SAP型集成供液系统软件测试平台设计.pdf

工矿自动化 In d us t r y a n d Min e Aut o ma t io n 第45卷第12期 2019年12月 Vo l .45 No .12 Dec .2019 文章编号文章编号1671-251X2019 12-0101-05DOI10. 13272/j. issn . 1671-251. 2019080040 SAP型集成供液系统软件测试平台设计 郭资鉴1,李俊士1 （1.煤炭科学研究总院智能控制技术研究分院北京100013； 2.北京天地玛珂电液控制系统有限公司北京100013） 摘摘要针对现有SAP型集成供液系统软件测试存在的输入信号模拟精度低且操作不便、输出信号检测 通道少、点表参数校验耗时长、线路连接繁琐等问题，设计了一种SAP型集成供液系统软件测试平台该测 试平台通过上位机管理软件控制模块组模拟输入信号并传输至控制器，控制器采集到输入信号后，点表参数 发生变化并传输至上位机管理软件，同时控制器根据输入信号执行相应的逻辑判断并输出控制信号，控制信 号被模块组采集后传输至上位机管理软件，上位机管理软件根据控制信号是否与输入信号相匹配来自动判 断测试结果该测试平台的应用提升了测试效率和准确性 关键词关键词SAP型集成供液系统；软件测试平台；软件测试；输入信号模拟；输出信号检测；点表参数校 验；单泵测试；联动测试 中图分类号TD67 文献标志码A Desig n o f s o f t w a r e t es t pl a t f o r mf o r SAP in t eg r a t ed pr es sur e pumpin g sy st em GUOZijia n1,2, LIJun sh i1,2 1.In t elig en t Co n t r o l Tec h n o l o g y Br a n c h ,Ch in a Co a l Re sea r c h In st it ut e ,Beijin g 100013,Ch in a ; 2.Beijin g Tia n d i-Ma r c o El e c t r o -Hy d r a ul ic Co n t r o l Sy st e m Co mpa n y Lt d .,Be ijin g 100013,Ch in a Abstract In o r d er t o so l v e pr o bl ems exist ed in so f t w a r e t est o f SAP in t eg r a t ed pr essur e pumpin g sy st em suc h a s l o w a c c ur a c y o f 1n put s1g n a l s1mul a t 1o n a n d 1n c o n v en 1en t o per a t 1o n , f ew d et ec t o n c h a n n el s o f o ut put s1g n a l ,l o n g c h e c kt 1meo f po 1n t t a bl epa r a met e r sa n d c o mpl ex w 1r 1n g ,a so f t w a r et est pl a t f o r m f o r SAP 1n t e g r a t ed pr essur epump1n g sy st e m w a sd e s1g n ed .Th eupper c o mput e r ma n a g eme n t so f t w a r e c o n t r o l smo d ul eg r o upst o s1mul a t e 1n put s 1g n a l a n d t r a n s m1t 1t t o c o n t r ole r .Af t e r t h e 1n put s 1g n a l 1s c ole c t e d b y t h e c o n t r ole r ,po 1n t t a b l e pa r a me t e r s a r e c h a n g e d a n d t r a n s m1te d t o t h e uppe r c o mput e r ma n a g emen t so f t w a r e.Ac c o r d 1n g t o t h e1n put s1g n a l ,t h ec o n t r oler c ut esc o r r espo n d 1n g l o g 1c jud g men t a n d o ut put sc o n t r o l s1g n a l ,w h 1c h 1sc olec t ed by t h e mo d ul e g r o upa n d t r a n sm1ted t o t h eupper c o mput e r ma n a g emen t so f t w a r e. Th e upper c o mput er ma n a g emen t so f t w a r e jud g es t est