电动机型式试验自动测试系统的软件可靠性设计_图文

1、电动机型式试验自动测试系统的软件可靠性设计郭立炜“2安国庆2陈学广11华中科技大学武汉4300742河北科技大学石家庄050054摘要根据电动机型式试验的特点设计了V模型,将“验证和确认”活动分解成一系列阶段,每个阶段包含相 应的设计、评审和测试环节,使软件在研发过程中不断完善。电机试验强烈的电磁干扰对系统软件和硬件设备间的数 据通信有较大影响,利用前导数据和冗余编码技术排除了数据传输过程中的异常,使用定时器和重试技术结合的方法 避免了因盲目等待而导致的系统瘫痪。提出“立体报警机制”,即令时间范围、电机物理量的类型、报警上限三者构成 一个立体坐标系,根据被测电机和试验类型确定物理量在不同时段的

2、正常范围,有效降低了误报警率,大大提高了软 件的可靠性。关键词 电动机,软件可靠性,V模型,报警机制The Reliability Design ofAutomatic Test SystemS Software Used in The Prototype Test of Motorliwei Guo 1一,guoqing An 2,xueguang Chenl1Huazhong University Of Science And Technology,Wuhan 4300742Hebei University Of Science And Technology,Shijiazhuang 05

3、0004AbstractAccording to the characteristics of the prototype test,“V model”is designed to resolve"verification and validation”maneuver into a series of steps,which include designing,appraisement and testing to make the software serf-improvement.The communication between software and hardware i

4、s frequently influenced by the intense electromagnetic interference during the prototype test.The technology of leading and redundant coding is taken to get rid of various kinds of unusually cases.Timer is combined together with retrying to prevent system halt caused by bUnd waiting.“Three-dimension

5、al warning mechanism"which makes time,type of physical quantity and warning upper limit to form a three-dimensional coordinate system,b proposed.Based on the type of the motor and prototype test.the mechanism can define the normal range of the physical quantity in various time quantum.It has re

6、duced the false alarm rate effectively,and improved reliability of software greatly.Keywordsmotor,software reliabiHty,V model,warning mechanism1.引言近年来,随着计算机技术的高速发展,电机测 试系统的研究逐渐趋于自动化,要求具备自动测试、 数据处理、显示输出等功能Ll J。由于电动机型式试验 项目繁多且过程复杂,当系统规模不断扩大和功能 不断增加的时候,其配套软件的复杂程度呈几何级 数上升,系统因软件的缺陷而丧失功能的情况非常 普遍。因此,电机自动化测

7、试系统软件的可靠性是 个不容忽视的因素。下面结合作者开发“电动机型 式试验自动测试系统”过程中的经验,探讨几种提283 高系统软件可靠性的方法。2.基于V模型的软件开发流程的设计软件开发过程中的“验证和确认”活动是保证软 件质量的重要措施【21。根据电动机型式试验的特点设 计了V模型,将“验证和确认”活动分解成一系列阶 段,每个阶段包含相应的设计、评审和测试环节, 使软件在研发过程中不断完善。图1以测试计划为纽带的V模型整个开发过程分为设计和测试两大部分,其中 “测试工作”以“测试计划”为指导检验“设计工 作”的可行性和可靠性。(1设计部分。首先参照相关电动机型式试验 国家标准,给出软件的需求

8、描述,包括试验顺序、 需绘制特性曲线的种类、需计算电机参数的种类等; 其次针对各类型式试验的特点进行概要设计,给出 试验的自动化逻辑流程;然后对各功能模块进行详 细设计,并强调层次化和复用性,减少系统开发的 工作量,提高系统可靠性;最后进行编码工作。 (2测试部分。单元测试针对代码的编译和运 行过程:集成测试针对功能模块是否能完成特定功 能;系统测试用来验证各个型式试验自动化流程的 逻辑性;验收测试来检验整套系统是否完成了设计 初制定的各项需求描述。3.提高数据通信可靠性的方法电动机型式试验,尤其是功率较大的电动机, 强烈的电磁干扰对系统软件和硬件设备间的数据通 信有较大影响。排除通信过程中的

9、干扰,接收信息 正确无误,是保证可靠性而需要解决的重要问题。 下面的几种技术有效提高了数据通信的可靠性。3.1前导数据技术在每一批传输数据之前,预加几个字节的特定 信息。当一方接收时首先判断并剥离特定信息,然 后收到的就是有用的传输数据。这里主要用于排除 下位机(单片机的发送异常。以接收下位机传来的相电压信息为例,若通信 协议中指定相电压的特定信息为“VOL”,则上位机 软件只有在连续接收特定字符“VOL”之后,才接收 下面传来的实际相电压值。图2前导数据处理流程图3.2校验和的方法在传送数据时,发送方和接收方均对数码进行 累加计算。发送方在发完数据后,再发一累加和, 接收方在接收数据后将其累

10、加和与收到的数据累加 和相比较,若相等则回送正确确认帧,否则会送错 误确认帧。处理过程如图3所示。3.3定时器和重试技术相结合通信过程中可能出现某些特殊原因使信息不能 正确到达接收方,通信程序执行时间超过了规定界 限,导致系统陷入了无限期等待状态。图3校验和方法的处理流程图圈4定¨#MiM拉*4洫程同令系统在投信息的蒯时启动一个定时器,该定 时器初值由信臣的&度和CPU的处理时州束决定。 如果在规定的时问内主机没有收到分机的任何麻 答,即认为本敬通信出现故障,但这时简瞽的宣布 通信失败足不台适的,可以重发信息荇干淡。若仍 小成功才宣布通信失败”1。4立体报警机制试验过程中,常

11、常由十误操*撒电机物理量大超过额定值,板易损坏电机设备。这样,系统中 就斋要引崩个报警机制来实时地保护被捌电机。 但往往有些情况,例如二相感应电动机起动期问, 其起动电流大大超过额定电流,1H这仍属于正常现 象.无需报警”J。因此,应对这类问题进打区分, 否则误报警信息将过多。在这目提出了“市体报警机制”的概念,即将 时间范围、电机物理量的类型、报警上限三着形成 一个立体坐标系。系统根据被测电机类型,试验娄 型分析出试验中被测物理世在不同时间段变化的正 常范围。在此三维市体坐标系下,将时间变量作为 x轴,电机被测物理量类型变量作为y轴,报警上 限作为z轴,按照电机型式试验标准给出特定初始 点将

12、这些点作为胡始离散点作曲面姒音处理.并确 定拟台曲面方程。系统实时监测当前电机各个物理 量,并将实际的电机运行时闷和物理蕾类型值作为 参数带曲脚表达式t11,算出相麻的喃数值作为当 前报警上限,如果检测的物理量超过此上限就发出 报警信号。经实践证明,这样可以防止IU机起停阶 段数掘偏高引发的误于陡警,大太提高了系统的可靠 性。陌5系统t体报警机制的示意图5结束语本文足在开发的“电动机犁式试验自动测试系 统”基础上.为进步提高系统可靠性而进行的软 什设l方法的探索。开发过程巾小断利用再类测试 于段对系统设计进行修正和完善;曲导数据与校验 和的冗余技术克服了数据通信过程t1,电机强烈的电磁干扰;定时器和重试技术避免r盲目等待而导致 的系统瘫痪;“立体报警机制唷效降低了误报蕾率。 系统E杜河