电力电子产品测试记录系统设计

引言

近年来,随着国家发展清洁能源战略的不断普及和推广,新能源行业得到快速发展,其中以电力电子技术为基础的各种电力设备广泛应用于风电、太阳能发电、轨道交通、储能电站等,致力于节能减排、电网电量治理、能源转换等方向,在新能源行业发展中起到了非常重要的作用。在这种形式下,对电力电子产品稳定性和可靠性的要求进一步提高。除了电力电子产品自身原理设计外,产品测试工作也是一项非常重要的内容,如果能够高效、科学地管理电力电子产品测试过程、记录测试数据,建立测试记录可追溯机制,将会很大程度提高电力电子产品运行稳定性和可靠性,提升产品质量。

1系统概述

电力电子产品测试记录系统通过与电力电子设备通信,将产品测试操作指令、运行数据信息、故障报警信息、软硬件版本信息、测试时间、测试人员等信息录入数据库,再对相关数据进行处理,调用测试报告模块,生成测试记录报告,上传至测试报告服务器集中归档管理。这样既可以规范测试流程,减少测试时间不够、漏测、少测等问题,还可以对电力电子产品中软硬件版本信息、测试遇到的问题等进行整理,便于后期追溯。电力电子产品测试记录系统在一定程度上减少了工程调试人员的工作任务量,提升了工作效率,为有效提高产品质量提供了可靠的保障。

系统设计主要针对电力电子产品单元功率模块调试和整机调试两部分,由U1显示模块、信息录入模块、系统通信模块、数据解析模块、数据库模块、文件输出模块、外部设备接口模块组成。系统功能结构如图1所示。

1.1U1显示部分

系统U1部分显示测试记录流程、电力电子产品基本出厂参数信息、运行数据信息以及测试人员信息。

1.2信息录入部分

系统除通过通信方式自动从电力电子产品获得数据外,还需要测试人员通过扫码枪手动录入产品内部子模块以及板卡条形码数据,包括软版本信息、硬件1D等。

1.3系统通信部分

系统采用串口通信的方式,与模块或整机通信端子连接,以从机的方式向被测试电力电子产品发送请求报文,主机响应回复报文,系统进行数据解析,存入建立的数据表中。

1.4数据库部分

系统数据库部分包括soLserver数据库和FTP数据服务

器。其中soLserver数据库存放用户登录权限、调试人员信息、电力电子产品运行数据、故障记录,FTP数据服务器主要用来储存和管理测试结束后自动生成上传的测试报告。

1.5外部设备接口

系统提供扫码枪和外置摄像头接口模块,其中扫码枪用来录入条形码数据,摄像头用来采集调试过程中的图片信息。

2系统软件设计

系统采用面向对象设计方法,建立程序类模型,既提高了程序设计效率,又为系统后期维护更新提供了便利。

2.1系统通信设计

系统通信使用.NET框架下的serialPort类,派生串口通信对象,建立Modbus类,类中定义串口打开关闭方法openMy一Comm(）、串口接收数据方法MyComData)eceived(）、发送请求报文方)eadKeep)eg(）、字节转换方法HexstringToByteArray(）。通信程序流程图如图2所示。

2.2SQL数据库设计

系统采用soLserver2012数据库服务引擎,建立scada一Data数据库,并创建用户登录权限数据表、实时运行信息数据表、故障记录数据表、报表数据数据表,如图3所示,数据库中表的关系如表1所示。

建立数据库和数据表需要使用编写数据库脚本的方式,能够快速、高效地建立数据库和数据表,便于数据库管理,也能够提高数据库数据的安全性。首先调用USE[saster]指令,然后使用CreateDatabase和CreateTable方法建立数据库和数据表,最后可以使用Select结构化查询语句查看建立的数据表内容。

系统创建SoLHelper数据库类,类中定义数据增删改方法Update()、返回数据集DataSetAetDataSet(stringsql)方法、错误写入日志方法writeLog(stringssg)。

2.3FTP客户端设计

系统中需要设立一台FTP服务器,通过局域网的方式,将测试记录系统生成的测试报告上传至FTP服务器的Report文件夹中,便于测试报告的集中管理和文件归档。客户端测试记录系统程序创建UpLoadFiles类,用来连接FTP服务器并上传生成的测试记录报告,类中定义上传文件方法UpFile()和下载文件方法DownFile(),对应图4中FTP服务器的数据配置信息为:

3结语

电力电子产品测试记录系统在电力电子产品设计测试过程中能全程记录设备运行数据和运行状态,记录设备调试人员操作流程,能够很好地辅助设备调试人员进行产品调试工作。另一方面,系统能够为电力电子产品建立电子档案,为电力电子产品研发设计提供数据支持,为工程服务提供产品信息追溯,在一定程度上减少了工作人员的工作量,提升了工作效率,有利于电力电子产品研发设计工作更加科学高效地开展。