劉文義，楊巧華

(山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司，山西 太原 030024)

0 引言

隨著我國軍事裝備現(xiàn)代化、自動化水平的不斷發(fā)展和提高，對部隊裝備的綜合保障能力也提出了更高的要求。如何維護保障好新裝備，在最短的時間內(nèi)排除故障，確保裝備的正常運行是擺在部隊維修保障工作面前的一個十分重要的任務(wù)。

針對某型燃氣射流車這樣一種功能強、結(jié)構(gòu)復雜的大型現(xiàn)代化設(shè)備，僅靠人工維修保障困難較大，尤其是在短時間內(nèi)正確判斷故障的位置顯得尤為困難。為此，我們結(jié)合部隊使用情況，研制出某型燃氣射流車故障檢測儀。該儀器自動化程度較高，性能可靠，使用操作簡單、方便，基本實現(xiàn)了故障快速、準確判斷。

1 組成及工作原理

1.1 組成

系統(tǒng)主要由PC主控機、檢測控制模塊、接口模塊、電源模塊以及檢測電纜等組成，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

主控機部分采用基于windows操作系統(tǒng)的PC機，既可以使用普通計算機，也可以用專用計算機。檢測控制模塊主要采用以多片AT89C系列單片機為分布式的控制模塊，外圍電路采用了電源模塊、PSD可編程的邏輯器件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器、譯碼器、運算放大器等電路。各種接口主要是由檢測連接電纜、信號隔離板、接口板組成。

系統(tǒng)軟件包括主控機控制軟件、故障診斷專家系統(tǒng)、檢測控制軟件等，其中前兩個軟件安裝在主控機內(nèi)，檢測控制軟件安裝在檢測控制模塊中。

1.2 主要功能

1) 主車故障檢測：對主車故障的檢測是根據(jù)上位機的檢測命令，將主車的檢測量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息上傳作為故障診斷的依據(jù)，主要檢測數(shù)據(jù)有蓄電池電壓、滑油液位、燃油液位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)煙油油壓、啟動機電壓等。

2) 副車故障檢測：對副車的檢測主要是對上裝設(shè)備的電器部分進行檢測，主要是對發(fā)電機的傳感器部分、油路控制電磁閥、蓄電池電壓、繼電器功能等進行檢測。

3) 微機控制儀整機故障檢測：對副車配置的微機控制儀整機進行故障檢測。

4) 微機控制儀單板故障檢測：對微機控制儀單板進行故障檢測，可定位故障到芯片。

2 工作原理及設(shè)計思路

2.1 工作原理

作為故障檢測設(shè)備，其工作流程見圖2。

圖2 工作流程框圖

啟動主控機控制軟件，在檢測菜單下制定檢測項目向檢測控制模塊發(fā)出檢測指令，檢測控制模塊檢測結(jié)束后，將檢測的結(jié)果上報主控機，故障診斷專家系統(tǒng)根據(jù)上報的檢測結(jié)果并結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)故障庫及分析結(jié)果，輸出故障位置、解決措施以及故障處理步驟等處理結(jié)果供維修人員維修。為部隊維修保障工作提供了簡單、快速的故障定位和確定維修方案。

2.2 設(shè)計思路

2.2.1 主車的檢測

當檢測控制模塊接收到主控機的檢測主車的指令后，依次將蓄電池電壓、滑油液位、燃油液位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)煙油油壓、啟動機電壓的模擬量通過電子開關(guān)控制送入A/D7812進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)作為采集結(jié)果保存后傳送到主控機，主控機接收到上報數(shù)據(jù)后通過故障診斷專家系統(tǒng)的分析判斷做出診斷結(jié)果，輸出到主控機顯示界面。

2.2.2 副車的檢測

對副車的檢測分為兩部分，一部分是對副車工作過程中的各種狀態(tài)進行檢測，另一部分是對副車各繼電器線包的檢測。

1) 對副車的工作過程中的狀態(tài)進行檢測：通過檢測控制模塊模擬微機控制儀的工作狀態(tài)，實時對副車的整個工作狀態(tài)進行檢測。采用一片AT89C2051和一片GAL16V8構(gòu)成了模擬鍵盤電路，用四片TLP521和兩片74HC244構(gòu)成了采集信號輸入電路。用一塊CPU板，一塊I/O板構(gòu)成了模擬微機控制儀主電路。檢測控制模塊給AT89C2051下達副車檢測命令，AT89C2051收到命令后由P1口輸出各種副車工作的命令碼，經(jīng)GAL16V8譯碼輸出為模擬鍵盤信號，微機控制儀的CPU讀入鍵盤掃描碼，經(jīng)譯碼后發(fā)出相應(yīng)的指令使副車作出各種正常工作所需要的動作。實現(xiàn)了對副車的單獨檢測又得到了副車正常工作所需要的指令信號。通過采集發(fā)出命令所對應(yīng)的各種動作的控制信號與發(fā)出命令信息，由專家診斷系統(tǒng)分析判斷，做出結(jié)論并顯示。