r esul t a ut o ma t c aly a c c o r d 1n g t o w h et h er t h ec o n t r o l s1g n a l ma t c h e s t h e 1n put s 1g n a l .Th e a ppl c a t o n o f t h e t e s t pl a t f o r m 1mpr o v esef1c 1en c y a n d a c c ur a c y o f t est . Key words SAP in t eg r a t ed pr essur e pumpin g sy st e m; so f t w a r e t est pl a t f o r m; so f t w a r e t e s t; in put s ig n a l s imul a io n ;o u,pu,s ig n a l d e ,e c ,io n ;po in ,,a bl e pa r a me ,e r c h e c k;s in g l e pump,e s ,;l in ka g e ,e s , 收稿日期收稿日期2019-08-15;修回日期修回日期2019-12-07;责任编辑责任编辑盛男。 基金项目基金项目能源自主创新项目（发改投资〔20157780号）。 作者简介作者简介郭资鉴（1991-），男，河南焦作人，助理工程师，硕士，现从事综采工作面控制系统及软件产品测试工作,E-ma il g uo zj91 f o xma il . c o m。 引用格式引用格式郭资鉴，李俊士 .SAP型集成供液系统软件测试平台设计工矿自动化2019,45（12）101-105. GUO Zijia n , LI Jun sh i. Desig n o f so f t w a r e t est pl a t f o r m f o r SAP in t eg r a t ed pr essur e pumpin g sy st em [J]. In d ust r y a n d Min e Aut o ma t io n ,2019,45（12） 101105. ・102・工矿自动化45 0引言引言 SAP型集成供液系统集泵站、泵站变频控制、 多泵站 动上 滤、乳化液自动配比 保证、泵站状态参数检测 诊断与保新 体「门，为工 压支架动作和采煤机喷雾降尘提 压动力「2「4。SAP型集成 统 控设备 和控制系统组成被控设备包括各 、液箱、高压 过滤站、组合开关、传感器、变频 ；控制系统由控 制器和控制软件组成，可实 程集中控制和就地 控制 控制系统作为SAP型集成供液系统的核心7, 其控制器通过搭载不同控制软件实现不同功能，可 分为中央控制器、液箱控制器、乳 控制器、高压 滤站控制 「8「10。控制器硬件结 定，而控 制软件则根据客 定制开发，其可靠性很大程 定了控制系统 靠性， 有必要 对软件进行测试。 针对SAP型集成供液系统软件的测试主要包 括 信号模拟、输出信号检测、点 验3个 部分。 信号模拟是模拟各类传感器信号或反馈 信号 控制器。 信号检测是测试控制否 根据 信号执行相应的逻辑 并 确的控 制信号。点 验是测试控制器中有关控制运 行状态 是否与实 致。现有的测试主 要 以 。 1 信号模拟精度低 不便。目前采 用手动控制 和变送器的方式模拟电压和电流 信号， 和变送器无法 实 压 . 流 ， 和变 送 ， 信 号 模 拟 降低。对于反馈信号 信号的模拟，则 直接用裸露导线连通 开信号端，操作不便。 2 输出信号检测通道少。现有测试方式仅通 测各类 信号，但1 测1路信号，针对 信号同 测 定的局 限性。 3 点表参数校验耗时长。点表参数包含控制 器运行状态、传感 变频 大 据- 点 验 口通信软件 根据 的 相应数据，缺少对 和数据的文 I 述，不 测试人员 验。 ，在执行远程集 中控制时,需要对 写 据，而串口通信软 件 写入,影响点 验效率。 4 线路连接繁琐。控制 口功能繁多， 控 制 件 定 ， 而 件 根 据 客 定制，导致控制器与其他设备在连 许多差异，造成测试人员需要根据不同的软件需求 连接线路，过程繁琐。其次，测试中 变 送 * 测 试 工 ， 要 测 试 人员 频繁 线或更换接口。 ，本文设计了一种SAP型集成 统软件测试平台，可实现各类信号高 模 拟和 信号同 测， 行 测试。 1测试平台设计测试平台设计 1. 1 整体结构 SAP型集成供液系统软件测试平台结构如图1 所示。模块组与控制器一一对应；各控制器之间由 专用电缆连接;模块组内各模块 、模块组之间及 模块组与 机管理软件 均采用RS485通信； 机管理软件通过专 RS422连接器读写控 制器点表参数。 上位机 管理软件 图1 SAP型集成供液系统软件测试平台组成 Fig .1 St r uc t ur e o f SAP in t e g r a t e d pr e ssur e pumpin g sy st em 控制 口按照信号类型可分 口 * 口 *模 拟 口 *模 拟 口 RS485接口。其中，RS485接口 监测变频 态，其他接口 连接各类传感器和被控设备。根 据控制 口分类，选择相应的输入、输出模块组成 模块组，彳 、变送器和 测试工具。 