【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子，具体涉及一种机载设备继电器自检测的方法。
技术介绍
1、机载设备包含测试板卡、处理器、继电器(电磁继电器)，处理器上具有主机板卡，主机板卡上运行上位机软件，测试板卡上运行测试板卡软件。某机载设备中，现有某上位机软件通过两级电磁继电器控制对外供电接通与断开的装置。采用前后两级电磁继电器控制，是由于上位机软件所在主机板卡的处理器芯片和控制逻辑单元cpld一般只能输出5v控制电，而用于输出28v的大功率继电器的控制端需要28v输入电，因此在主机板卡控制级和二级继电器之间需要加由5v向28v转换的一级继电器。它一方面在控制级接收5v控制电输入，另一方面向二级继电器输出28v控制电，满足控制电路与输出电路的电压隔离要求。其中一级继电器又称为控制(级)继电器，二级继电器又称为输出(级)继电器，见图1。
2、由于电磁继电器是该设备的关键执行部件，且寿命有限，属于易损耗的元器件，工作数万次后失效概率逐渐增多。上述电路在单个28v信号输出线路上使用了控制和输出两级继电器串联的方式，只要有一个功能失效，该路28v输出功能失效，在一定程度上降低了系统可靠性。尤其在设备大量使用该方式实现多路28v输出情况下，当某线路输出发生故障时，为了定位故障器件，不得不采用人为使用万用表测量飞线等辅助方式。由于设备不能自动实现故障点检测和上报功能，这样一方面造成排故效率缓慢，另一方面对于偶发故障不能第一时间捕捉定位和妥善解决，后续故障时隐时现，将对设备或产品的功能性能及维修性造成严重不良影响。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术是为了第一时间捕捉故障原因，定位故障器件，不漏过一次故障现象，提高产品维修性，设计一种可快速检测机载设备中电磁继电器的方法。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种机载设备继电器自检测的方法，机载设备包含测试板卡、处理器、继电器，处理器上具有主机板卡，主机板卡上运行上位机软件，测试板卡上运行测试板卡软件；
5、对于内部集成a/d转换功能的处理器芯片，将各继电器的输入和输出信号同时接入处理器芯片的a/d采集输入管脚，通过初始化处理器芯片中的a/d转换片内外设相关寄存器，实现正常使用处理器芯片的a/d转换功能来读取继电器输入和输出信号当前状态；
6、对于没有集成a/d转换功能的处理器芯片，使用测试板卡扩展主机板卡的a/d转换功能，测试板卡通过uart串口与主机板卡通信，将a/d转换结果实时反馈给主机板卡的上位机软件；
7、测试板卡的硬件由带有a/d转换功能和uart串口通信功能的可编程处理器芯片、运放跟随器电路和分压电路组成；测试板卡软件实现a/d接口和uart串口初始化配置，并实现通过串口接收上位机软件的a/d转换命令，执行a/d转换并获取结果，以及将结果通过rs422串口发送给上位机软件这些功能；
8、上位机软件作为嵌入式软件，以固定周期运行；上位机软件为实现对各检测点的周期性检测，与测试板卡软件建立一种命令/响应机制；如果测试板卡软件不受控制，自行周期性地执行检测并上报结果给上位机软件，则上位机软件的接收数据处于不受控状态，导致判断结果不可靠。
9、本专利技术还提供了一种用于实现所述方法的系统。
10、本专利技术还提供了一种所述方法在电子
中的应用。
11、(三)有益效果
12、机载设备采用的电磁继电器一般在上位机软件控制下完成对外供电的接通与断开操作。本专利技术通过软件技术和硬件技术相结合的方式，提出一种机载设备电磁继电器自检测方法，该方法在原有软件控制继电器执行接通与断开功能的基础上，对继电器控制端(输入级)、电源输入端和电源输出端(输出级)增加供电状态a/d回采转换功能，并通过软件综合判断各继电器工作状态的正确性。在故障发生时可精确定位到故障继电器元件，减少维修人力及其他保障资源，提高设备的故障诊断能力和维修性。
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1.一种机载设备继电器自检测的方法，其特征在于，机载设备包含测试板卡、处理器、继电器，处理器上具有主机板卡，主机板卡上运行上位机软件，测试板卡上运行测试板卡软件；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上位机软件以10ms为周期向测试板卡软件发送A/D转换命令，发送后等待测试板卡回复A/D转换结果；对于10ms的周期，等待时间最长不超过7ms；对于最短等待时间的计算，考虑接收和发送的串口数据总长度；发送的A/D转换命令固定为5个字节，两个头字0x55，0xAA，后面三个字节固定为0x01，0x61，0x62；其中0x01代表载荷长度为1字节，0x61代表载荷，0x62代表校验字节；A/D转换结果长度与待检测的线路数量有关，每一路A/D转换结果占两个字节，该测试板卡一共支持16路电平检测，因此A/D转换结果会产生32个字节载荷，再加上头字、长度和校验字节，一共36个字节，因此接收和发送数据一共是5+36＝41字节；串口配置按波特率115200b/s、1起始位、1停止位计算，一共需要41字节*10位每字节/115200*1000ms＝3.56ms；再考虑测试板卡软件运行
