電動機型式試驗自動測試系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計_圖文

1、電動機型式試驗自動測試系統(tǒng)的軟件可靠性設(shè)計郭立煒“2安國慶2陳學(xué)廣11華中科技大學(xué)武漢4300742河北科技大學(xué)石家莊050054摘要根據(jù)電動機型式試驗的特點設(shè)計了V模型,將“驗證和確認”活動分解成一系列階段,每個階段包含相 應(yīng)的設(shè)計、評審和測試環(huán)節(jié),使軟件在研發(fā)過程中不斷完善。電機試驗強烈的電磁干擾對系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備間的數(shù) 據(jù)通信有較大影響,利用前導(dǎo)數(shù)據(jù)和冗余編碼技術(shù)排除了數(shù)據(jù)傳輸過程中的異常,使用定時器和重試技術(shù)結(jié)合的方法 避免了因盲目等待而導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓。提出“立體報警機制”,即令時間范圍、電機物理量的類型、報警上限三者構(gòu)成 一個立體坐標(biāo)系,根據(jù)被測電機和試驗類型確定物理量在不同時段的

2、正常范圍,有效降低了誤報警率,大大提高了軟 件的可靠性。關(guān)鍵詞 電動機,軟件可靠性,V模型,報警機制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.引言近年來,隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展,電機測 試系統(tǒng)的研究逐漸趨于自動化,要求具備自動測試、 數(shù)據(jù)處理、顯示輸出等功能Ll J。由于電動機型式試驗 項目繁多且過程復(fù)雜,當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大和功能 不斷增加的時候,其配套軟件的復(fù)雜程度呈幾何級 數(shù)上升,系統(tǒng)因軟件的缺陷而喪失功能的情況非常 普遍。因此,電機自動化測

7、試系統(tǒng)軟件的可靠性是 個不容忽視的因素。下面結(jié)合作者開發(fā)“電動機型 式試驗自動測試系統(tǒng)”過程中的經(jīng)驗,探討幾種提283 高系統(tǒng)軟件可靠性的方法。2.基于V模型的軟件開發(fā)流程的設(shè)計軟件開發(fā)過程中的“驗證和確認”活動是保證軟 件質(zhì)量的重要措施【21。根據(jù)電動機型式試驗的特點設(shè) 計了V模型,將“驗證和確認”活動分解成一系列階 段,每個階段包含相應(yīng)的設(shè)計、評審和測試環(huán)節(jié), 使軟件在研發(fā)過程中不斷完善。圖1以測試計劃為紐帶的V模型整個開發(fā)過程分為設(shè)計和測試兩大部分,其中 “測試工作”以“測試計劃”為指導(dǎo)檢驗“設(shè)計工 作”的可行性和可靠性。(1設(shè)計部分。首先參照相關(guān)電動機型式試驗 國家標(biāo)準(zhǔn),給出軟件的需求

8、描述,包括試驗順序、 需繪制特性曲線的種類、需計算電機參數(shù)的種類等; 其次針對各類型式試驗的特點進行概要設(shè)計,給出 試驗的自動化邏輯流程;然后對各功能模塊進行詳 細設(shè)計,并強調(diào)層次化和復(fù)用性,減少系統(tǒng)開發(fā)的 工作量,提高系統(tǒng)可靠性;最后進行編碼工作。 (2測試部分。單元測試針對代碼的編譯和運 行過程:集成測試針對功能模塊是否能完成特定功 能;系統(tǒng)測試用來驗證各個型式試驗自動化流程的 邏輯性;驗收測試來檢驗整套系統(tǒng)是否完成了設(shè)計 初制定的各項需求描述。3.提高數(shù)據(jù)通信可靠性的方法電動機型式試驗,尤其是功率較大的電動機, 強烈的電磁干擾對系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備間的數(shù)據(jù)通 信有較大影響。排除通信過程中的