机管理软件根据测试 送测试命令控 制模块组,模块组模拟测试信号 控制器，控制器 采集到测试信号后，点 生变化并传 ［上 机 理 件 ， 同 控 制 根 据 测 试 信 号 行 逻 辑 并 控制 信 号 ， 控 制 信 号 模 块 组 采 集 传 输至上位机管理软件。 机管理软件根据控制信 号是否与测试 相匹配得到测试结果。 1. 2 模块组 变 频 态 信 号 模拟 通 机 理软件经RS485通信 控制器11，所以模块组内 包含 模块我 模块、模拟 模 块、模拟输出模块，如图2所示。 1 模 块 信 号 测 ， 采 集 控制 设 控制 信 号 开 ， 信 号等， 选择开 模块。 2数字输出模块用于输入信号模拟，可向控 2019 12 郭资鉴等郭资鉴等SAP型集成供液系统软件测试平台设计型集成供液系统软件测试平台设计・・103・ ・ RS485 RS422 RS485 2上位机管理软件 T数字输入模块|4匚「设备控制信号 十 .模拟输出模块|4丄传感器模丽可一A 模块组1 i ； 电气信号 i 控制器1 图2模块组原理 Fig .2 P r in c ipl e o f mo d ul eg r o up 制 信号，起到模拟反馈信号和开关信号 -控制器部分接口包含 , 测试, 模块 （类似单刀双掷开 ）。 ）。 ，数字输出模块可选择 开 模块 （3） 模拟输入模块用于输出信号检测，可采集 控制 压信号。。控制 压输出分为小 5 V 般电压信号及12 V的电磁阀控制信号。 。 节省成本，模拟 模块选择量程为0〜10 V的 压输入模块, 测量小于5 V 般电压信 号，同时通 分压的方式，根据欧姆定律计 算实 磁阀控制信号。 （4） 模拟 模块 信号模拟，可向控 制 压 流信号，用于模拟各类传感器信 号-控制 采集0〜5 V 压信号和4〜 20 mA 流信号，因此模拟 模块可选择0〜 5V电压 模块。 。 模块和控制 ，当，当 模块输出电压限定在620〜2 410 mV时,可实现4〜 20 mA电流模拟效果。 根据控制 口功能，将数字输入模块、数字输 出模块、模拟输入模块、模拟输出模块的各通道经电 气连接并重新组合,装配专 控制器，保 证模块组的功能与控制器全部的接口功能相对应- 件 控制 部分 ，测试人员 通 机管理软件 模块组相应功 ，避免了因控制软件差异造成的线路连接繁琐。 。 1. 3 上位机管理软件 组态软件作为工控领域监控层的专用软 件（12皿, 大的图 辑 ，方便实 态 监测和过程控制「14「15），因此利用组态软件设计上位 机管理软件。 。 机管理软件主要 （1））模块组控制。。根据模块的RS485通信协 议， ， 机管理软件中完成模块设备地址、波特 率、 、校验方式等通信 设置，通过访问 模块寄 式对模块进行数据读写。 。 （2） 点表参数校验。为提高点表参数校验效 率，将各控制 点 行分类整理;部分点表 以二进制呈现， 开关状态，直接 指 开 态；对所有点 添 文 ，方便测试人员校验。 。 （3） ） 测试用例 行。。通过对模块组内多个 模块同时控制，使模块组 测试用例需 ，并采集控制 控制信号、读写点 ，自动 对比控制信号和点 是 有一致性，从而判 测试结果。 。 2测试平台应用 根据测试需求，测试流程主要包括功能配置、单 测试和 动测试， 图3 所 图3测试流程 Fig .3 Test pr o c ess 2. 1 功能配置功能配置 包含 口 、 、 传感 和 ， ， 图4 所 （ （以 控制 例） ） 接口 针对控制 口 ，相应 模块各通 ，测试人员 行 ，无需频繁更改线路连接。。传感 针对 模拟输出模块各通 和量程进行配置，保证 模拟 模块 值与控制 采集量程一致。 提供了具有通用性 口 和传感器 案，测试人员可对通用性方案中 项目 行修改 ，提升 率。 。 2. 2 单泵测试单泵测试 测试是对 有 定 控制 行测试， ， 图5 所 （ （以 控制 测试 例） ） 通 点 式， ， 实 测 试 例 行 例如对油 行测试时，点击“油 i警” ，上位机管理软件控制模拟 模块 与 ・104・ 工矿自动化 45 电流传感器 传感器名称回液位混液位 油位 液温 工程上限 100 100 100 100 传感器配置 G1F1E1D1C1B1A1 液温预增压泵A配液泵电磁阀电磁阀 增压泵反馈 接口配置 E2 油位 D2 混液位 C2 回液位 B2 加油泵 |端口初始化| 压力开关 电压传感器 传感器名称 工程上限 电压下限/V 电压上限/V | 快速配置 快速配置 图4功能配置界面 Fig .4 In t e r f a c eo f f un c t io n c o n f ig ur a t io n 超限油温对应的电压，电压信号 控制器并转 成相应的油 控制 行 ，对应 油 报警指 点亮，控制 行 令 并 磁阀援 模块采集 信号且模 块组监控区相应的指 熄灭，模拟 模块采集 磁阀控制信号变 模块组监控区相应 压 生变化, 测试通过。 图5单泵测试界面 Fig .5 In t er f a c eo f sin g l epumpt e st 2. 3 联动测试 动测试是对多台控制器联动功能进行测试, 图6所示。