摘  要： 作为设备组成部分的模块电路，为判断其性能状况并进行故障检修，需要开发基于PXI总线的检测诊断系统，而系统功能的实现主要依赖软件。结合构建的平台，设计了软件结构和软件流程，并就主要软件的实现进行了讨论。综合运用虚拟仪器、数据库、计算机通信等技术进行系统软件设计，软件结构良好，易于二次开发。

　　关键词： PXI；模块电路；检测诊断

0 引言

　　模块电路作为设备的组成部分，判断其性能状况并进行故障检修通常需要特定的工作环境。开发相应的检测诊断系统，不仅能够独立模拟模块电路的实际工作环境，而且可以提供一定的自动检测功能及维修帮助[1]。考虑到具体功能实现和维修成本，采用基于PXI总线的检测诊断系统是非常可取的，而功能的实现主要依靠软件。

1 检测诊断系统平台构建

　　系统采用平台化的设计理念，通过建立通用的硬件平台和软件平台，使用不同的测试接口和运行不同的应用程序模块完成相应的测试，使系统达到最优配置。系统由软件和硬件组成，系统硬件主要包括中心控制器、PXI卡式仪器、通用程控仪器、专用程控仪、测试接口[2]；系统软件包括开发环境、测试软件、维修训练软件等。其原理组成框图如图1所示。

　　检测诊断系统核心由PXI-1042机箱、PXI-8187零槽控制器、PXI-4070六位半万用表、PXI-6713模拟输出器、PXI-6602定时/计数器、PXI-5112示波器（16 MB内存）[3]、PXI-2530矩阵开关以及PXI-2630端子等组成，PXI机箱组成如图2所示。

2 检测诊断系统软件设计

　　软件是本系统的重要组成部分，为完成测试系统的功能，主要包括系统管理、系统自检、校验、仪器驱动、设备测试、设备故障诊断、测试数据处理及管理、数据库的管理8部分内容[4]。为实现测试软件的标准化、模块化和图形化，软件开发采用Visual Basic和Measurement Studio联合编程实现，数据库采用MS SQL Server数据库。

　　2.1 软件结构及流程

　　检测诊断系统软件主要由系统管理软件、测试诊断软件、维修训练软件三大部分组成，具体可分为虚拟仪器驱动程序、测试信息库、故障知识库、测试引导信息库、维修训练知识库以及自动测试、故障诊断等模块，其结构图如图3所示。

　　管理软件负责测试程序与数据库程序之间信息的传递与通信、信息的读取与保存、人机交互和结果处理与分析；同时还负责系统的自检，包括测试控制电路和调理电路工作状态检测，通过后可进入测试诊断程序，否则中止程序进一步执行并报告出错。

　　测试程序完成具体项目的测试过程控制，采用数据库技术，应用模块化的软件、测试信息、测试仪器，实现对装备的综合检测和故障的自动诊断。

　　维修训练软件为操作人员提供了大量的装备信息，便于装备学习和进行维修保障训练。

　　软件流程如图4所示。

　　系统工作时，由中心控制器图形界面引导用户选择系统功能操作：系统测试、单元测试、故障诊断、维修训练和系统帮助。

　　（1）系统测试：主要完成整机系统和分系统性能或功能的测试，确定装备的质量状况，同时可对系统进行诊断，确定故障单元。

　　（2）单元测试：该子程序对待测单元进行故障检测。给待测单元施加必要的激励后，对单元的输出信号进行检测，以确定单元工作是否正常。若检测出待测单元存在故障，则报告并进入测试单元故障诊断程序。

　　（3）故障诊断：该子程序对待测单元进行故障诊断。对有故障的单元，在连接必要的测试探针后，给待测单元施加所需的激励，在故障树引导下自动对各测试孔进行检测，依据测试诊断数据库，判断各级工作是否正常。最后给出诊断结果，可将故障定位到级。

　　在对某单元进行测试诊断之前，必须建立与它对应的数据库。测试诊断数据库在SQL Server中开发，其内容主要包括诊断步骤、激励信号、信号类型、调理系数、测试节点、测试位置、特征范围、正确情况、错误情况和提示信息等。

　　（4）维修训练：在系统界面引导下，根据用户需要可查阅各种技术文档，包括维修数据、维修经验、维修记录和近导系统的工作原理。模拟故障现象并给出相应的维修规程，进行故障检测和诊断的模拟。

　　（5）系统帮助：提供了检测诊断系统的使用说明。

　　2.2 部分软件设计实现

　　（1）单元测试模块

　　此模块完成的主要功能是自动完成对被测单元的测试。应用Visual Basic语言开发应用程序，通过与底层硬件控制平台交换信息，实现用户层对多种总线仪器的统一控制，从而构建起自动测试系统。软件自动测试流程如图5所示。

　　（2）故障诊断模块

　　系统将技术较为成熟的故障树分析法作为故障诊断的基本方法，原始技术资料以故障树形式给出[5]。检测时系统首先产生待测单元激励信号，系统测试诊断程序读取数据库的某一数据，该数据包括诊断步骤、模拟激励、提示信息各项内容，然后依照数据内容对待测单元配置信号通道并采集输出信号，将结果与数据库中的信号参数范围进行比较以决定下一步骤。如此循环下去，直至检测结束，给出诊断结论。故障诊断软件工作流程如图6所示。

3 结论

　　采用PXI技术来实现模块电路的检测诊断，符合自动测试系统标准化、通用化和一体化的发展趋势。综合运用虚拟仪器、数据库、计算机通信等技术进行系统软件设计，易于操作，结构良好，易于进行二次开发。

参考文献

　　[1] 樊世友，范梅生，魏震生．VXI总线在通用装备测试系统中的应用及发展[J]．电子技术应用，2002，28（5）：38-40.

　　[2] 杨乐平，苗增良.一种新的模块化仪器总线标准——PXI[J].测控技术，1998，17（5）：62-63.

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

　　[4] 杨军，冯振声，黄考利，等．装备智能故障诊断技术[M]．北京：国防工业出版社，2004．

　　[5] 周东华，叶银忠．现代故障诊断与容错控制[M]．北京：清华大学出版社，2000．