基于通用平臺結(jié)合適配器的發(fā)射車電纜檢測設(shè)備

范文晶, 王召利, 馮康軍, 張 帥, 傅子銳

(1.上海機(jī)電工程研究所,上海201109;2.上海無線電設(shè)備研究所,上海201109)

0 引言

導(dǎo)彈發(fā)射車電纜檢測主要考核電纜各連接器引腳之間的導(dǎo)通和絕緣能力。傳統(tǒng)測試方法是使用兆歐表或萬用表手工操作,并記錄各測試點(diǎn)號之間的阻抗值[1],正確率受到設(shè)備和人為因素的影響,工作效率相對低下,且人為操作容易對電纜插頭造成損壞[2]。而且,傳統(tǒng)檢測手段對于發(fā)射車上已敷設(shè)電纜的檢測較不方便,需要進(jìn)行電纜轉(zhuǎn)接[3]。為此,本文研究了自動化、通用化的電纜檢測設(shè)備,該設(shè)備采用“通用平臺+適配器”的模式,集檢測、數(shù)據(jù)采集和存儲、結(jié)果判別及顯示等功能于一體,可以簡化人工操作流程、提高發(fā)射車電纜檢測的效率。

圖1 電纜檢測設(shè)備組成框圖

1 設(shè)計(jì)方案與原理

1.1 設(shè)備組成

電纜檢測設(shè)備采用“通用平臺+適配器”的模式,通用電纜測試平臺由主測試設(shè)備、輔助測試設(shè)備、通信控制電纜和遠(yuǎn)程控制臺等組成;適配器由兩個(gè)電纜接口轉(zhuǎn)接盒組成。設(shè)備組成如圖1所示。其中通用電纜測試平臺提供標(biāo)準(zhǔn)的116芯電纜測試接口,將所有測試資源連接到標(biāo)準(zhǔn)測試接口中,可以滿足大部分電纜檢測的需求。而針對不同型號的電纜,設(shè)計(jì)與被測電纜對應(yīng)的適配器,在適配器中將被測電纜接口轉(zhuǎn)換為通用電纜測試平臺可以使用的標(biāo)準(zhǔn)電纜接口,實(shí)現(xiàn)了測試接口的標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化,通過標(biāo)準(zhǔn)測試接口連接到檢測系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了通用檢測設(shè)備硬件接口的通用化。

進(jìn)行電纜導(dǎo)通測試時(shí),主測試設(shè)備和輔助測試設(shè)備配合使用,被測電纜一端經(jīng)適配器轉(zhuǎn)接后連接主測試設(shè)備,另一端經(jīng)適配器轉(zhuǎn)接后連接輔助測試設(shè)備,主測試設(shè)備通過通信控制電纜向輔助測試設(shè)備提供電源以及同步控制信號,解決了車用電纜已敷設(shè)不易測試的問題。進(jìn)行電纜絕緣測試時(shí),不需要輔助測試設(shè)備參與測試。電纜檢測設(shè)備可通過主測試設(shè)備實(shí)現(xiàn)本地控制,或通過以太網(wǎng)連接遠(yuǎn)程控制臺,接受遠(yuǎn)程控制。

圖2 主測試設(shè)備組成框圖

主測試設(shè)備由單板計(jì)算機(jī)、主控采集卡、萬用表卡、繼電器卡、交流/直流 (AC/DC)電源轉(zhuǎn)換模塊和背板組成,如圖2所示。單板計(jì)算機(jī)運(yùn)行測試軟件,通過背板和主控采集卡進(jìn)行RS232通訊,用于控制執(zhí)行各種測試和反饋測試數(shù)據(jù)。主控采集卡控制繼電器卡及輔助測試設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)號切換,然后控制萬用表卡進(jìn)行測量并通過RS485將測量數(shù)據(jù)取回,同時(shí)主控采集卡輸出電纜檢測所需的激勵(lì)源(高壓輸出、恒流輸出)。萬用表卡用于電纜檢測時(shí)的電壓信號的測量。繼電器卡用于實(shí)現(xiàn)測試電纜點(diǎn)號的切換,數(shù)量根據(jù)應(yīng)用需要確定,每一個(gè)繼電器卡包括16×4行列式繼電器陣列。AC/DC電源模塊為設(shè)備內(nèi)所有模塊提供12 V直流電源。背板用于實(shí)現(xiàn)主控采集卡與繼電器卡、萬用表卡的RS422總線通訊連接,單板計(jì)算機(jī)與主控采集卡的RS232通訊連接,主控采集卡與繼電器卡的激勵(lì)信號連接。

