指令的发送、数据的采集与解决和探测结果的显示等。

模拟信号测试电路紧要是为pCU供应输入信号，直流电压电流的模拟信号由探测计算机控制D/A板卡输出两路电流信号和两路电压信号，两路电流信号分别模拟左TRU和右TRU电流控制信号。在pCU探测系统中，模拟直流电流信号利用精密电阻转变为电压信号，然后与两路电压信号一起分别经过各自的调理电路后变为要的电压模拟信号。电源控制器要测试的各种故障开关量信号采用+28.5V的电压信号进行模拟。

pCU输出控制信号测试电路紧要是用来实现对输出控制信号的准确测试。电源控制器输出控制信号紧要完成对各接触器或继电器和各告警指示灯的控制与驱动，输出驱动信号电压为28.5V.依据pCU控制电路输出信号的不同，可以将输出的控制驱动信号进行分类测试，用继电器或接触器模拟飞机上各接触器、继电器，电源控制器输出控制驱动信号接继电器控制端，小继电器触点接被控信号；然后依据继电器通、断状态，实现对输出控制信号的准确测试。

pCU探测系统通信信号测试电路是用来模拟非航空电子监控解决机与电源控制器通信功能。在进行探测时，探测计算机模拟非航空电子监控解决机发出维护自测试信号，并由电源控制器进行维护自测试；电源控制器将左右TRU的工作状态、汇流条的连接状态等信息送给非航空电子监控解决机，以便于其将供电系统的情况及时向飞行员供应告警信号等。非航空电子监控解决机与电源控制器通信采用RS-485总线形式，具有传输距离远、抗共模干扰能力强、速度快、易于安装和扩充等优势，非常适用飞机上恶劣环境下的通信。

3探测系统软件设计

该探测系统的软件采用LabWindows/CVI编程，LabWindows/CVl是NI公司推出的面向计算机测控范畴的虚拟仪器软件开发平台。该平台不仅供应了对虚拟仪器的支持，还具有各种探测、通信、控制和数值分解的能力，具有控制功能强大、库函数丰富、实时性强、编程容易等优势。为了日后的更新、维护与拓展，在设计过程中采用模块化的思想，整个系统由数据采集模块、测试信号出现模块、pCU输出控制信号测试模块、通信模块和系统帮助模块等组成。系统软件设计的结构图如图3所示。

在软件设计中，数据采集模块紧要用来实现对探测数据的采集；测试信号出现模块紧要用来实现对控制探测系统中模拟量信号和开关量信号的出现，通过该模块可以实现模拟量信号幅值的设置和开关量信号的设置；pCU输出控制信号测试模块紧要用来实现对pCU输出控制信号的测试，并能够通过调用理论值与探测结果进行比较；通信模块紧要用来实现测控计算机与pCU之间的通信功能，可以通过探测计算机向pCU发送完控制命令字后延时一段时间，等待接收电源控制器传送的数据，可以依据是不是收到pCU传送的数据判断其故障状态。系统帮助模块紧要是用来对探测中的常见疑难问题和留意事项进行解答。软件设计的流程图如图4所示。探测过程中，在完成数据采集和测试后，显示探测结果，并完成报表打印。

4试验使用

该探测系统用于某型飞机的电源控制器探测。在进行探测时，首先运行该探测使用软件，初始化相关板卡后，通过完成探测设置和通信配置等相关设置后，然后通过点击主程序界面的相应模块探测按钮进行相应的探测，其中通信模块要向pCU发送控制命令字，然后接收pCU发回的数据进行单独探测；在主界面中通过点击"测试信号出现模块"按钮，可以实现对模拟信号是不是已经输入进行测试，若没有信号输

入需重新测试，否则点击"pCU输出控制信号测试模块"按钮，运行输出控制信号测试程序，将得到的结果与理论值进行比较，并将结果进行显示，程序面板的部分界面如图5所示。倘若比较结果不正确，要检查修改电路后重新进行测试。通过实际使用发现，该探测系统探测结果准确、稳定可靠。

5结论

该探测系统采用具有高速数据采集卡的便携式探测计算机为硬件平台，软件设计采用模块化设计思想，提高了系统的可靠性和维护性。该探测系统已用于某型飞机的电源控制器进行探测，实际使用声明该探测系统具有探测准确、稳定可靠、人机界面友好等特点，达到了设计要求。<

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