何廟林，馬俊鵬，惠 煜，劉志軍（63981部隊(duì)，武漢 430311）

某型裝備發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的概要設(shè)計(jì)

何廟林，馬俊鵬，惠 煜，劉志軍
（63981部隊(duì)，武漢 430311）

摘 要：基層部隊(duì)對(duì)于發(fā)電機(jī)維修缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段及設(shè)備，且修竣后的發(fā)電機(jī)無(wú)法進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。本文主要對(duì)發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的硬件和軟件進(jìn)行概要設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的自動(dòng)化負(fù)載試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī);自動(dòng)化測(cè)試;測(cè)試軟件;特性分析

1 引言

某裝備是我軍重要的戰(zhàn)術(shù)裝備，在維修過(guò)程中，由于發(fā)電機(jī)的位置處于發(fā)動(dòng)機(jī)的下沿，不拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)測(cè)試發(fā)電機(jī)十分困難，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，維修工作嚴(yán)重滯后。發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的研發(fā)，將為該導(dǎo)彈裝備維修、戰(zhàn)備訓(xùn)練、應(yīng)急保障等提供有力的手段支持。

2 發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 主要研究?jī)?nèi)容

根據(jù)裝備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求，綜合應(yīng)用自動(dòng)測(cè)試技術(shù)、虛擬儀器、串口通信技術(shù)，建立自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)和故障分析系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1）科學(xué)制定檢測(cè)調(diào)試方案。根據(jù)測(cè)試對(duì)象的電路原理、故障機(jī)理，科學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)試及診斷流程。

（2）模塊化設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)。包括主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)控制模塊和執(zhí)行模塊以及電源模塊等。

（3）開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)及測(cè)試程序集。具有測(cè)試對(duì)象自動(dòng)測(cè)試、故障診斷、歷史數(shù)據(jù)查詢功能。

（4）總結(jié)測(cè)試、維修、調(diào)試流程，建立參數(shù)判讀計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，編寫調(diào)試細(xì)則。

2.2 研究的技術(shù)思想

根據(jù)武器裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)模塊化、通用化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)要求，在系統(tǒng)研制中遵循下述技術(shù)思想：

2.2.1 科學(xué)性、先進(jìn)性

根據(jù)對(duì)該系統(tǒng)的功能要求，研制的發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀的總體技術(shù)方案必須科學(xué)、先進(jìn)。在利用成熟先進(jìn)技術(shù)的前提下，要盡量采用現(xiàn)代新技術(shù)和新工藝，使研制的系統(tǒng)性能優(yōu)良，在技術(shù)上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.2.2 模塊化、通用化

測(cè)試診斷系統(tǒng)應(yīng)該具有模塊化結(jié)構(gòu)，并且在功能上具有通用化的特點(diǎn)。不僅硬件具有明顯的模塊化和通用化特征，而且軟件也要按模塊化和通用化進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)化

調(diào)試系統(tǒng)在硬件、元器件、制作工藝等方面，必須嚴(yán)格執(zhí)行各種標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，使系統(tǒng)具有良好的標(biāo)準(zhǔn)化水平。

2.2.4 可靠性、實(shí)用性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)中，必須始終貫徹可靠性、實(shí)用性和維修性的技術(shù)思想，使系統(tǒng)具有高的可靠性，良好的實(shí)用性和維修性。

3 檢測(cè)儀的組成及工作過(guò)程

3.1 組成

系統(tǒng)主要由測(cè)試平臺(tái)和自動(dòng)測(cè)試柜組成，測(cè)試平臺(tái)由變頻電動(dòng)機(jī)和支撐臺(tái)架組成；自動(dòng)測(cè)試柜主要由變頻器、USB-4711a數(shù)據(jù)采集卡、電源模塊、研華TPC-1270H平板電腦（測(cè)試軟件）、測(cè)試面板、負(fù)載等組成。