2) 對副車各繼電器線包的檢測：副車的作用主要是為主車提供不同種類的油料。副車無論做哪種作業(yè)都需要控制輸油管路上相應(yīng)繼電器的開啟與斷開，用繼電器的觸點接通或者斷開相應(yīng)的電磁閥。因此每個繼電器的好壞是直接影響副車各項作業(yè)能否正常進行的一個重要環(huán)節(jié)。為此檢測儀具有對副車輸油管路上的16個繼電器線包的檢測功能。在檢測儀的主菜單下用鼠標點擊“副車繼電器線包檢測”檢測儀就會把每一個繼電器線包的狀態(tài)檢測出來并且顯示在屏幕上。

2.2.3 微機控制儀的整機檢測

微機控制儀是副車自動控制設(shè)備的核心。作為副車自動控制的核心部件它控制著輸油管路上的各個電磁閥、油泵的開啟，從而完成輕質(zhì)油或重質(zhì)油的加油、泵站、自吸、回抽以及重質(zhì)油加溫和加溫后的自循環(huán)冷啟動、熱啟動等項作業(yè)。整機檢測時，檢測儀模擬副車與微機控制儀通過電纜連接，通過檢測儀下達動作指令，微機控制儀人工操作配合試驗，可檢測到微機控制儀的每個操作結(jié)果，通過結(jié)果信息采集、專家系統(tǒng)的判斷做出故障位置斷定，可達到板級故障定位。

2.2.4 微機控制儀的單板檢測

對微機控制儀中的單板檢測主要是對CPU板和I/O板的檢測。當整機檢測有故障時，判定到單板故障后，將有故障的單板進行檢測，確定故障所在位置，可定位到芯片。

由PC主控機在主檢測菜單下點擊“CPU板檢測”或“I/O板檢測”AT89C52單片機控制模塊就會分別將“CPU板”或“I/O板”每一條回路檢測的結(jié)果發(fā)送到主控機，主控機通過專家診斷系統(tǒng)分析判斷后將診斷結(jié)果顯示在LCD顯示屏上。

2.2.5 自檢功能

檢測儀有自檢功能，主要檢測主控機與檢測控制模塊之間的通信以及檢測控制模塊的自檢。檢測儀在開機后，點擊桌面上的儀器圖標后，可進入自檢菜單，當點擊自檢按鈕，再點擊確定按鈕后，檢測儀屏幕上會顯示自檢結(jié)果，并且只有在顯示“自檢通過”后，檢測儀才能進入檢測主菜單進行各種檢測工作，否則就不能進入檢測菜單。這樣就保證了只有在檢測儀工作正常的情況下才能進行檢測工作，確保檢測工作的可靠性。

3 軟件設(shè)計

故障檢測軟件是將技術(shù)人員在檢測故障時的思路和檢測方法，包括檢測內(nèi)容、測試條件、正確結(jié)果、錯誤結(jié)果及相關(guān)的故障現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦?，達到無圖紙、無專業(yè)人員即可查處故障的目的。

軟件分為三部分：主控機控制軟件、專家診斷系統(tǒng)軟件和檢測控制模塊軟件。

? 主控機控制軟件主要完成主控機與檢測控制模塊的指令通信、通信鏈路建立維護、與專家診斷系統(tǒng)的接口通信以及代碼解析顯示等功能。

? 專家診斷系統(tǒng)軟件是診斷的核心軟件，它通過接收檢測結(jié)果代碼，將代碼解析后與系統(tǒng)信息庫內(nèi)的信息作比較，參考已建立的故障庫數(shù)據(jù)并與之進行比對，做出故障判定。故障數(shù)據(jù)庫還可以進行人工添加信息，隨時添加故障信息及故障部位，此外還具有信息庫的導出和合并功能，為不同用戶之間的信息共享提供便利。

? 檢測控制模塊軟件主要完成模擬微機控制儀的工作，模擬副車的負載，對主車、副車、微機控制儀、微機單板檢測的過程進行控制和結(jié)果采集以及結(jié)果上報。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)已批量生產(chǎn)使用，經(jīng)過幾年的使用證明本系統(tǒng)性能可靠、故障定位快速、準確，可直接定位到發(fā)生故障的元件，大大降低了故障檢測的困難，提高了排除故障的速度和能力。從而進一步提高了維護保障水平。