通过点击“控制按钮，上位机管 理软件对控制器点 不同 行数据写入，使 控制 行启动 令。状态指 是 动 控制信号，以及控制 动还是 态。 40151-40168 地址参数 40170-40171 主泵远程 运行急停远程 主泵远程地址 参数 液泵1 151 152 0 启动停止A石联动控制 170 Cl 171 0 启动停止 液泵2 1530 1启动 停止“ 4 操作台急停 控制按钮 就地红单控绿 液泵3 155 156 0 启动停止 联控 液泵4 157 158 0 启动停止 A 联启中 水泵1 159 160 0 控制按钮A 4a 联停中 水泵2 1610 启动停止 联启 a 联启- 水泵3 164 启动停止 联停 水泵4 165 166 0 启动停止 a 联停- 水泵5 167 168 0 启动停止状态指示灯 画面调用 图 6 动测 试 Fig .6 In t er f a c e o f l in ka g et est 3结结语 SAP型集成供液系统软件测试平台利用上位 机管理软件控制模块组模拟各类输入信号，避免了 频繁更改线路连 模拟 高；通过模块组采集 控制 控制信号并传 机管理软件， 实现了 信号同 测； 机管理软件 读写控制器点 ，通过图 缩短了点表 验 。经应用验证，该测试平 有效提 升测试效率和准确性。 参考文献References 1符大利.黄陵一号煤矿自动化工作面集成供液系统的 应用 J.河南科技，，016374-76. FU Da l i8Hua n g l in g No 8l Co a l Min e a ut o ma t io n w o r kin g f a c e in t e g r a t ed a ppl ic a t io n o f l iq uid suppl y sy st em J . Jo ur n a l o f Hen a n Sc ien c e a n d Tec h n o l o g y， ，2016 3 74-76 2 李然，王伟.综采集成供液系统智能监测诊断技术现 状与发展 J.煤炭科学技术,2016,443 91-95. LI Ra n, WANG Wei. St a t us a n d d ev el o pmen t o f in t elig en t mo n it o r in g a n d d ia g n o sis t ec h n o l o g y f o r f ul l y -mec h a n ized in t eg r a t ed pr essur e pumpin g sy st em J. Co a l Sc ien c e a n d Tec h n o l o g y，，2016，，44 3 91-95 3 任伟.国外主流矿用乳化液泵站控制系统的介绍与比 较 J.煤矿开采 2011,1656567. REN Wei In t r o d uc t io n a n d c o mpa r iso n o f f o r eig n ma in -st r ea m c o n t r o l l in g sy st ems o f min e emul sio n pump J . Co a l Min in g Tec h n o l o g y，，2011，，16 5 65-67 4 李然.乳化液泵阀座拉升器疲劳裂纹扩展有限元分析 J.煤炭科学技术 2013415104-107. LI Ra n Fin it e el emen t a n a l y sis o n f a t ig ue c r a c k expa n sio n o f l if t er in v a l v e sea t o f emul sio n pumpJ. Co a l Sc ien c e a n d Tec h n o l o g y ,2013,415 104-107. 5 叶隆浩.矿用乳化液泵站控制系统的现状及发展趋势 J.陕西煤炭 2016,3527375. YE Lo n g h a o . St a t us a n d d ev el o pmen t t r en d o f min e- used emul sio n pump st a t io n c o n t r o l sy st em J. Sh a a n xi Co a l ,2016,352 7375. 6 郭胜帅，张忠玉，于波.SAP型智能集成供液系统在 大采高综采工作面中的应用J.山东工业技术，2016 5 89 GUO Sh en g sh ua i，，ZHANG Zh o n g y u，，YU Bo . Appl ic a t io n o f SAP in t el l ig en t in t eg r a t ed l iq uid suppl y sy st em in f ul l y mec h a n ized min in g f a c e w it h l a r g e min in g h eig h t J. Sh a n d o n g In d ust r ia l Tec h n o l o g y， 2016589. 7郭志伟.综采工作面乳化液泵站智能集中控制系统应 用 J.