АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО КОНТРОЛЯ ЦИФРОАНАЛОГОВОЙ АППАРАТУРЫ

Полезная модель относится к средствам автоматизированного контроля и диагностики радиоэлектронной аппаратуры и предназначена для использования, например, на предприятиях, производящих и эксплуатирующих радиоэлектронную аппаратуру, в качестве технологического испытательного оборудования для контроля параметров изделий на производстве и сдаче готовой продукции.
Известна автоматизированная система контроля параметров электронных схем по патенту RU 2106677 C1, опубл. 10.03.1998, содержащая универсальную вычислительную машину, блок ввода-вывода, блок регистров входной информации, блок регистров адреса, первый, второй и третий коммутаторы, блок управления режимами, блок синхронизации, блок регистров выходной информации, блок контроля, блок задания стимулирующих сигналов, блок задания эталонных сигналов и пульт оператора. Недостатками известного устройства являются ограниченный набор контролируемых параметров и сложность исполнения изделия.
Известна автоматизированная система контроля по патенту RU 2150730 C1, опубл. 10.06.2000, содержащая программирующее устройство, блок программного управления и контроля, блок программ выдачи, измерения и коммутации сигналов, блок измерительных преобразователей, блок формирователей стимулирующих сигналов и команд, два коммутатора, блок отображения информации, блок вывода информации и объект контроля. Недостатками устройства являются сложность подключения объекта контроля и исполнения изделия.
Известно также устройство автоматизированной системы контроля по патенту RU 2421787 C2, опубл. 10.06.2011, автоматизированный ремонтный стенд (БАРС), содержащий электронно-вычислительную машину (ЭВМ) с программным обеспечением и аппаратную часть, в которую входят десять устройств ввода-вывода, аналоговый генератор, логический анализатор, цифровой осциллограф, блоки питания, внутренняя локальная шина, блок внешних разъемов для подключения испытуемого устройства, интеллектуальный контроллер, связанный с ЭВМ по шине USB и с оперативным запоминающим устройством, а также с арбитром шины, соединенным с адресным портом и портом ввода-вывода интеллектуального контроллера, соединенных с внутренней локальной шиной, при этом все внутренние устройства аппаратной части управляются 32-разрядным процессором по внутренней локальной шине. Недостатками устройства являются значительная сложность реализации, требующая дополнительного интеллектуального контроллера, отсутствие унификации при расширении, ограниченность количества устройств ввода-вывода.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является автоматизированный комплекс контроля и диагностики разработки ОАО «Головное производственно-техническое предприятие «Гранит» по патенту RU 2257604 С2, принятый за прототип. Достоинством прототипа является обеспечение возможности создания компактных автоматизированных рабочих мест по контролю, диагностике неисправности и ремонту широкой номенклатуры радиоэлектронных устройств.
Недостатками известного устройства являются:
-отсутствие возможности одновременного сбора цифроаналоговых данных;
-отсутствие широких возможностей коммутации цифровых и аналоговых сигналов с объекта контроля;
-отсутствие полного спектра измеряемых электрических параметров.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание простого в исполнении и работе компактного устройства для автоматизированной проверки цифроаналоговой аппаратуры.
Техническим результатом от реализации заявляемого технического решения является уменьшение сложности компоновочного решения автоматизированного рабочего места контроля цифроаналоговой аппаратуры при повышении уровня автоматизации контроля параметров радиоэлектронной аппаратуры и расширении спектра измеряемых электрических параметров.
Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве контроля, содержащем управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок сопряжения, коммутатор, блок цифровых осциллографов, блок генераторов произвольных сигналов, блок программируемых источников питания, соединенных между собой единой шиной данных и синхронизации, дополнительно установлены блок сбора данных, состоящий из одного или более модульных приборов сбора данных, и блок мультиметров, состоящий из одного или более модульных мультиметров. Каждый блок цифрового ввода-вывода, блок цифровых осциллографов, блок генераторов произвольных сигналов, блок программируемых источников питания выполнены в виде одного или более модульных устройств. Каждый из блоков соединен непосредственно входами и выходами с входами и выходами объекта контроля и строками релейного коммутатора, при этом столбцы релейного коммутатора соединены с входами и выходами объекта контроля. Блок сопряжения выполнен в виде двух соединенных между собой отдельных модулей сопряжения, один из которых соединен с шиной данных и синхронизации, второй - с шиной PCI или PCI-E компьютера. В памяти управляющего компьютера установлен набор программ управления автоматизированным рабочим местом при различных проверках объектов контроля, для создания данных для управления автоматизированным рабочим местом или для проверки правильности функционирования автоматизированного рабочего места.
