崔巍　景思紅　張愛民

摘要：600安裝質量自動檢測臺是某重點型號工程產(chǎn)品生產(chǎn)質量控制的關鍵設備。本文介紹了該檢測臺的研制過程，著重從設計思路、工作原理、可靠性設計等方面進行了闡述。

關鍵詞：安裝質量 一體化觸摸屏 PLC 測試儀 通訊

1 概述

在某重點型號工程產(chǎn)品的生產(chǎn)中，我公司從烏克蘭引進了一臺TKY600自動檢測臺，用于阻力傘鎖、阻力傘艙門鎖的電氣安裝質量檢查。該設備由主機及一系列維護主機的測試臺組成，原值十多萬美元。該設備完全由分離元件組成，結構復雜、體系龐大，故障率高，投產(chǎn)沒多久即不能正常使用。由于支持該設備的技術平臺與元件系列與國內的體系不兼容，因此無法對其進行修復。為了改變這一現(xiàn)狀，決定對其進行國產(chǎn)化改造。

2 被測對象的電氣原理

2.1 阻力傘鎖（關鎖狀態(tài)）。飛行員按動開鎖按鈕（此按鈕在飛機上，不在圖示中），2-3間線圈得電，鎖的機械機構動作將鎖打開，鎖呈開鎖狀態(tài)，同時帶動開關動作，使2-3間電路斷開而1-4間接通。見圖1。

2.2 傘艙鎖（關鎖狀態(tài)）。飛行員按動開鎖按鈕（此按鈕在飛機上，不在圖示中），1-2間線圈得電，鎖的機械機構動作將鎖打開，鎖呈開鎖狀態(tài)，同時帶動開關動作，使3-4間接通。見圖2。

3 設計思路及技術指標

從被測對象電氣原理及檢測工藝要求來看，安裝質量檢測主要包括兩個方面。一是檢測線圈是否存在，二是鎖引線之間、引線和外殼之間的絕緣阻值是否滿足要求?；诖?，我們確定了下述的設計思路。

3.1 檢測線圈是否存在，通過測量回路電阻判斷。該測量單元選用市面上成熟的程控低電阻測試儀。絕緣電阻測試則選用市面上成熟的絕緣電阻測試儀完成。

3.2 由于要求對四個測試對象連續(xù)進行測試，測試對象、測試工序的切換由繼電器完成，繼電器的動作由PLC按程序流程進行控制。

3.3 選用一體化觸摸屏作為主控單元，一體化觸摸屏其實就是集成了顯示、操作功能的嵌入式系統(tǒng)。在屏上運行經(jīng)過開發(fā)的組態(tài)程序，完成安裝質量自動檢測臺的顯示、操作、控制功能。

在滿足原型機技術指標的基礎上，結合檢測工藝要求，我們選擇合適的低電阻測試儀及絕緣電阻測試儀。并確定整機技術指標如下：

①絕緣電阻測試：電壓范圍：100-1000Vdc，準確度：±（3%×顯示值+5個字）。

絕緣電阻范圍：1-200MΩ，準確度：±（3%×顯示值+8個字）。

②直流低電阻測試：0.1mΩ-19.99kΩ，準確度：±（0.1%

×顯示值+2個字）。

③系統(tǒng)測試回路阻值：≤4Ω。

4 測試工藝步驟分析及自動測量的實現(xiàn)

從圖1和2可以看出，測試對象可簡化為四根引線加上外殼共五個點，通過點的兩兩組合實現(xiàn)對測試對象的完全測試。每步測試時，測試對象通過繼電器板切換至相應的測量通道，繼電器板原理圖如下所示。

根據(jù)測試工藝要求，結合圖3，可以得到自動測試工序表如表1所示。該表列出了一個測試對象的所有測試工序步驟。

從圖3和表1不難看出，繼電器板上不同繼電器的動作組合可以將某一特定測試對象的特定測試點接入需要的測試通道，繼電器是由PLC根據(jù)觸摸屏的程序指令進行控制的，當繼電器按照我們需要的狀態(tài)動作后，觸摸屏再啟動測試儀對測試對象進行測試，就得到了我們想要的結果。這樣的測試按照我們編寫的程序依次進行，也就實現(xiàn)了多個測試對象多個測試工序的連續(xù)自動測量。

