工控機(jī)在氣閥柜綜合試驗(yàn)臺(tái)中的應(yīng)用

工業(yè)計(jì)算機(jī)，也稱為工控機(jī)，以其獨(dú)特的穩(wěn)定性和豐富的可擴(kuò)展性，在很多試驗(yàn)臺(tái)中有普遍的應(yīng)用。今天我們就以氣閥柜綜合試驗(yàn)臺(tái)為例，說(shuō)明工控機(jī)在此試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、系統(tǒng)的總體功能

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)電空制動(dòng)機(jī)的各單件性能、綜合性能及電空屏柜的整體性能進(jìn)行測(cè)試。檢測(cè)系統(tǒng)取消了電空制動(dòng)控制器的控制，改由控制有關(guān)電空閥進(jìn)而控制相應(yīng)氣路，不僅應(yīng)能對(duì)機(jī)車電空制動(dòng)機(jī)的單件性能和綜合性能進(jìn)行測(cè)試，而且應(yīng)能自動(dòng)對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行建檔，自動(dòng)化程度大大提高，減少檢修工人勞動(dòng)強(qiáng)度，便于實(shí)行集中管理。測(cè)試系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面，操作人員在系統(tǒng)的提示下，只要選擇需要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目，并依照系統(tǒng)提示操作系統(tǒng)就能完成測(cè)試工作，顯示并記錄測(cè)試結(jié)果。經(jīng)實(shí)際測(cè)試表明，該系統(tǒng)能夠正確地對(duì)機(jī)車電空制動(dòng)機(jī)的單件性能、綜合性能及電空屏柜的整體性進(jìn)行測(cè)試。準(zhǔn)確檢測(cè)出部件質(zhì)量隱患，綜合試驗(yàn)和電空屏柜試驗(yàn)的性能測(cè)試數(shù)據(jù)、操作人姓名、測(cè)試部件名稱、配件編號(hào)、測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等于以打印。

二、 系統(tǒng)的總體構(gòu)成

檢測(cè)系統(tǒng)主要由風(fēng)路、風(fēng)路控制、電路控制、計(jì)算機(jī)控制4部分組成：
（1）風(fēng)路部分：主要由管接件、管路、風(fēng)缸、減壓閥、塞門和風(fēng)表組成，完成對(duì)風(fēng)的存儲(chǔ)、提供風(fēng)的通路、提供標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓風(fēng)源以及各測(cè)試點(diǎn)風(fēng)壓和模擬機(jī)車管路容積；
（2）風(fēng)路控制部分：主要由電空閥（二位二通和二位三通）、直通式電磁閥、二位三通電磁閥組成，完成對(duì)風(fēng)路的切換達(dá)到試驗(yàn)用風(fēng)的要求；
（3）電路控制部分：主要由繼電器板、開(kāi)關(guān)屏、信號(hào)指示屏組成，對(duì)直通式電磁閥，電空閥，二位三通電磁閥實(shí)現(xiàn)邏輯控制達(dá)到測(cè)試的要求；
（4）計(jì)算機(jī)控制部分：主要由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、A／D板、I／O板、光電隔離板及信號(hào)變換環(huán)節(jié)組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)全自動(dòng)控制和信號(hào)的采集

三、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)試原理

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控臺(tái)上采用信號(hào)燈或計(jì)算機(jī)圖形作顯示，用接觸器作為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—電空閥得電或失電的裝置，通過(guò)操作微機(jī)觸摸屏或鼠標(biāo)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)予以控制，即用傳感器、變送板對(duì)所有測(cè)試信號(hào)進(jìn)行隔離和整定，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后由微機(jī)進(jìn)行處理和實(shí)時(shí)顯示。微機(jī)根據(jù)風(fēng)路原理發(fā)出指令經(jīng)開(kāi)關(guān)量板、繼電器及驅(qū)動(dòng)板輸出至交流接觸器直接控制指定開(kāi)關(guān)動(dòng)作，進(jìn)而通過(guò)各有關(guān)電空閥的得電或失電從而控制列車管等的壓力變化；而且還將輪流送至微機(jī)的測(cè)試開(kāi)關(guān)量與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的已知正確結(jié)果比較，從而判斷測(cè)試部件是否正常硬件中采用光電隔離技術(shù)，使用光電隔離不僅可以使計(jì)算機(jī)的控制輸出通道與被控負(fù)載之間在電氣上完全隔離而達(dá)到良好的抗電磁干擾技術(shù)指標(biāo)，也使這些控制指令具備足夠的功率驅(qū)動(dòng)能力，進(jìn)而可靠實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電磁閥、繼電器等部件的目的。

