FactoryInformationSystem，即制造现场管理信息系统）的数据分析统计，大幅度提升了测试效率，实现测试过程的自动化和通用化、有据可查。
TheSolution:
采用NI公司的PCI数据采集模块，实现信号的产生、采集、切换和控制。
使用NI公司的图形化编程软件LabVIEW进行测试过程的控制、数据的分析处理和用户操作界面的编程，配合USB转5路可编程串口进行RS232通讯、RS485通讯和38kHz调制红外通讯，从而实现了气动控制压具通讯的并行测试，最红完成了灵活、高效的自动化测试系统。
注：
PCI板卡具有低成本、高性价比的优势，节约投入资金。
"利用NI公司的虚拟仪器软硬件平台，在短时间内开发出了功能强大、高效、通用的自动化测试系统平台。
给生产线产品的自动化测试带来了飞速提升。
NI公司的虚拟仪器必将会更广泛的应用到各行各业。
"
介绍：
旧的测试方法是采用万用表配合目测的方法测量电能表的电压、电流，而电能表的通讯测试则需要以逐一的方式进行，此种方法存在测试效率低、可靠性差、数据真实性差、生产周期长等问题，因此急需设计一种新的测试系统来进行改善。
新的测试系统充分利用了NI公司的虚拟仪器平台，选择适当的硬件模块对各种输入、输出信号进行采集，利用LabVIEW图形化的开发环境，通过编程实现对测试过程和步骤进行自动化控制，对测量数据进行分析和自动判断，显著地提高了测试效率和可靠性，为工厂FIS系统的数据采集奠定了基础。
1．电子式电能表的测试需求和测试工作原理
某型号的电能表工作原理如下图1，电能表工作时，电压、电流信号经取样电路分别取样后，送入专用电能芯片进行处理，并转化为数字信号后由CPU进行计算，从而达到计量的目的。
其中，计量过程中CPU通过RS485、红外接口与其他设备进行通讯与数据传输。
图1电能表工作原理
根据电能表的工作原理，对测试系统的基本要求如下：
1） 提供多路直流稳压电源，进行多路交流信号的采集，为电能表提供工作电源、采样信号，并模拟电表运行；
2） 通过红外、RS485通讯适配器对电能表通讯功能进行检测；
3） 可采集电能表所有的工作电压；
4） 可自动控制切换输入的测试信号；
5） 完成以下停电测试内容：
Ø 按键唤醒测试；
Ø 红外唤醒测试；
Ø 全失压电路检测；
Ø 停电电池功耗测试<未上电、未唤醒前测试，要求唤醒与未唤醒时的功耗相差不差过200μA）；
Ø 电路各测试点的电压值测试。
6） 实现全部上电测试内容：
Ø 计量功能是否正常测试<第一次上电无需任何设置，不需要初始化A/D芯片参数，能够计量电能的模块）；
Ø 红外、RS485通讯功能测试；
Ø 电路各测试点的电压值检测；
Ø E2PROM、RTC是否正常工作检查。
7） 电能表参数设置<功能可选，编程开关信号设计测试点）；
8） 上电测试结果自动判断比较，输出比较结果，最后将结果保存在服务器上，可追溯电能表各个模块测试的历史数据；
9） 系统采用灵活的测试方案设计，通过编程测试方案实现对不同产品任意功能测试。
2．方案设计
1> 根据原有测试系统的情况，希望新的测试方案能达到以下效果：
Ø 安全性：
集成度高、自动化程度高，尽量减少人工干预；
Ø 通用性：
可适应不同型号的产品，减少重复开发工作；
Ø 高效率：
单板测试时间尽可能的短，以适应生产节拍要求；
Ø 可靠性：
对关键参数进行数据测试分析，提高直通率。
2> 软件网络运行模拟简图如图2所示。
图2软件网络运行模拟简图
通过测试要求分析，NI公司的虚拟仪器技术十分符合方案的要求，并且能够很好的达到方案预期的效果。
可使项目快速量化。
NI公司有着丰富的虚拟仪器测试、测量产品线，可以给我们提供很大的选择空间，LabVIEW是一个易学易用的开发平台，可以快速的制作出复杂、并行、有效，并且易于操作的测试系统。
因此方案最终选择NI公司的虚拟仪器软硬件平台开发新的测试系统。
3> 总体方案设计如图3所示。
图3总体方案框图
◆通讯适配器模块：
具有四个独立的通道，可同时对两路RS485、红外、RS232（PLC通讯>进行通讯测试，四个通信口的个数和顺序可以设定组合，通信协议可任意扩展，实现计算机与被测对象的读/写通信测试。
◆被测计量信号加载模块：
Ø提供三路交流电压信号源<0.7VAC，受控输出），三路交流电流信号源<20mA，受控输出）；
Ø在夹具上安装合适的采样电阻后，直接为接入式<分流器）表计输入20mA的电流信号，从而产生电流采样的mv信号；
◆控制切换模块:
