王若陽(yáng)

摘 要：在進(jìn)行機(jī)車獨(dú)立模塊試驗(yàn)時(shí)，由于獨(dú)立模塊種類較多，電氣接口和氣路接口不統(tǒng)一，每種獨(dú)立模塊試驗(yàn)時(shí)都需要反復(fù)調(diào)整連接器點(diǎn)位或者制作新連接器。為節(jié)約成本，降低試驗(yàn)員工作強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，故設(shè)計(jì)獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立模塊;試驗(yàn)臺(tái);自動(dòng)試驗(yàn)

1 緒論

獨(dú)立模塊是機(jī)車空氣管路系統(tǒng)中的重要組成部分，有撒砂、鳴笛、輪噴、升弓控制等功能，獨(dú)立模塊的例行試驗(yàn)項(xiàng)點(diǎn)為氣密性測(cè)試和功能測(cè)試，傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法是針對(duì)不同型號(hào)的獨(dú)立模塊制作相應(yīng)的連接器和轉(zhuǎn)換管接頭，接在干燥器模塊試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)。這種試驗(yàn)方法存在一定的弊端，由于獨(dú)立模塊是小批量多品種的生產(chǎn)任務(wù)，其電氣接口不統(tǒng)一，在生產(chǎn)過程中需要將現(xiàn)有連接器來(lái)回調(diào)整點(diǎn)位或者制作新的連接器試驗(yàn)，造成浪費(fèi)。隨著公司機(jī)車和工程車訂單的增加，現(xiàn)階段的試驗(yàn)方法已經(jīng)不適用于獨(dú)立模塊的大批量生產(chǎn)，需設(shè)計(jì)新的試驗(yàn)臺(tái)來(lái)替代原有的試驗(yàn)方式。

設(shè)計(jì)新的獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)需滿足以下的試驗(yàn)要求：獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)的電氣接口具有良好的通用性;試驗(yàn)臺(tái)能進(jìn)行自動(dòng)操作和手動(dòng)操作;試驗(yàn)臺(tái)能進(jìn)行獨(dú)立模塊的氣密性試驗(yàn);能進(jìn)行功能試驗(yàn)。

2 獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)整體設(shè)計(jì)

（1）氣路部分。試驗(yàn)臺(tái)的氣路部分由精密調(diào)壓閥、過濾器、油霧分離器、比例調(diào)節(jié)閥、電磁閥、壓力變送器、壓力表及各種管道接頭組成，試驗(yàn)臺(tái)共有六個(gè)外接氣路，試驗(yàn)臺(tái)氣路原理圖1所示，通過控制六個(gè)外接氣路上的電磁閥的開通和閉合可以控制每個(gè)管路切換為進(jìn)風(fēng)口或者出風(fēng)口。

（2）控制系統(tǒng)組成。①控制系統(tǒng)總體：依據(jù)在制獨(dú)立模塊的試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)。試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由工控機(jī)、PCI多功能采集卡、數(shù)字量輸出卡、信號(hào)轉(zhuǎn)換板、電磁閥、傳感器及打印機(jī)等組成。工控機(jī)通過數(shù)字量輸出卡實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥控制，壓力傳感器通過PCI多功能采集卡將數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各管路壓力的測(cè)試。②信號(hào)轉(zhuǎn)換板的功能與原理：試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換板的37芯插頭與被試模塊相連，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換板的通訊端口，上位機(jī)可控制37芯插頭的任意點(diǎn)位變換為：+DC110V、-DC110V、+DC24V、-DC24V、開關(guān)量信號(hào)（+110V返回）等信號(hào)中的一種，并能控制各點(diǎn)位的通斷，將開關(guān)量結(jié)果傳回上位機(jī)，所需要的電源由外電路供給。信號(hào)轉(zhuǎn)換板由MCU、矩陣開關(guān)、開關(guān)量采集、程控芯片及電源轉(zhuǎn)換模塊組成，其原理如圖2所示。其中主MCU主要負(fù)責(zé)指令分析和處理、測(cè)試線纜功能的具體選擇、控制副MCU對(duì)矩陣開關(guān)控制，開關(guān)量采集負(fù)責(zé)采集110V電壓輸入，電源轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)為板卡提供需要的電源。