Установка дополнительного блока сбора данных позволяет организовать одновременный сбор цифроаналоговых данных, одновременную обработку и преобразование данных из цифрового вида в аналоговый вид и наоборот. Установка дополнительного блока мультиметров позволяет в целом получить полный спектр возможных измеряемых электрических параметров. Блок цифрового ввода-вывода в виде одного или нескольких модульных устройств позволяет увеличить количество цифровых каналов ввода-вывода, упростить аппаратную реализацию устройства. Выполнение блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока программируемых источников питания из модульных устройств позволяет упросить изготовление устройства, его обслуживание и ремонт, а также обеспечивает унификацию при расширении. Подключение каждого блока непосредственно входами и выходами к входам и выходам объекта контроля позволяет упростить подключение объекта контроля. Подключение каждого блока входами и выходами к строкам релейного коммутатора, а столбцами релейного коммутатора к входам и выходам объекта контроля позволяет осуществить коммутацию входных и выходных сигналов с объекта контроля при значительно большем их количестве, чем модульных приборов в любом из блоков. Выполнение блока сопряжения в виде двух отдельных модулей позволяет использовать совмещенную шину данных и синхронизации, что, в свою очередь, уменьшает сложность изготовления устройства. Использование набора программ повышает уровень автоматизации контроля параметров радиоэлектронной аппаратуры.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема автоматизированного рабочего места контроля цифроаналоговой аппаратуры.
Автоматизированное рабочее место контроля цифроаналоговой аппаратуры содержит управляющий компьютер 1, с установленным внутрь в слот PCI или PCI-E модуль сопряжения с шиной 2 PCI или PCI-E, размещенные в едином корпусе (на фигуре не показан), модуль сопряжения с шиной данных и синхронизации 3, шину данных и синхронизации 4, блок цифрового ввода-вывода 5, блок сбора данных 6, блок генераторов произвольных сигналов 7, коммутатор 8, блок цифровых осциллографов 9, блок мультиметров 10, блок программируемых источников питания 11. Позиции 3, 5-11 соединены с шиной данных и синхронизации 4, каждый блок позиции 5-7, 9-11 содержит один или более модулей PXI. Коммутатор 8 выполнен в виде матричного релейного коммутатора, состоит из одного или нескольких модулей PXI. Модуль сопряжения с ЭВМ 2 и модуль сопряжения с шиной данных и синхронизации 3 соединены между собой кабелем. Каждый из шести блоков позиций 5-7,9-11 непосредственно соединены входами и выходами с входами и выходами объекта контроля 12, а также подключены входами и выходами к строкам релейного коммутатора 8. Столбцы релейного коммутатора 8 подключают к входам и выходам объекта контроля 12. Объект контроля 12, представляющий из себя цифровой, аналоговый, цифроаналоговый или аналого-цифровой модуль радиоэлектронной аппаратуры соединяют через приемник для сменных адаптеров (на фигуре не показан) к блокам автоматизированного рабочего места контроля напрямую с помощью кабелей. При большем количестве контрольных точек у объекта контроля 12, чем наличие контактных точек у модулей блоков, подключение объекта контроля осуществляют через релейный коммутатор 8.
В памяти управляющего компьютера 1 размещены несколько программ:
- «Редактор конфигурации»;
- «Контроль работоспособности»;
- «Редактор маршрутов коммутации»;
- «Редактор цифровых временных диаграмм»;
- «Редактор тестовых последовательностей».