利用板卡的工业数字I/O输出相应的信号，控制外部切换模块切换为被测板的状态，达到测试所需的要求；
◆系统电源配置模块：
提供电表所需的电源<57V、100V、220V、380V，容量40VA供测试时选用）；
◆模拟信号采集测试：
Ø目前工装只提供±10V电压信号测试，超过±10V的信号必须采用电阻分压降到10V以下，最后将采集的数据乘以一定的比例系数<可参考图6、图7、图8的设计）；
Ø电池功耗测试。
采用差分测电压的方式采集，电流在20mA～200mA时采用10Ω电阻，电流在20mA～200μA时采用100Ω电阻，电流在200μA以下时采用1KΩ电阻采样，其方式通过在电池测试点位置串接采样电阻，在电阻两端输入采样信号<可参考图8设计）。
<注：
电阻需选择误差小、温度变化影响小的精密电阻）
因为希望能够对多种型号产品线路板进行测试，我们设计了一种通用的测试针床底座，通过插座将底座和针床的信号连接起来，当测试其它型号的产品线路板板时，只需要更换相应的针床和调用相应的测试方案。
3．关键模块的实现及代码
1）功能测试：
充分利用板卡提供的工业数字I/O控制模块的切换，并采集电能表的输出量，如：
电平信号、脉冲信号等。
Ø 硬件设计原理
工装提供了10路输入、4路输出信号，可采集信号的类型为电平、脉冲信号。
输出信号可用作开始编程、按键等需要操作的动作。
电能表测试的输出信号如果是有源信号，则直接进行采集，如果为无源信号，则参考下图设计进行选择：
a.共阳极输出设计或独立输出设计方式
b.共阴极输出设计或独立输出设计方式
Ø 软件实现
图4功能测试
2）模拟信号测试：
Ø 硬件设计原理
单端方式采集设计
图5采集大于10V的直流信号
图6采集小于10V的直流信号
差分方式采集设计
图7采集差分直流信号
Ø 软件实现
图8模拟信号测试
3）通讯功能测试：
图9通讯功能测试
4）方案编辑界面：
图10方案编辑界面
5）测试系统主程序流程图：
图11主程序运行框图
6）测试系统照片
4．软件和用户操作界面
测试软件以LabVIEW8.5平台为主，辅以其他工具配套开发。
软件通过NI公司板卡读取被测产品的电平、脉冲、模拟电压、电流等信号，判断被测产品的硬件技术参数是否合乎要求，同时按照需要控制测试的设备的上电或下电；通过RS232串口与被测产品进行通讯，测试红外、485、载波等通讯模式下的电路是否畅通；同时通过RS232端口对气动夹具进行上行和下压的控制。
测试内容有三大类，功能测试——电平、脉冲、模拟信号测试，上电、下电控制；模拟信号测试——电压、电流、功耗测试；通讯测试——红外、485、载波模式下的读写和唤醒。
不同类别之间同时测试，同一类别的不同项目逐项测试。
软件操作完全按照事先设定的测试方案来运行，根据操作者输入的条码，自动判别被测产品的型号、规格及批次，调用相应的测试方案，测试完毕后根据综合测试结果自动判别合格与否，并在界面显示醒目的绿色或红色提示图案，同时设备发出相应的声音，操作者根据这些判断提示对产品进行合格品和不合格品的分类。
测试完成后，测试结果自动保存到服务器的SQLsever数据库中，还可以根据需要，人工补送到服务器，操作在本机可以对测试历史结果进行查询和统计。
测试软件提供了友好的人机界面，如图13所示，被测板放入测试工装后，操作员只要按回车键<可设置自己喜欢的按键），气动夹具就会自动下压，压紧后软件按照方案自动开始测试，测试完成后，操作员再按回车键气动夹具可自动上抬或选择测试完成后自动上抬，然后取出被测板。
如果操作员觉得有必要再测一次，无需按回车键，只要用鼠标点击测试按钮，软件重新自动测试。
软件还可对多个产品不同状态同时测试。
图13软件主界面
5．测实验证
测试系统设计完成后，对系统的可靠性、故障检出比、安全性进行了反复的测实验证，通过现场生产线人员的实际操作，对不同产品进行更换测试，对单板平均测试时间进行了测量，与旧的测试系统相比，测试时间缩短三分之二以上，并且做到了数据有据可查，提高了产品的整体合格率，实验证明基于NI公司虚拟仪器平台的测试系统，在提高测试效率、缩短生产周期、安全通用性方面都已达到了系统的设计要求。
结论：
利用NI公司的虚拟仪器软硬件平台，在短时间内开发出了功能强大、高效、通用的自动化测试系统平台。
给生产线产品的自动化测试带来了飞速提升。
NI公司的虚拟仪器必将会更广泛的应用到各行各业。
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