山西焦煤科技2015,3992729. GUO Zh iw ei Appl ic a t io n o f in t elig en t c en t r a l ized c o n t r o l sy s t em o n emul sio n pump st a t io n in f uly mec h a n ized w o r kin g f a c e J Sh a n xi Co kin g Co a l 2019 12郭资鉴等SAP型集成供液系统软件测试平台设计・105・ Sc ien c e k Tec h n o l o g y, 2015,399 27-29. 8 周述霞.SAP型智能集成供液系统在寺家庄煤矿的 应用[J机械管理开发，2016,3111117119. ZHOU Sh uxia . Appl ic a t io n o f SAP in t el l ig en c e in t e g r a t io n f o r h y d r a ul ic sy st em in Sijia zh ua n g Co a l Min e ]J. Mec h a n ic a l Ma n a g emen t a n d Dev el o pme n t, 2016 3111 117-1198 [9 薛振江.智能化工作面液压系统应用分析内蒙古 煤炭经济20171837. XUE Zh en jia n g 8Appl ic a t io n a n a l y sis o f in t elig en t w o r kin g f a c e h y d r a ul ic sy st em [J. In n er Mo n g o l ia Co a l Ec o n o my ,201718 37. [10 李俊士，郭资鉴，牛剑峰，等集成供液控制系统的仿 真测试系统及方法201910082422. 0 [P. 2019- 05-218 LI Jun sh iGUO Zijia nNIU Jia n f en g et a l Simul a t io n t est in g sy st em a n d met h o d o f in t eg r a t ed pr essur e pumpin g c o n t r o l sy st e m 201910082422. 0 [P. 2019- 05-218 [11 赵阳光，魏霞基于Mo d bus协议的远程AI模块的开 发现代电子技术2019,426179182. ZHAO Ya n g g ua n gWEIXia 8Dev el o pmen t o f r emo t e AImo d ul e ba sed o n Mo d bus pr o t o c o l [J8Mo d er n El ec t r o n ic sTec h n iq ue2019 426 179-1828 [12 邢娅莉，胡光雄，李谦.监控组态软件仿真教学系统开 发科技创新与应用2019639-40. 上接第100页 [3 刘晓蕾，毛承雄.长电缆对高压变频器输出影响的研 究[J.船电技术，2003,2352933. LIU Xia o l eiMAO Ch en g xio n g St ud y o f t h e e fec t a b o ut l o n g c a b l e s t o t h e f il t e r a t t h e mo t o r t er min a l s in t h eh ig h -v o l t a g ein v er t er d r iv esy st em[J Ma r in e El ec t r ic k El ec t r o n ic En g in eer in g200323 5 29-33 [4 金太远.关于变频器的输出与电缆长度关系的研究 [J 变频 20091088-90 JIN Ta iy ua n Resea r c h o f t h e o ut put o f in v er t er a n d c a bl e l en g t h[J Th e Wo r l d o f In v er t er s2009 10 88-90 [5 王云河.中压变频器输出滤波器的研究[J.船电技 术，2012,3251517. WANG Yun h e Res ea r c h o n o ut put f il t er so f med ium v o l t a g ein v er t er [J Ma r in e El ec t r ic k El ec t r o n ic En g in eer in g 2012 32 515-17 [6 孙宏伟，李梅，寇晓括，等.基于P SCAD/EMTDC的 谐波仿真分析电力电子技术2004322-24. SUN Ho n g w e i, LI Mei, KOU Xia o kuo, et a l . Ha r mo n ic simul a t io n a n a l y sis ba sed o n P SCAD/ EMTDC[J P o w e r El ec t r o n ic s2004322-24 [7 王家校.