9、干擾,接收信息 正確無誤,是保證可靠性而需要解決的重要問題。 下面的幾種技術(shù)有效提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性。3.1前導(dǎo)數(shù)據(jù)技術(shù)在每一批傳輸數(shù)據(jù)之前,預(yù)加幾個字節(jié)的特定 信息。當(dāng)一方接收時首先判斷并剝離特定信息,然 后收到的就是有用的傳輸數(shù)據(jù)。這里主要用于排除 下位機(單片機的發(fā)送異常。以接收下位機傳來的相電壓信息為例,若通信 協(xié)議中指定相電壓的特定信息為“VOL”,則上位機 軟件只有在連續(xù)接收特定字符“VOL”之后,才接收 下面?zhèn)鱽淼膶嶋H相電壓值。圖2前導(dǎo)數(shù)據(jù)處理流程圖3.2校驗和的方法在傳送數(shù)據(jù)時,發(fā)送方和接收方均對數(shù)碼進行 累加計算。發(fā)送方在發(fā)完數(shù)據(jù)后,再發(fā)一累加和, 接收方在接收數(shù)據(jù)后將其累

10、加和與收到的數(shù)據(jù)累加 和相比較,若相等則回送正確確認幀,否則會送錯 誤確認幀。處理過程如圖3所示。3.3定時器和重試技術(shù)相結(jié)合通信過程中可能出現(xiàn)某些特殊原因使信息不能 正確到達接收方,通信程序執(zhí)行時間超過了規(guī)定界 限,導(dǎo)致系統(tǒng)陷入了無限期等待狀態(tài)。圖3校驗和方法的處理流程圖圈4定¨#MiM拉*4洫程同令系統(tǒng)在投信息的蒯時啟動一個定時器,該定 時器初值由信臣的&度和CPU的處理時州束決定。 如果在規(guī)定的時問內(nèi)主機沒有收到分機的任何麻 答,即認為本敬通信出現(xiàn)故障,但這時簡瞽的宣布 通信失敗足不臺適的,可以重發(fā)信息荇干淡。若仍 小成功才宣布通信失敗”1。4立體報警機制試驗過程中,常

11、常由十誤操*撒電機物理量大超過額定值,板易損壞電機設(shè)備。這樣,系統(tǒng)中 就齋要引崩個報警機制來實時地保護被捌電機。 但往往有些情況,例如二相感應(yīng)電動機起動期問, 其起動電流大大超過額定電流,1H這仍屬于正常現(xiàn) 象.無需報警”J。因此,應(yīng)對這類問題進打區(qū)分, 否則誤報警信息將過多。在這目提出了“市體報警機制”的概念,即將 時間范圍、電機物理量的類型、報警上限三著形成 一個立體坐標(biāo)系。系統(tǒng)根據(jù)被測電機類型,試驗婁 型分析出試驗中被測物理世在不同時間段變化的正 常范圍。在此三維市體坐標(biāo)系下,將時間變量作為 x軸,電機被測物理量類型變量作為y軸,報警上 限作為z軸,按照電機型式試驗標(biāo)準(zhǔn)給出特定初始 點將

12、這些點作為胡始離散點作曲面姒音處理.并確 定擬臺曲面方程。系統(tǒng)實時監(jiān)測當(dāng)前電機各個物理 量,并將實際的電機運行時悶和物理蕾類型值作為 參數(shù)帶曲腳表達式t11,算出相麻的喃數(shù)值作為當(dāng) 前報警上限,如果檢測的物理量超過此上限就發(fā)出 報警信號。經(jīng)實踐證明,這樣可以防止IU機起停階 段數(shù)掘偏高引發(fā)的誤于陡警,大太提高了系統(tǒng)的可靠 性。陌5系統(tǒng)t體報警機制的示意圖5結(jié)束語本文足在開發(fā)的“電動機犁式試驗自動測試系 統(tǒng)”基礎(chǔ)上.為進步提高系統(tǒng)可靠性而進行的軟 什設(shè)l方法的探索。開發(fā)過程巾小斷利用再類測試 于段對系統(tǒng)設(shè)計進行修正和完善;曲導(dǎo)數(shù)據(jù)與校驗 和的冗余技術(shù)克服了數(shù)據(jù)通信過程t1,電機強烈的電磁干擾;定時器和重試技術(shù)避免r盲目等待而導(dǎo)致 的系統(tǒng)癱瘓;“立體報警機制唷效降低了誤報蕾率。 系統(tǒng)E杜河