智能车载设备配线综合测试台

智能车载设备配线综合测试台

李静

哈尔滨铁路局哈尔滨电务段列控车载设备车间黑龙江哈尔滨150000

摘要：随着科学技术的发展，工业领域的自动化控制技术发展也越来越迅速。当配套设施的检测能够实现自动化，将使得车间的工作效率大幅提高。而工业控制器单片机、工业PC等的应用也大幅度提高了系统的自动化进度，进而配线综合测试台的推出将这种可能现实化。

关键词：绝缘电阻、自动测试、单片机、C++

引言

智能车载设备配线综合测试台利用电子电气、机械、计算机、软件组合实现。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使检修过程更加智能化、自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。实现对监控主机、机车信号主机、TAX箱、压力传感器等车载设备配线的自动测试，既对配线进行通、断和绝缘测试。保证测试准确性、提高维修效率和节省人力及设备资源。

一、问题的提出

机车上车载监控设备比较多，设备的信号输入输出配线总类繁杂。机车在大、中修后，或者运用机车检修，通常需要对各种配线的绝缘状态进行测试。目前的测试方式是人工使用万用表、绝缘仪表等，对各种配线的每芯线逐一测试。这种测试方式效率低、可靠性差、成功率低、费时费力，甚至影响机车的按时出库上线运行。

现场常见的测试需求：

1、智能识别所测试配线

2、配线的通、断测试

3、配线相邻线间短路测试

4、配线按规定线芯顺序依次对地绝缘电阻测试

5、配线按规定相邻线间依次做线与线间的绝缘测试

6、自动校验配线线序正确性

二、技术方案

2.1研究过程

经过反复比对分析，决定采取上、下位机模式实现配线检测功能要求。其中，上位机用于数据管理与逻辑控制及状态实时显示。软件平台为WINXP，开发软件为C++；鉴于配线综合测试台的配线种类繁多，接口复杂。需要多I/O端口并可以实现分时复用的芯片，故将STC15作为下位机核心器件。将STC15单片机作为主要IC，利用P1端口的AD采集功能，将每条配线配备上唯一的身份标识，当识别成功后，再利用I/O复用性将P1口转化成通用端口，接受到上位机指令后来实现每条线芯的选择。接收到选择指令后，依次将指定线芯接入数字兆欧表的L与E端，延时2秒后通过串口发送给上位机分析并最终显示结果。

1）配线的通断测试分析

结合单片机实现对配线线芯的通断测试。按正确的接线方法接到接口板上。信号采集卡上的单片机实时对I/O扫描识别、采集到的数据处理后通过I/O输出控制板给上位计算机。

2）配线相邻线间短路测试分析

由双三级管及其外围元器件组成的检测电路、实时监控配线端口是否有线缆被安装、如有安装将按顺序依次检测（例如5芯电缆，假设线芯编码ABCDE，对AB、BC、CD、DE、EA线线间检测），如有短路检测电路将发送高电平给单片机，通过I/O输出控制板给上位计算机。

3）配线按规定线芯顺序依次对地绝缘电阻测试分析

线缆一端接到接口板、另一端按要求接到地线。单片机发指令、通过信号采集卡上线缆控制开关、将数字兆欧表引入被测线缆中。待被测线缆数字稳定后（过程大概需要1-2s），将被测电缆的绝缘电阻值通过I/O输出控制板中USB接口接入到上位计算机机显示。

4）配线按规定相邻线间依次做线与线间的绝缘测试分析

测试顺序如“2”、不同之处是按要求将数字兆欧表引入被测线缆中。待被测线缆数字稳定后（过程大概需要1-2s），将被测电缆的绝缘电阻值通过I/O输出控制板中USB接口接入到上位机显示、并可打印。

5）自动效验配线线序正确性分析

假设配线两航插为A、B端。A端配线顺序是：abcd，分别对应B端，1234。通过信号采集卡的检测电路完成对a1b2c3d4的接线方式正确性的校验。

6）特殊配线检测

配线如含有一端为航空插头、一端为独立引线（线鼻子）的特殊配线，试验台面板配有特殊的压线式端子、每次分别测试一个导线的通断、以及任意两根导线是否短路。

7）执行流程

流程图

2.2配线划分

车载设备配线主要来自于监控主机、机车信号主机、TAX箱、压力传感器等。具体将上述配线以接口类型分为两种模块：模块一：车载设备配线两端均为航空插头（例如：LKJ监控主机的X38---X9，机车信号主机的X26---YC2、YC3、YC4等）。模块二：车载设备配线一端为航空插头，另一端为引线（例如：TAX箱的X3、X5等）。当模块一接入测试端口后，将会自动识别配线的类型、线芯个数、对应关系等信息，信息将于表格的形式显示，此过程无需人工干预即可完成。进入下一步将依次测试通断、对地绝缘值、相邻线间通端、相邻线间绝缘电阻值。检测成功后将打印结果。模块二与模块一唯一不同之处是，引线端要按实现约定的线序依次接入测试端口。成功检测后过程与模块一相同。

2.3技术参数

工业PC：高性能的3.5”嵌入式工业主板，具有稳定可靠的工业级产品性能和高性价比低功耗等优势，可广泛应用于媒体播放、通讯控制、医疗仪器、工业控制、信息系统数字控制等领域。

处理器：集成Inteli33217U双核22nm处理器1.8GHzTDP17W。芯片组：采用IntelNM70高速芯片组。

系统内存：板载DDR34GB高速内存。

显示功能：集成IntelHD4000核心显卡，提供VGA、LVDS、HDMI显示输出，LVDS支持双通道24bit。

网络功能：集成2个Intel82583v千兆网卡，支持网络唤醒、PXE功能。

扩展总线：提供1个MPCIE插槽、支持WIFI、USBwifi3G模块，支持SSD固态硬盘（支持Intel协议的SSD固态硬盘，传输速度可达3Gbps）。

存储功能：提供1个SATAII硬盘接口，传输速度可达3Gbps

电源特性：采用DC12V单电源功能。

环境：工作温度-20℃--70℃、储存温度-40℃--80℃。

12寸工业触摸屏显示器。

三、结束语

智能车载设备配线综合测试台实现了对监控主机、机车信号主机、TAX箱、压力传感器等车载设备配线的通、断和绝缘自动测试，能够自动识别配线类型，对测试异常实时报警提示。测试准确性满足现场技术要求，提高维修效率和降低劳动强度作用明显。

参考文献

[1]童诗白，华成英.模拟电子技术寄出（第三版）[M].北京：高等教育出版社.2001年.

[2]周立功主编.嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社.2005年.

[3]邱宽民等编著.JT1-CZ2000型机车信号车载系统.中国铁道出版社.2007年.