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      稱重儀表自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

      發(fā)布時間:2020-07-08 09:23:09 |來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

      1引言作為混凝土攪拌站的核心部件之一的承重儀表(SWD)是 一款高性能、高精度的稱量控制產(chǎn)品,通過CAN總線采用通信協(xié)議的方式控制稱重傳感器和控制主機進行命令交互而滿 足混凝土攪拌站的配料、稱量、控制、顯示等需求叫其質(zhì)量的好壞直接影響配比的精度和混凝土的質(zhì)量。由于稱重儀表功能強大,涉及通信協(xié)議的功能較多,其通信協(xié)議成了該產(chǎn)品檢測的重點,但若采用手工測試不僅費時費力,效率較低,且難以保證測試的全面覆蓋。

      本文在CAN模塊基礎上,基于ZLGCAN動態(tài)鏈接庫技術與Labview平臺相結合的機制"1,實現(xiàn)了SWD通信協(xié)議的自動測試。

      2系統(tǒng)總體方案

      系統(tǒng)的硬件配置主要由PC.ZLGCAN模塊和開關電源構成,三者關系【如圖】所示

      稱重儀表系統(tǒng)硬件配置圖

             圖1系統(tǒng)硬件配置

      開關電源給SWD供電,作為交互操作窗口的PC通過 USB接口經(jīng)ZLGCAN的CAN總線和SWD交互數(shù)據(jù)。根據(jù) SWD的CAN通信協(xié)議的特點,在PC上給予Labview軟件設 計上位機程序并通過上位機程序調(diào)用Windows系統(tǒng)中編譯和 力懺的ZLGCAN動態(tài)鏈接庫,便可實現(xiàn)對與CAN通信協(xié)議相 關的SWD的功能進行自動化測試,并對測試進度和測試結果 進行實時顯示。

      3上位機軟件設計

      3. 1界面

      作為與用戶直接交互的操作窗口前面板可以通過PC端

      的Labview平臺采用圖形化編程語言實現(xiàn),如圖2所示

      上位機軟件界面示意圖

                     圖2上位機軟件界面示意圖

      界面大致分為菜單區(qū)、參數(shù)設置區(qū)、操作區(qū)和測試數(shù)據(jù)顯 示區(qū)等。菜單區(qū)包括設備操作、設備配置、與CAN通信協(xié)議相 關基本功能的測試項目、版本和幫助等項,可以通過菜單操作 對SWD和ZLGCAN進行配置、選擇測試項目以及査看版本和 幫助信息;參數(shù)設置區(qū)可以直接在界面上快速地進行相關參 數(shù)配置及測試項選擇;操作區(qū)主要實現(xiàn)ZLGCAN的啟動、停止 操作以及測試過程的控制;測試數(shù)據(jù)顯示區(qū)可以直觀地顯示 已經(jīng)完成的測試項及測試結果以及測試進度,并可以完成測 試數(shù)據(jù)和測試報告的保存操作。

      3. 2主程序

      軟件操作流程如圖3所示。Labview開發(fā)平臺除具有常規(guī) 的條件結構、順序結構、循環(huán)、事件結構外,還根據(jù)應用場合的 不同提供了狀態(tài)機、消息隊列、生產(chǎn)者/消費者、主/從等設計模 式,根據(jù)程序特點直接調(diào)用模板進行編程,可以省去對程序整 體框架的考慮,從而節(jié)約很多時間。

      由于測試開始前操作者需要對SWD和ZLGCAN進行配 置,選擇測試項目,測試時又是全自動測試,因此,系統(tǒng)主程序 基本框架為生產(chǎn)者/消費者結構,自動測試部分為消息隊列結 構,自動逐項執(zhí)行所選擇的測試項目,執(zhí)行完畢又返回到生產(chǎn) 者/消費者結構,以便與用戶交互處理后續(xù)的數(shù)據(jù)保存、報告保 存等操作。

      3. 3協(xié)議判斷程序

      協(xié)議判斷程序是自動測試系統(tǒng)設計的關鍵,直接決定著測試結果是否可靠性。協(xié)議半嘶流程如圖4所示。與CAN通信 協(xié)議相關的SWD基本功能大致分為參數(shù)査詢、參數(shù)設置、參數(shù) 上傳、配方設置、配料控制、掉電保存6個方面。其通信協(xié)議可歸 納為兩類:⑴應答式協(xié)議:SWD對收到的命令進行應答,測試

      時需要先向SWD發(fā)送命令,再判斷SWD是否正確進行應答; (2)主動上傳式協(xié)議:SWD以一定的周期上傳CAN數(shù)據(jù),測試 時只需蛔在一定的時間內(nèi)是否收到相應的數(shù)據(jù)帔。為此根據(jù)

      SWD通信協(xié)議特點,需對自湖頃賦系統(tǒng)幽十協(xié)議仲裁子VIO

      軟件操作流程圖

               圖3軟件操作流程圖

      3.4協(xié)議拓展接口設計

      考慮到SWD通信協(xié)議的不斷升級和擴展以及測試要求的變化,為保證軟件能夠兼顧后續(xù)SWD通信協(xié)議的測試需 要,進行了巧妙的接口設計。協(xié)議判斷規(guī)則不是固化在程序里 面,而是通過EXCEL文檔讀入,當協(xié)議發(fā)生變更時,只需要對該 EXCEL文件進行維護即可。該EXCEL文檔砂行對應一條協(xié) 議,協(xié)議格式對應EXCEL文檔的一行A-H的內(nèi)容如表1所示。

      協(xié)議判斷流程圖

                    圖4協(xié)議判斷流程

      4結果

      測試完畢,在圖2的界面點擊“生成報告”按鍵,將會自動 生成DOC格式名稱為“SWD通信協(xié)議自動測試報告 yyyy_MM_DD_hhmmss.doc”的試驗報告。其中,報告名稱中的 yyyy_MM_DD_hhmmss分別為當前測試時間的年份_月份一 日期_時時分分秒秒,而報告的內(nèi)容除包括當前測試數(shù)據(jù)和 結果、之前輸入的被測產(chǎn)品軟硬件信息、ZLGCAN和SWD參 數(shù)配置信息外,還包括每條協(xié)議測試的詳細記錄。

      通過專業(yè)測試人員驗證,本測試系統(tǒng)具有以下特點:

      1) 效率高:426條協(xié)議可以在3min內(nèi)完成測試,采用手工 測試,即使熟練的測試工程師也需要3~4d的時間。

      2) 簡單可靠:通過幾步簡單的操作即可完成測試,通信協(xié) 議異常模擬測試的結果表明,通過測試報告的詳細測試數(shù)據(jù),

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