摘  要： 作為設備組成部分的模塊電路，為判斷其性能狀況并進行故障檢修，需要開發基于PXI總線的檢測診斷系統，而系統功能的實現主要依賴軟件。結合構建的平臺，設計了軟件結構和軟件流程，并就主要軟件的實現進行了討論。綜合運用虛擬儀器、數據庫、計算機通信等技術進行系統軟件設計，軟件結構良好，易于二次開發。

　　關鍵詞： PXI；模塊電路；檢測診斷

0 引言

　　模塊電路作為設備的組成部分，判斷其性能狀況并進行故障檢修通常需要特定的工作環境。開發相應的檢測診斷系統，不僅能夠獨立模擬模塊電路的實際工作環境，而且可以提供一定的自動檢測功能及維修幫助[1]。考慮到具體功能實現和維修成本，采用基于PXI總線的檢測診斷系統是非常可取的，而功能的實現主要依靠軟件。

1 檢測診斷系統平臺構建

　　系統采用平臺化的設計理念，通過建立通用的硬件平臺和軟件平臺，使用不同的測試接口和運行不同的應用程序模塊完成相應的測試，使系統達到最優配置。系統由軟件和硬件組成，系統硬件主要包括中心控制器、PXI卡式儀器、通用程控儀器、專用程控儀、測試接口[2]；系統軟件包括開發環境、測試軟件、維修訓練軟件等。其原理組成框圖如圖1所示。

　　檢測診斷系統核心由PXI-1042機箱、PXI-8187零槽控制器、PXI-4070六位半萬用表、PXI-6713模擬輸出器、PXI-6602定時/計數器、PXI-5112示波器（16 MB內存）[3]、PXI-2530矩陣開關以及PXI-2630端子等組成，PXI機箱組成如圖2所示。

2 檢測診斷系統軟件設計

　　軟件是本系統的重要組成部分，為完成測試系統的功能，主要包括系統管理、系統自檢、校驗、儀器驅動、設備測試、設備故障診斷、測試數據處理及管理、數據庫的管理8部分內容[4]。為實現測試軟件的標準化、模塊化和圖形化，軟件開發采用Visual Basic和Measurement Studio聯合編程實現，數據庫采用MS SQL Server數據庫。

　　2.1 軟件結構及流程

　　檢測診斷系統軟件主要由系統管理軟件、測試診斷軟件、維修訓練軟件三大部分組成，具體可分為虛擬儀器驅動程序、測試信息庫、故障知識庫、測試引導信息庫、維修訓練知識庫以及自動測試、故障診斷等模塊，其結構圖如圖3所示。

　　管理軟件負責測試程序與數據庫程序之間信息的傳遞與通信、信息的讀取與保存、人機交互和結果處理與分析；同時還負責系統的自檢，包括測試控制電路和調理電路工作狀態檢測，通過后可進入測試診斷程序，否則中止程序進一步執行并報告出錯。

　　測試程序完成具體項目的測試過程控制，采用數據庫技術，應用模塊化的軟件、測試信息、測試儀器，實現對裝備的綜合檢測和故障的自動診斷。

　　維修訓練軟件為操作人員提供了大量的裝備信息，便于裝備學習和進行維修保障訓練。

　　軟件流程如圖4所示。

　　系統工作時，由中心控制器圖形界面引導用戶選擇系統功能操作：系統測試、單元測試、故障診斷、維修訓練和系統幫助。

　　（1）系統測試：主要完成整機系統和分系統性能或功能的測試，確定裝備的質量狀況，同時可對系統進行診斷，確定故障單元。

　　（2）單元測試：該子程序對待測單元進行故障檢測。給待測單元施加必要的激勵后，對單元的輸出信號進行檢測，以確定單元工作是否正常。若檢測出待測單元存在故障，則報告并進入測試單元故障診斷程序。

　　（3）故障診斷：該子程序對待測單元進行故障診斷。對有故障的單元，在連接必要的測試探針后，給待測單元施加所需的激勵，在故障樹引導下自動對各測試孔進行檢測，依據測試診斷數據庫，判斷各級工作是否正常。最后給出診斷結果，可將故障定位到級。

　　在對某單元進行測試診斷之前，必須建立與它對應的數據庫。測試診斷數據庫在SQL Server中開發，其內容主要包括診斷步驟、激勵信號、信號類型、調理系數、測試節點、測試位置、特征范圍、正確情況、錯誤情況和提示信息等。

　　（4）維修訓練：在系統界面引導下，根據用戶需要可查閱各種技術文檔，包括維修數據、維修經驗、維修記錄和近導系統的工作原理。模擬故障現象并給出相應的維修規程，進行故障檢測和診斷的模擬。

　　（5）系統幫助：提供了檢測診斷系統的使用說明。

　　2.2 部分軟件設計實現

　　（1）單元測試模塊

　　此模塊完成的主要功能是自動完成對被測單元的測試。應用Visual Basic語言開發應用程序，通過與底層硬件控制平臺交換信息，實現用戶層對多種總線儀器的統一控制，從而構建起自動測試系統。軟件自動測試流程如圖5所示。

　　（2）故障診斷模塊

　　系統將技術較為成熟的故障樹分析法作為故障診斷的基本方法，原始技術資料以故障樹形式給出[5]。檢測時系統首先產生待測單元激勵信號，系統測試診斷程序讀取數據庫的某一數據，該數據包括診斷步驟、模擬激勵、提示信息各項內容，然后依照數據內容對待測單元配置信號通道并采集輸出信號，將結果與數據庫中的信號參數范圍進行比較以決定下一步驟。如此循環下去，直至檢測結束，給出診斷結論。故障診斷軟件工作流程如圖6所示。

3 結論

　　采用PXI技術來實現模塊電路的檢測診斷，符合自動測試系統標準化、通用化和一體化的發展趨勢。綜合運用虛擬儀器、數據庫、計算機通信等技術進行系統軟件設計，易于操作，結構良好，易于進行二次開發。

參考文獻

　　[1] 樊世友，范梅生，魏震生．VXI總線在通用裝備測試系統中的應用及發展[J]．電子技術應用，2002，28（5）：38-40.

　　[2] 楊樂平，苗增良.一種新的模塊化儀器總線標準——PXI[J].測控技術，1998，17（5）：62-63.

　　[3] PXI—5112 user manual[DB/OL].美國：美國NI公司，2004.

　　[4] 楊軍，馮振聲，黃考利，等．裝備智能故障診斷技術[M]．北京：國防工業出版社，2004．

　　[5] 周東華，葉銀忠．現代故障診斷與容錯控制[M]．北京：清華大學出版社，2000．