（3）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)臺(tái)控制軟件能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：操作權(quán)限分級(jí)、自身氣密性計(jì)量、試驗(yàn)程序自定義。①操作權(quán)限分級(jí)：軟件操作權(quán)限分為工程師和操作者。其中工程師可進(jìn)行試驗(yàn)程序編輯、試驗(yàn)臺(tái)校準(zhǔn)、操作試驗(yàn);操作者只能進(jìn)行試驗(yàn)操作，無(wú)其他權(quán)限，確保測(cè)試結(jié)果真實(shí)。②自身氣密性計(jì)量：輸入?yún)?shù)計(jì)量參數(shù)，觀察試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部采集值與第三方儀器采集值的差別進(jìn)行校準(zhǔn)。③試驗(yàn)程序自定義：依據(jù)被試品的設(shè)計(jì)和工藝要求，自定義對(duì)試驗(yàn)臺(tái)外點(diǎn)位，編輯試驗(yàn)程序步驟，輸出自動(dòng)和手動(dòng)試驗(yàn)程序。

3 獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)功能與特點(diǎn)

（1）試驗(yàn)臺(tái)的通用性。試驗(yàn)臺(tái)對(duì)外電氣接口為37芯插座，配備一個(gè)37芯滿點(diǎn)位連接器，一個(gè)37芯轉(zhuǎn)20芯連接器和一套37芯轉(zhuǎn)電磁閥插頭、電塞門插頭、壓力開關(guān)插頭的連接器。根據(jù)被試模塊接口選用合適的連接器，依據(jù)模塊的布線圖，通過程序自定義連接器各點(diǎn)位的信號(hào)，滿足目前在制所有獨(dú)立模塊的試驗(yàn)需求，且對(duì)未來(lái)的新產(chǎn)品有較好的適用性。

（2）自動(dòng)試驗(yàn)和手動(dòng)試驗(yàn)。①自動(dòng)試驗(yàn)：操作者根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)操作要求，選擇被試產(chǎn)品的型號(hào)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)程序，輸入員工編號(hào)和密碼后即可按照試驗(yàn)程序提示進(jìn)行自動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)束合格后輸出試驗(yàn)記錄。②手動(dòng)試驗(yàn)：手動(dòng)試驗(yàn)用于故障排除或者被試產(chǎn)品為全新產(chǎn)品或不能進(jìn)行自動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，此時(shí)操作者根據(jù)紙質(zhì)的試驗(yàn)記錄點(diǎn)擊手動(dòng)試驗(yàn)界面的按鈕進(jìn)行手動(dòng)試驗(yàn)。

（3）功能測(cè)試。運(yùn)行試驗(yàn)程序，逐條測(cè)試被試模塊氣路的通斷，向模塊的進(jìn)氣口輸入壓縮空氣，檢測(cè)模塊的出風(fēng)口的風(fēng)壓，測(cè)試被試模塊上電磁閥、塞門、電塞門等是否能接通或關(guān)斷氣路，同時(shí)能檢測(cè)模塊內(nèi)部是否竄風(fēng)。

（4）試驗(yàn)結(jié)果輸出與打印。自動(dòng)試驗(yàn)程序執(zhí)行完后，試驗(yàn)臺(tái)輸出試驗(yàn)記錄表并存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢及打印功能。

4 結(jié)語(yǔ)

為解決在機(jī)車獨(dú)立模塊出廠試驗(yàn)中存在的諸多問題，完成了獨(dú)立模塊試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)目前在制的獨(dú)立模塊進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，該試驗(yàn)臺(tái)能夠滿足試驗(yàn)要求，且電氣接口和氣路接口通用性強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)試驗(yàn)和自動(dòng)試驗(yàn)的快速切換，操作簡(jiǎn)便，有效地提高了獨(dú)立模塊試驗(yàn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖洪濤.和諧HX_D1型大功率交流電力機(jī)車概述[J].電力機(jī)車與城軌車輛，（1）：10-13+35.

[2]池海，王強(qiáng)，閆志強(qiáng)，吳仁恩.機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的研制[J].鐵道機(jī)車車輛，2016，36（04）：6-11+88.