Программа «Редактор конфигурации» предназначена для создания и редактирования файлов конфигурации, определяющих состав измерительного и контрольного оборудования блоков 5-11 автоматизированного рабочего места.
Программа «Контроль работоспособности» предназначена для управления автоматизированным рабочим местом в зависимости от выбранного режима проверки, с целью его проверки на соответствие техническим условиям.
Программа «Редактор маршрутов коммутации» предназначена для создания и редактирования файлов маршрутов переключения коммутатора 8.
Программа «Редактор цифровых временных диаграмм» предназначена для создания и редактирования файлов цифровых временных диаграмм, содержащих данные для управления цифровыми и дискретными каналами блоков 5-6.
Программа «Редактор тестовых последовательностей» предназначена для управления автоматизированным рабочим местом при создании, редактировании и выполнении тестовых последовательностей для контроля цифровой, цифроаналоговой и аналого-цифровой радиоэлектронной аппаратуры. Программа реализует следующие функции:
1) администрирование - управление учетными записями и правами пользователей, определение прав позволяет осуществлять разделение пользователей на группы с разными уровнями доступа к отдельным функциям программы;
2) контроль привилегий пользователей - позволяет предоставлять права доступа в соответствии с делением на группы;
3) создание и редактирование тестов - позволяет в интерактивном режиме создавать и изменять тестовые последовательности на основе выбора доступных действий для конкретных модулей всех блоков или средств управления последовательностью выполнения теста (циклы, ветвления и т.д.), а также создание переменных различных типов для промежуточного хранения и обработки измерительных или иных данных. Для обработки измерительных или иных данных реализована возможность составления и редактирования математических выражений (формул) с набором общеупотребительных математических операторов и функций;
4) выполнение тестов - выполнение непосредственных действий по проверке объекта контроля 12 в соответствии с заданной тестовой последовательностью и формирование выходных данных о результатах проверки для генерации отчетов;
5) генерация отчетов - создание отчета на основе шаблона и выходных данных результатов исполнения тестовой последовательности;
6) загрузка дополнительных программных модулей;
7) предоставление программных интерфейсов к драйверам. Программа «Редактор конфигурации» используется один раз
после сборки устройства или при увеличении или уменьшении количества модулей в блоках. Использование программы «Контроль работоспособности» осуществляется периодически не реже одного раза в год. Программа «Редактор маршрутов коммутации» используется для создания файла коммутации на различные объекты контроля, допускается использование одного файла коммутации для объектов контроля имеющих одинаковые точки подключения. Программа «Редактор цифровых временных диаграмм» может применяться для создания файлов для объекта контроля 12, имеющих цифровые каналы. Программа «Редактор тестовых последовательностей» применяется для создания тестовых последовательностей для различных объектов контроля 12, допускается создание одной тестовой последовательности для нескольких объектов контроля 12.
Техническая реализация заявленного технического решения осуществляется с использованием аппаратуры (измерительных приборов, управляющего компьютера) известной из уровня техники модульные приборы, например фирмы Nationallnstruments:
1) модуль сопряжения с шиной PCI или PCI-E2 и модуль сопряжения с шиной данных и синхронизации 3 - модули PCI-8362 и PXI-8360 соответственно;
2) блок цифрового ввода-вывода 5 модули PXI-6541;
3) блок сбора данных 6 - модули PXI-6120, PXI-6514, PXI-6515;
4) блок генераторов произвольных сигналов 7 - модули PXI-5421;
5) коммутатор 8 - модули PXI-2532B;
6) блок цифровых осциллографов 9 - модули PXI-5122;
7) блок мультиметров 10 - модули PXI-4071;
8) блок программируемых источников питания 11 - модули PXI-4110;
9) шина данных и синхронизации 4 - шасси PXI-1045.
Таким образом, автоматизированное рабочее место контроля цифроаналоговой аппаратуры по заявленному техническому решению менее трудоемкое в изготовлении и работе, по сравнению с прототипом, при этом повышается производительность изделия за счет увеличения уровня автоматизации контроля параметров радиоэлектронной аппаратуры и спектра измеряемых электрических параметров.