5 檢測臺工作原理簡介

首先給出檢測臺的硬件框圖如圖4所示，一體化觸摸屏是檢測臺的控制中心，其軟件平臺是微軟的嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)Win Ce。它起三個作用。一是顯示操作菜單和測試結果，二是作為操作界面供操作者操作檢測臺，三是運行自行編寫的組態(tài)程序，按照程序要求控制絕緣電阻測試儀、程控低電阻測試儀、PLC協(xié)調工作完成對測試對象的自動檢測。

PLC和開關矩陣電路是實現(xiàn)自動檢測的關鍵，其作用就是按照程序指令切換測試對象。

絕緣電阻測試儀和程控低電阻測試儀是檢測臺的核心，其作用是在開關矩陣電路準備好的情況下按照程序指令對測試對象進行測試，其性能指標直接決定了檢測臺的性能指標。

一體化觸摸屏具有四個通訊接口，包括兩個RS485口和兩個RS232口。觸摸屏和絕緣電阻測試儀、程控低電阻測試儀之間采用RS485通訊，觸摸屏和PLC之間采用RS232通訊，控制指令及數(shù)據(jù)交換均通過串行通訊的方式實現(xiàn)。采用這種方式，相比較于程控方式，一是可以簡化電路，二是應用靈活，可以擴展部分功能。

6 操作界面簡介及控制軟件流程

操作界面設計簡潔、友好，充分考慮操作方便。測試結果顯示直觀、清晰。在測試過程中圖元的閃爍指示相應測試工序正在進行，并利用測試數(shù)據(jù)不同的顯示顏色很形象的表示測試結果是否符合要求。圖5是操作界面的一幅截圖。

7 可靠性設計簡介

該檢測臺是對測試對象（兩把鎖）安裝質量進行檢測的重要設備，對產(chǎn)品質量控制起著至關重要的作用，因此，在進行設計時對其可靠性考慮的比較多。

首先，在硬件設計中注重系統(tǒng)整體的可靠性。比如選擇的絕緣電阻測試儀具有電壓緩升的功能，即使產(chǎn)品線圈接入絕緣電阻測試通道這種極小概率事件發(fā)生，絕緣電阻測試儀的輸出電壓也會控制在30V之內，不會對線圈造成損壞，緩升功能同時還可以避免分布電容對測試結果的影響。在繼電器板的設計上，考慮了硬件互鎖，避免絕緣電阻測試儀和程控低電阻測試儀同時接入測試通道。

其次，在程序設計中設置開機自檢環(huán)節(jié)。主要起兩個作用：一是檢查繼電器是否能正常閉合，二是消除系統(tǒng)測試回路的內部電阻，原理如下：通過外接短路線分別短接八個低電阻測試回路，啟動“系統(tǒng)自檢”程序，對這些回路各進行5次測試，共取得八個平均值，將這八個平均值分別作為每個對應回路的補償電阻值，在進行低電阻測試時，將減掉補償電阻值后的結果作為最終測試結果。

總之，通過這一系列的措施達到兩個目的。一是保證將測試對象可靠的接入測試通道，二是保證測試結果可信。

8 結束語

600安裝質量自動檢測臺的研制是成功的。一是自動連續(xù)檢測，大大提高了工作效率；二是測試精度高，檢測可靠性高；三是操作界面友好，檢測結果顯示直觀清晰。這種設計思路對于類似測試設備研制，就開發(fā)周期和成本而言，還是很有借鑒意義的。

參考文獻：

[1]TP1063H使用說明書.

[2]S7-200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊.

[3]MCGS嵌入版說明書.

作者簡介：崔巍，男，航宇救生裝備有限公司機動部，高級工程師，長期在航宇公司從事電氣技術工作；景思紅，男，航宇救生裝備有限公司質量部，工程師，長期在航宇公司從事計量工作；張愛民，男，航宇救生裝備有限公司制造二部，工程師，長期在航宇公司從事某重點型號產(chǎn)品生產(chǎn)管理工作。