3.2 工作過(guò)程

變頻器在工控機(jī)RS485串行接口的控制下，對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行勻加速動(dòng)作，同時(shí)穩(wěn)壓直流電源向發(fā)電機(jī)輸入勵(lì)磁電流。發(fā)電機(jī)在皮帶輪的帶動(dòng)下，轉(zhuǎn)速緩慢增加，發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流。USB-4711數(shù)據(jù)采集卡以及信號(hào)調(diào)理電路一起組成了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)時(shí)采集發(fā)電機(jī)輸出電壓、輸出電流、勵(lì)磁電流及轉(zhuǎn)速，經(jīng)采集模塊送入工控機(jī)，供自動(dòng)測(cè)試軟件分析并顯示測(cè)試結(jié)果。

4 測(cè)試軟件的概要設(shè)計(jì)

4.1 軟件概述

（1）系統(tǒng)軟件構(gòu)成框圖，見(jiàn)圖2。

（2）概述。發(fā)電機(jī)檢測(cè)儀測(cè)試系統(tǒng)，主要用于對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行功能檢查和測(cè)試，以檢查發(fā)電機(jī)測(cè)試儀的功能是否處于良好狀態(tài)，技術(shù)性能是否滿足正常工作需要，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)排除故障，達(dá)到高效維修的目的。軟件與激勵(lì)部分和測(cè)試部分的硬件設(shè)備相配合，完成對(duì)被測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)測(cè)試和并完成測(cè)試數(shù)據(jù)、診斷結(jié)果的顯示、存儲(chǔ)。

軟件主要包括執(zhí)行程序、檢測(cè)程序、參數(shù)設(shè)置程序、用戶界面程序、數(shù)據(jù)報(bào)表輸出程序、圖形顯示程序等，從功能上主要由主控模塊和參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)測(cè)試模塊、用戶管理模塊、測(cè)試結(jié)果模塊組成。

4.2 測(cè)試軟件總體設(shè)計(jì)

4.2.1 軟件總體流程

軟件啟動(dòng)后，進(jìn)入主控模塊界面。用戶可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，然后進(jìn)行電力參數(shù)的測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果可以打印輸出也可以存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，如圖3。

4.2.2 軟件各模塊流程

軟件各模塊的流程基本相似，現(xiàn)重點(diǎn)以自動(dòng)測(cè)試模塊為例如圖4。

4.2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

（1）用戶管理模塊。用戶管理模塊用于對(duì)測(cè)試操作人員的信息進(jìn)行相應(yīng)的操作，只有管理員權(quán)限的操作人員才能進(jìn)行該模塊的相應(yīng)操作。通過(guò)該模塊可完成用戶的增加、修改和刪除操作。

（2）參數(shù)配置模塊。參數(shù)配置模塊主要完成發(fā)電機(jī)測(cè)試儀標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的修改、保存和恢復(fù)等操作。主要有n1電壓值、n2電流值和測(cè)試步長(zhǎng)參數(shù)。

（3） 自動(dòng)測(cè)試模塊。自自動(dòng)測(cè)試模塊主要完成發(fā)電機(jī)測(cè)試參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試。對(duì)測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，并生成數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)也可根據(jù)用戶需要導(dǎo)出成為excel格式。用戶選擇退出時(shí)，軟件返回程序主界面，可以切換到其他模塊進(jìn)行操作。

（4）測(cè)試結(jié)果處理模塊。測(cè)試結(jié)果處理模塊主要完成對(duì)當(dāng)前或以往測(cè)試結(jié)果的顯示和測(cè)試表格的生成。通過(guò)該模塊可以選擇不同的測(cè)試結(jié)果記錄文件進(jìn)行顯示，并將顯示的測(cè)試結(jié)果生成excel格式的文檔進(jìn)行打印和保存。

（5）關(guān)于模塊。關(guān)于模塊主要顯示測(cè)試系統(tǒng)軟件版本信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

該檢測(cè)儀的研制將使等級(jí)修理機(jī)構(gòu)及基層具備發(fā)電機(jī)的快速自動(dòng)化檢修能力，在減少裝備的故障修復(fù)時(shí)間，節(jié)約維護(hù)維修經(jīng)費(fèi)，提高部隊(duì)維修水平方面，能夠發(fā)揮重要作用。

作者簡(jiǎn)介：何廟林（1987-），男，安徽安慶人，本科，助理工程師，研究方向：電路與系統(tǒng)。