基于Ma t l a b的变频器输出RLC dv /dt滤波 仿 [J 机 工程 2014 312249-252 XING Ya l iHU Gua n g xio n gLI Qia n Dev el o pmen t o f mo n it o r in g c o n f ig ur a t io n so f t w a r esimul a t io n t ea c h in g sy s t em[J Tec h n o l o g y In n o v a t io n a n d Appl ic a t io n 2019639-40 [3宋志崇.监控组态软件的研究与设计[D.大连大连 理工大学2008 SONG Zh ic h o n g Re sea r c h a n d d esig n o f super v iso r y c o n t r o l c o n f ig ur a t io n so f t w a r e [D Da l ia n Da l ia n Un iv er sit y o f Tec h n o l o g y 2008 [14张楠，孙友宏，王庆华.基于组态软件、智能模块及 P LC的岩土热物性原位测试仪监控系统吉林大 学学报地球科学版2010,402 383388. ZHANG Na nSUN Yo uh o n gWANG Qin g h ua Aut o ma t ic d et ec t io n a n d c o n t r o l sy st em o f in -s it u t est in g eq uipmen t f o r st ud y r o c k a n d so il t h er mo ph y sic a l pr o per t ies ba sed o n c o n f ig ur a t io n s o f t w a r e in t elig en t mo d ul e a n d P LC[J8Jo ur n a l o f Jil in Un iv er sit yEa r t h Sc ien c e Ed it io n 2010 402 383-3888 [5祝宁，于海生，吴贺荣.基于组态王和研华ADAM模 块的小功率加热体温度控制系统设计工业控制 计算机，2013,2621517. ZHU Nin gYU Ha ish en gWU Her o n g Tempe r a t ur e c o n t r o l sy st e m o f l o w po w er h ea t in g bo d y ba sed o n Kin g View a n d ADAM mo d ul e[J In d ust r ia l Co n t r o l Co mput er 2013 26215-17 WANG Jia xia o Simul a t io n a n d d esig n o f in v er t er o ut put RLC d f /d r f il t er ba sed o n Ma t l a b[J. Jo ur n a l o f Me c h a n ic a l k El e c t r ic a l En g in ee r in g 2014 312 249-252 [8 杨楠.变频器输出谐波对电缆绝缘影响的实例分析及 对策电气技术201610104107. YANG Na n Th e afec t io n o f in s ul a t io n f o r po w er c a bl e by h a r mo n ic o f t r a n sd uc e r o ut put a n a l y sisa n d so l ut io n s [J El ec t r ic a l En g in eer in g2016 10 104-107 [9 刘向昕，谭国俊，胡子豪，等大功率防爆变频器EMI 滤波器设计工矿自动化2017,4346467. LIU Xia n g xinTAN Guo junHU Zih a o et a l Desig n o f EMIf il t er f o r h ig h -po w er expl o sio n -pr o o f in v er t er [J In d ust r y a n d Min e Aut o ma t io n201743 4 64-67 10姜艳姝，于晓洋，齐路路基于P WM长线驱动系统模 型的变频器输出端RLC滤波器设计中国电机工 程学报，2010,30369397. JIANG Ya n sh uYU Xia o y a n gQI Lul u Desig n o f in v er t er o ut put RLC f il t er ba sed o n t h e mo d el o f P WM l o n g d r iv e sy st em [J P r o c eed in g s o f t h e CSEE,2010,3036 93-97. [11 GB/T 24337-2009电能质量公用电网间谐波[S.