輔助測試設(shè)備主要由兩塊繼電器卡組成,共116個(gè)點(diǎn)。如圖3所示,輔助測試設(shè)備與主測試設(shè)備采用RS485通訊,接收來自主測試設(shè)備的命令進(jìn)行測試點(diǎn)切換,輔助測試設(shè)備為主測試設(shè)備提供激勵(lì)回線與測量負(fù)線通道。12 V電源由主測試設(shè)備提供。

圖3 輔助測試設(shè)備組成框圖

1.2 設(shè)備工作原理

電纜導(dǎo)通測試工作原理如圖4所示。進(jìn)行測試時(shí),主測試設(shè)備的單板計(jì)算機(jī)同步控制主測試設(shè)備和輔助測試設(shè)備繼電器卡的矩陣開關(guān),選擇電纜的某一根導(dǎo)線,將主測試設(shè)備中的恒流源加到被測導(dǎo)線上,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)芯片采樣差分電壓后傳送至處理器,經(jīng)處理器處理后獲得被測導(dǎo)線的導(dǎo)通電阻。

電纜絕緣測試不需要輔助測試設(shè)備參與。測量時(shí),將500 V高電壓加載在被測電纜連接器的兩個(gè)觸點(diǎn)之間,通過ADC芯片采樣測量兩點(diǎn)之間的漏電流[4]。絕緣測試電路原理如圖5所示,測試所需的500 V高電壓由12 V直流電源經(jīng)脈沖變壓器升壓整流而成[5-6]。

圖4 電纜導(dǎo)通測試工作原理圖

1.3 自動化檢測

電纜檢測設(shè)備采用預(yù)先配置的方法,實(shí)現(xiàn)批量測試自動化。測試步驟如下：

a)在批量測試前,將被測電纜的信息通過測試軟件的配置文件輸入到測試系統(tǒng)中,測試配置文件由設(shè)計(jì)師預(yù)先按不同產(chǎn)品測試要求編制,用于明確測試項(xiàng)目、測試順序、合格標(biāo)準(zhǔn)等;

b)檢測設(shè)備操作人員完成檢測設(shè)備與待測設(shè)備的連接,并按產(chǎn)品和測試項(xiàng)目的要求調(diào)取相應(yīng)的測試配置文件;

c)結(jié)合自動化檢測技術(shù),電纜檢測設(shè)備軟件可實(shí)現(xiàn)電纜導(dǎo)通和絕緣性能的自動測試,自動顯示測試結(jié)果并完成合格判別、生成測試報(bào)表,全過程無需人員干預(yù)。

1.4 通用化檢測

電纜通用化檢測技術(shù)主要通過檢測設(shè)備硬件接口的通用化和測試軟件的通用化兩方面實(shí)現(xiàn)。

(1)檢測設(shè)備硬件接口的通用化

電纜檢測設(shè)備采用“通用平臺+適配器”的模式來保證檢測設(shè)備的通用化。通用檢測設(shè)備只提供標(biāo)準(zhǔn)的測試接口,將所有測試資源連接到面板標(biāo)準(zhǔn)測試接口中,并確保測試資源可以滿足大部分電纜檢測的需求。

兩組患者均給予常規(guī)的阿司匹林進(jìn)行抗血小板治療、硝酸酯類藥物擴(kuò)張血管、低分子肝素抗凝處理以及他汀類藥物進(jìn)行降脂。對照組僅接受此類常規(guī)治療。觀察組患者則在該基礎(chǔ)上,給予比索洛爾治療?；颊呙咳辗?次,2.5~5mg/次。在治療的過程中,需要對患者的血脂、血壓等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行觀測,如果發(fā)生異常,則需要進(jìn)行停藥。

