600安装质量自动检测台研制

崔巍　景思红　张爱民

摘要：600安装质量自动检测台是某重点型号工程产品生产质量控制的关键设备。本文介绍了该检测台的研制过程，着重从设计思路、工作原理、可靠性设计等方面进行了阐述。

关键词：安装质量 一体化触摸屏 PLC 测试仪 通讯

1 概述

在某重点型号工程产品的生产中，我公司从乌克兰引进了一台TKY600自动检测台，用于阻力伞锁、阻力伞舱门锁的电气安装质量检查。该设备由主机及一系列维护主机的测试台组成，原值十多万美元。该设备完全由分离元件组成，结构复杂、体系庞大，故障率高，投产没多久即不能正常使用。由于支持该设备的技术平台与元件系列与国内的体系不兼容，因此无法对其进行修复。为了改变这一现状，决定对其进行国产化改造。

2 被测对象的电气原理

2.1 阻力伞锁（关锁状态）。飞行员按动开锁按钮（此按钮在飞机上，不在图示中），2-3间线圈得电，锁的机械机构动作将锁打开，锁呈开锁状态，同时带动开关动作，使2-3间电路断开而1-4间接通。见图1。

2.2 伞舱锁（关锁状态）。飞行员按动开锁按钮（此按钮在飞机上，不在图示中），1-2间线圈得电，锁的机械机构动作将锁打开，锁呈开锁状态，同时带动开关动作，使3-4间接通。见图2。

3 设计思路及技术指标

从被测对象电气原理及检测工艺要求来看，安装质量检测主要包括两个方面。一是检测线圈是否存在，二是锁引线之间、引线和外壳之间的绝缘阻值是否满足要求。基于此，我们确定了下述的设计思路。

3.1 检测线圈是否存在，通过测量回路电阻判断。该测量单元选用市面上成熟的程控低电阻测试仪。绝缘电阻测试则选用市面上成熟的绝缘电阻测试仪完成。

3.2 由于要求对四个测试对象连续进行测试，测试对象、测试工序的切换由继电器完成，继电器的动作由PLC按程序流程进行控制。

3.3 选用一体化触摸屏作为主控单元，一体化触摸屏其实就是集成了显示、操作功能的嵌入式系统。在屏上运行经过开发的组态程序，完成安装质量自动检测台的显示、操作、控制功能。

在满足原型机技术指标的基础上，结合检测工艺要求，我们选择合适的低电阻测试仪及绝缘电阻测试仪。并确定整机技术指标如下：

①绝缘电阻测试：电压范围：100-1000Vdc，准确度：±（3%×显示值+5个字）。

绝缘电阻范围：1-200MΩ，准确度：±（3%×显示值+8个字）。

②直流低电阻测试：0.1mΩ-19.99kΩ，准确度：±（0.1%

×显示值+2个字）。

③系统测试回路阻值：≤4Ω。

4 测试工艺步骤分析及自动测量的实现

从图1和2可以看出，测试对象可简化为四根引线加上外壳共五个点，通过点的两两组合实现对测试对象的完全测试。每步测试时，测试对象通过继电器板切换至相应的测量通道，继电器板原理图如下所示。

根据测试工艺要求，结合图3，可以得到自动测试工序表如表1所示。该表列出了一个测试对象的所有测试工序步骤。

从图3和表1不难看出，继电器板上不同继电器的动作组合可以将某一特定测试对象的特定测试点接入需要的测试通道，继电器是由PLC根据触摸屏的程序指令进行控制的，当继电器按照我们需要的状态动作后，触摸屏再启动测试仪对测试对象进行测试，就得到了我们想要的结果。这样的测试按照我们编写的程序依次进行，也就实现了多个测试对象多个测试工序的连续自动测量。

5 检测台工作原理简介

首先给出检测台的硬件框图如图4所示，一体化触摸屏是检测台的控制中心，其软件平台是微软的嵌入式实时多任务操作系统Win Ce。它起三个作用。一是显示操作菜单和测试结果，二是作为操作界面供操作者操作检测台，三是运行自行编写的组态程序，按照程序要求控制绝缘电阻测试仪、程控低电阻測试仪、PLC协调工作完成对测试对象的自动检测。

PLC和开关矩阵电路是实现自动检测的关键，其作用就是按照程序指令切换测试对象。

绝缘电阻测试仪和程控低电阻测试仪是检测台的核心，其作用是在开关矩阵电路准备好的情况下按照程序指令对测试对象进行测试，其性能指标直接决定了检测台的性能指标。

一体化触摸屏具有四个通讯接口，包括两个RS485口和两个RS232口。触摸屏和绝缘电阻测试仪、程控低电阻测试仪之间采用RS485通讯，触摸屏和PLC之间采用RS232通讯，控制指令及数据交换均通过串行通讯的方式实现。采用这种方式，相比较于程控方式，一是可以简化电路，二是应用灵活，可以扩展部分功能。

6 操作界面简介及控制软件流程

操作界面设计简洁、友好，充分考虑操作方便。测试结果显示直观、清晰。在测试过程中图元的闪烁指示相应测试工序正在进行，并利用测试数据不同的显示颜色很形象的表示测试结果是否符合要求。图5是操作界面的一幅截图。

7 可靠性设计简介

该检测台是对测试对象（两把锁）安装质量进行检测的重要设备，对产品质量控制起着至关重要的作用，因此，在进行设计时对其可靠性考虑的比较多。

首先，在硬件设计中注重系统整体的可靠性。比如选择的绝缘电阻测试仪具有电压缓升的功能，即使产品线圈接入绝缘电阻测试通道这种极小概率事件发生，绝缘电阻测试仪的输出电压也会控制在30V之内，不会对线圈造成损坏，缓升功能同时还可以避免分布电容对测试结果的影响。在继电器板的设计上，考虑了硬件互锁，避免绝缘电阻测试仪和程控低电阻测试仪同时接入测试通道。

其次，在程序设计中设置开机自检环节。主要起两个作用：一是检查继电器是否能正常闭合，二是消除系统测试回路的内部电阻，原理如下：通过外接短路线分别短接八个低电阻测试回路，启动“系统自检”程序，对这些回路各进行5次测试，共取得八个平均值，将这八个平均值分别作为每个对应回路的补偿电阻值，在进行低电阻测试时，将减掉补偿电阻值后的结果作为最终测试结果。

总之，通过这一系列的措施达到两个目的。一是保证将测试对象可靠的接入测试通道，二是保证测试结果可信。

8 结束语

600安装质量自动检测台的研制是成功的。一是自动连续检测，大大提高了工作效率；二是测试精度高，检测可靠性高；三是操作界面友好，检测结果显示直观清晰。这种设计思路对于类似测试设备研制，就开发周期和成本而言，还是很有借鉴意义的。

参考文献：

[1]TP1063H使用说明书.

[2]S7-200 可编程序控制器系统手册.

[3]MCGS嵌入版说明书.

作者简介：崔巍，男，航宇救生装备有限公司机动部，高级工程师，长期在航宇公司从事电气技术工作；景思红，男，航宇救生装备有限公司质量部，工程师，长期在航宇公司从事计量工作；张爱民，男，航宇救生装备有限公司制造二部，工程师，长期在航宇公司从事某重点型号产品生产管理工作。