一種線纜測試實(shí)驗臺的設(shè)計

摘 要:論述了基于PLC實(shí)現(xiàn)線纜測試系統(tǒng)的設(shè)計方法，介紹了整個系統(tǒng)的工作原理。該測試系統(tǒng)采用計算機(jī)結(jié)合PLC為控制核心，配以相應(yīng)接口電路及系統(tǒng)控制軟件，能夠完成多種型號線纜的短路與斷路、絕緣電阻過小及導(dǎo)通電阻過大以及導(dǎo)線焊接正確性等性能測試。

關(guān)鍵詞:線纜測試絕緣電阻PLC

中圖分類號:G64文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0006-01

隨著電控單元在坦克等軍工車輛中所占比例和復(fù)雜程度的不斷提高，多芯線纜芯數(shù)增多，其互聯(lián)關(guān)系也變得越來越復(fù)雜。為了保證軍工車輛在各種惡劣環(huán)境下的安全可靠性，這就要求其線纜線束具有更高的可靠性。傳統(tǒng)的人工檢測方法采用萬用表、試燈、兆歐表等設(shè)備逐點(diǎn)檢測線纜中每條電線的通斷及絕緣特性的方法，檢測效率低，而且容易造成錯檢或漏檢，無法滿足生產(chǎn)和使用的要求。本文設(shè)計出一種計算機(jī)和PLC相結(jié)合的線纜故障檢測系統(tǒng)方案，并闡述了測試原理和系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。

1 測試系統(tǒng)硬件組成

該線纜測試系統(tǒng)由電源管理模塊、計算機(jī)控制系統(tǒng)、PLC及文本顯示器、繼電器陣列和通訊模塊等部分構(gòu)成。其中電源管理模塊負(fù)責(zé)提供通斷和絕緣測試的所需電源，計算機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)測試管理和數(shù)據(jù)處理，PLC負(fù)責(zé)控制繼電器陣列等測試電路，文本顯示器則實(shí)現(xiàn)簡單的測試功能，與計算機(jī)管理系統(tǒng)的人機(jī)界面功能相同。繼電器陣列負(fù)責(zé)配合PLC將外部電纜接入測試系統(tǒng)。PLC和工控機(jī)通過RS485進(jìn)行通信。

檢測系統(tǒng)分為絕緣測試和通斷測試兩部分。絕緣測試可以測出線纜中各導(dǎo)線間以及導(dǎo)線與航空插頭、外殼等的絕緣程度。被測線纜絕緣特性要求在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，施加500V直流電壓，測量各導(dǎo)線之間絕緣電阻不小于20MΩ。通斷測試可以檢測線纜中導(dǎo)線連接是否正確以及是否存在短路、斷路、接觸不良、錯接等現(xiàn)象。本系統(tǒng)被測試電纜要求導(dǎo)通電纜導(dǎo)電電阻應(yīng)不大于0.5Ω。測試時，可以由工作人員通過上位機(jī)或文本顯示器選擇連續(xù)或者單步測量方式。測試過程中實(shí)時顯示被測線纜編號和測試結(jié)果，并將出錯的線纜信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，以便工作人員進(jìn)行進(jìn)一步故障排查。

1.1 通斷測試

由于正常導(dǎo)通的導(dǎo)線電阻很小，測試時在線纜的一端輸入5V直流電壓另一端為一個比較器，將被測導(dǎo)線阻值與標(biāo)準(zhǔn)阻值作比較，結(jié)果輸出到PLC中做判斷。各部分測試的硬件框圖如圖1所示。其中測試?yán)^電器陣列分為兩部分，分別為輸入繼電器陣列和輸出繼電器陣列，每塊繼電器板上有32路繼電器，各有20塊輸入輸出繼電器板實(shí)現(xiàn)632路導(dǎo)線間的通斷和絕緣測試控制。通斷測試時，每條測試導(dǎo)線一端由一個輸入繼電器接入被測電路，另一端由輸出繼電器將該線纜中的所有導(dǎo)線端逐個接入被測電路。在另一端若有且只有一根導(dǎo)線能檢測到該信號，并且阻值小于0.5Ω，那么說明線路導(dǎo)通，檢測結(jié)果正確;若沒有一根線能測到該信號，說明此條導(dǎo)線斷路，若能檢測到兩個以上信號說明在線纜的內(nèi)部或者端口存在短路的地方。

1.2 絕緣測試

絕緣測試時要給被測導(dǎo)線一端施加直流500V高壓，測試時，將被測導(dǎo)線A端通過輸入繼電器陣列接入被測電路，B端則需開路，即B端被測導(dǎo)線對應(yīng)的繼電器觸點(diǎn)斷開，而其他導(dǎo)線對應(yīng)的輸出繼電器觸點(diǎn)閉合。若測試阻值大于20MΩ，說明該線纜絕緣性能不合格。

2 測試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

本線纜測試臺軟件能夠顯示測試情況，錯誤線纜編號，自動保存測試信息，并具有歷史記錄查詢，測試信息打印等功能。圖2為測試界面的設(shè)計。測試系統(tǒng)通過工控機(jī)的人機(jī)交互界面將操作者選擇的檢測命令信息通過RS485通訊發(fā)送給PLC，PLC根據(jù)這些命令通過輸出模塊發(fā)送控制命令給繼電器陣列等相應(yīng)的外設(shè)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的測試功能。

3 結(jié)語

在設(shè)計線纜測試試驗臺時，通過上位機(jī)選擇被測線纜及測試方式，由PLC控制繼電器陣列板將被測導(dǎo)線逐條接入測試電路進(jìn)行測試和判斷，并將測試結(jié)果發(fā)送到上位機(jī)顯示。經(jīng)過工程實(shí)際應(yīng)用驗證設(shè)計的正確性，提高了線纜測試的速度和效率，具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

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