(2)測試軟件的通用化

針對目前已有產(chǎn)品,同時(shí)充分考慮后續(xù)產(chǎn)品的檢測需求,在保證設(shè)備自動化設(shè)計(jì)要求的同時(shí),測試軟件必須滿足通用化需求。主要實(shí)現(xiàn)途徑如下：

a)對檢測的軟件的功能進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和模塊化設(shè)計(jì),同時(shí)確保各模塊的功能覆蓋各產(chǎn)品測試的需求;

b)采用參數(shù)化技術(shù),對不同產(chǎn)品采用相匹配的配置文件。

用戶通過在測試軟件的配置界面中對被測產(chǎn)品的名稱、對應(yīng)的硬件通道、測量結(jié)果的上下限及故障顯示策略等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,無需更改軟件,即可滿足不同產(chǎn)品的不同測試需求,實(shí)現(xiàn)測試軟件的通用化。

2 測試流程

通用電纜檢測設(shè)備已應(yīng)用于多型發(fā)射車電纜的電氣檢測中。測試時(shí),按圖1所示連接整個(gè)系統(tǒng)。程序啟動后,調(diào)用已配置好的按產(chǎn)品定制的測試配置文件,然后點(diǎn)擊“測試”按鈕,軟件按照預(yù)先配置的電纜點(diǎn)號對應(yīng)關(guān)系控制設(shè)備完成測試。

圖6為軟件測試界面。以電纜導(dǎo)通測試為例,測試過程中,軟件自動判別測試結(jié)果是否合格并采用不同顏色區(qū)分顯示(合格參數(shù)判定參考值為測試配置中設(shè)置的閾值,“OL”代表測試數(shù)據(jù)超量程)。測試結(jié)束后,軟件自動生成電纜測試報(bào)表。

圖6 電纜導(dǎo)通測試界面

3 應(yīng)用效果分析

通用電纜檢測設(shè)備適用于發(fā)射車電纜的導(dǎo)通絕緣自動化檢測,大大簡化了測試流程,如圖7所示。采用傳統(tǒng)方法檢測時(shí),操作人員需要逐一確認(rèn)各點(diǎn)號兩兩之間的阻抗?fàn)顟B(tài),且需要2名測試人員配合進(jìn)行,1人進(jìn)行測試,1人進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄分析。傳統(tǒng)測試方法和電纜檢測設(shè)備進(jìn)行電纜測試的時(shí)間對比如表1所示。

表1 傳統(tǒng)測試方法和電纜檢測設(shè)備測試時(shí)間對比表

由表1可見,以61芯電纜為例,電纜絕緣檢查需進(jìn)行1 830次阻抗測試,花費(fèi)時(shí)間長達(dá)數(shù)小時(shí)。應(yīng)用電纜檢測設(shè)備后,只需1人一鍵操作電纜檢測設(shè)備,整個(gè)測試流程只需10 min即可自動完成,檢測效率提升達(dá)96.5%,且電纜芯數(shù)越多,效率提升越明顯。在某型發(fā)射車批產(chǎn)電纜檢測中應(yīng)用該設(shè)備后,電纜檢測的額定工時(shí)由180 h減少至10 h,生產(chǎn)效率提高18倍以上。

4 結(jié)束語

針對目前發(fā)射車電纜檢測自動化程度低、檢測工序繁雜、已敷設(shè)電纜不易測試等問題,本文設(shè)計(jì)了一種通用電纜檢測設(shè)備,該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了發(fā)射車電氣檢測的自動化、快速化和通用化。應(yīng)用電纜檢測設(shè)備后,電纜檢測工藝流程大為簡化,所需要的人員數(shù)量和測試工時(shí)都得到了壓縮,大大提高了發(fā)射車電纜檢測的效率。該設(shè)備具有很強(qiáng)的實(shí)用性,可廣泛應(yīng)用于各種發(fā)射車電纜的電氣性能測試,對于類似計(jì)算機(jī)自動測試系統(tǒng)的開發(fā)亦具有一定的參考價(jià)值。

圖7 電纜檢測流程優(yōu)化示意圖