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上位机软件在每个周期获取各点状态后，按判定逻辑进行判断，可得出当前周期一、二级继电器工作状态是否正常；如果产生故障，上位机软件通过建立结构数组精确表达每个继电器的具体故障原因。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于集成A/D转换功能的处理器芯片，上位机软件依据经A/D转换后电压数值确定实际电压是28V有效还是断开状态，因此需要确定具体的门限值，高于它则判定为28V输出有效，反之则判定为0V或断开。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述集成A/D转换功能的处理器芯片为F28335芯片，则确定具体的门限值，并根据门限值判定检测点位状态的方法如下：
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，无论是对于没有集成A/D功能的处理器芯片，或者是A/D资源不充足的处理器芯片，上位机软件均可正常周期性地获取28V输出线路上的两级继电器的各自前后检测点位的当前状态；设每个28V输出线路上一共有5个检测点位，编号为1～5；其中编号3、4、5是通过测试板卡的AD转换方式获取的当前状态，编号1是上位机软件内部输出的控制状态，通过定义存储变量即可获取，编号2是硬件强制联通的，机载设备上电即满足条件，上位机软件不需要获取状态；所有检测点位状态有效时，代表该编号2的检测点位上存在相应的有效电压值；存在某一检测点位状态无效时，代表该编号2的检测点位上没有电压值，处于悬空或接地；
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上位机软件将每个周期的检测结果进行故障次数N的计数处理；若当前周期某继电器发生某种故障，则该种故障次数N加1；下个周期如果该继电器继续发生同样故障，则该种故障次数N再加1；如果该继电器没有继续发生同样故障，则该种故障次数清N0；将次数N-1乘以预设上位机软件周期Period得出故障状态持续时间FTkeep；直到该故障状态持续时间FTkeep达到最短故障分辨时间FTmin时，生成最终故障。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当FTkeep短于FTmin时，将被滤掉；只有FTkeep等于或长于FTmin时，才判定为故障；FTmin的确定办法如下：FTmin结合上位机软件检测周期、继电器机械延迟和最短脉冲时间宽度PTmin来确定。
9.一种用于实现如权利要求1至8中任一项所述方法的系统。
10.一种如权利要求1至8中任一项所述方法在电子技术领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种机载设备继电器自检测的方法，其特征在于，机载设备包含测试板卡、处理器、继电器，处理器上具有主机板卡，主机板卡上运行上位机软件，测试板卡上运行测试板卡软件；
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上位机软件以10ms为周期向测试板卡软件发送a/d转换命令，发送后等待测试板卡回复a/d转换结果；对于10ms的周期，等待时间最长不超过7ms；对于最短等待时间的计算，考虑接收和发送的串口数据总长度；发送的a/d转换命令固定为5个字节，两个头字0x55，0xaa，后面三个字节固定为0x01，0x61，0x62；其中0x01代表载荷长度为1字节，0x61代表载荷，0x62代表校验字节；a/d转换结果长度与待检测的线路数量有关，每一路a/d转换结果占两个字节，该测试板卡一共支持16路电平检测，因此a/d转换结果会产生32个字节载荷，再加上头字、长度和校验字节，一共36个字节，因此接收和发送数据一共是5+36＝41字节；串口配置按波特率115200b/s、1起始位、1停止位计算，一共需要41字节*10位每字节/115200*1000ms＝3.56ms；再考虑测试板卡软件运行一次a/d转换的时间，所以上位机软件最短的可靠等待时间为5ms，即上位机软件发送a/d转换命令开始计时5ms后，正常情况下可以从串口接收到a/d转换结果，否则判定为测试板卡存在功能故障。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上位机软件在每个周期获取各点状态后，按判定逻辑进行判断，可得出当前周期一、二级继电器工作状态是否正常；如果产生故障，上位机软件通过建立结构数组精确表达每个继电器的具体故障原因。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于集成a/d转换功能的处理器芯片，上位机软件依据经a/d转换后电压数值确定实际电压是28v有效还是断开状态，因此需要确定具体的门限值，高于它则判定为28v输出有效，反之则判定为0v或断开...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙继平，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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