系統(tǒng)除了要處理大量模擬量輸入、輸出信號(hào)外，經(jīng)常還要處理大量的開(kāi)關(guān)量和脈沖量信息，以便及時(shí)反映開(kāi)關(guān)量狀態(tài)（斷路器與隔離開(kāi)關(guān)的開(kāi)、合等），并執(zhí)行監(jiān)視、控制、中央信號(hào)與電度統(tǒng)計(jì)等各種功能，因而本系統(tǒng)使用開(kāi)關(guān)量板。開(kāi)關(guān)量板配合微機(jī)作用能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出，其工作原理是由計(jì)算機(jī)的CPU辨識(shí)測(cè)控軟件發(fā)出的控制信號(hào)，經(jīng)地址識(shí)別、通道選擇、發(fā)送命令、鎖存命令，以及總線收發(fā)器向外邊發(fā)送或接收命令從而控制繼電器的動(dòng)作。

四、制動(dòng)機(jī)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)功能和所處的位置可分為3層。第3層為數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集控制層。被測(cè)試的模擬量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在A／D模板中被選通，經(jīng)程控放大器到A／D轉(zhuǎn)換器成為數(shù)字信號(hào)，由CPU進(jìn)行處理。需采集的開(kāi)關(guān)量包括：
（1）壓力信號(hào)分別為機(jī)車總風(fēng)缸壓力、均衡風(fēng)缸壓力、作用風(fēng)缸壓力、列車管壓力、制動(dòng)缸壓力、工作風(fēng)缸壓力、調(diào)壓閥壓力、壓力開(kāi)關(guān)氣室壓力、電空閥輸出口壓力、安全閥動(dòng)作壓力；
（2）時(shí)間信號(hào)分別為列車管壓力按規(guī)定變化所需時(shí)間、制動(dòng)缸壓力按規(guī)定變化所需時(shí)間、大（小）閘手柄在某位停留時(shí)間、作用管壓力按規(guī)定變化所需時(shí)間、工作風(fēng)缸壓力按規(guī)定變化所需時(shí)間和測(cè)量電空閥泄漏量所需時(shí)間等；
（3）電壓信號(hào)為直流110V；
（4）開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)。
第3層與第2層之間通過(guò)RS232串行總線相連。第2層為通信管理層，它是第1層和第2層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁，它管理下層的采集控制設(shè)備，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)上層的請(qǐng)求和控制命令，并將返回請(qǐng)求或執(zhí)行的結(jié)果。
最上層為工作站層（第1層），它們承擔(dān)著監(jiān)視、控制、事故報(bào)警、記錄分析、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)維護(hù)等多項(xiàng)功能。

五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的軟件是它的集成化開(kāi)發(fā)平臺(tái)，交互式編程方法，豐富的控件和庫(kù)函數(shù)大大增強(qiáng)了C語(yǔ)言的功能，為熟悉C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)人員建立檢測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)測(cè)量環(huán)境，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了一個(gè)理想的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。

系統(tǒng)主界面主要完成的功能是實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的選擇和系統(tǒng)的信息管理。操作員在管理員界面可以實(shí)現(xiàn)密碼修改、添加和刪除用戶、修改Excel路徑和對(duì)A／D板、光隔離板及開(kāi)關(guān)量板的地址等參數(shù)設(shè)置；在幫助界面可以了解系統(tǒng)的操作和產(chǎn)品說(shuō)明；在測(cè)試界面里實(shí)現(xiàn)本檢測(cè)系統(tǒng)最主要的測(cè)試功能。