一種線纜測試實驗臺的設計

摘 要:論述了基于PLC實現線纜測試系統的設計方法，介紹了整個系統的工作原理。該測試系統采用計算機結合PLC為控制核心，配以相應接口電路及系統控制軟件，能夠完成多種型號線纜的短路與斷路、絕緣電阻過小及導通電阻過大以及導線焊接正確性等性能測試。

關鍵詞:線纜測試絕緣電阻PLC

中圖分類號:G64文獻標識碼: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雜程度的不斷提高，多芯線纜芯數增多，其互聯關系也變得越來越復雜。為了保證軍工車輛在各種惡劣環境下的安全可靠性，這就要求其線纜線束具有更高的可靠性。傳統的人工檢測方法采用萬用表、試燈、兆歐表等設備逐點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，無法滿足生產和使用的要求。本文設計出一種計算機和PLC相結合的線纜故障檢測系統方案，并闡述了測試原理和系統組成結構。

1 測試系統硬件組成

該線纜測試系統由電源管理模塊、計算機控制系統、PLC及文本顯示器、繼電器陣列和通訊模塊等部分構成。其中電源管理模塊負責提供通斷和絕緣測試的所需電源，計算機控制系統負責測試管理和數據處理，PLC負責控制繼電器陣列等測試電路，文本顯示器則實現簡單的測試功能，與計算機管理系統的人機界面功能相同。繼電器陣列負責配合PLC將外部電纜接入測試系統。PLC和工控機通過RS485進行通信。

檢測系統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線間以及導線與航空插頭、外殼等的絕緣程度。被測線纜絕緣特性要求在標準大氣條件下，施加500V直流電壓，測量各導線之間絕緣電阻不小于20MΩ。通斷測試可以檢測線纜中導線連接是否正確以及是否存在短路、斷路、接觸不良、錯接等現象。本系統被測試電纜要求導通電纜導電電阻應不大于0.5Ω。測試時，可以由工作人員通過上位機或文本顯示器選擇連續或者單步測量方式。測試過程中實時顯示被測線纜編號和測試結果，并將出錯的線纜信息存儲到數據庫中，以便工作人員進行進一步故障排查。

1.1 通斷測試

由于正常導通的導線電阻很小，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，將被測導線阻值與標準阻值作比較，結果輸出到PLC中做判斷。各部分測試的硬件框圖如圖1所示。其中測試繼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現632路導線間的通斷和絕緣測試控制。通斷測試時，每條測試導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線端逐個接入被測電路。在另一端若有且只有一根導線能檢測到該信號，并且阻值小于0.5Ω，那么說明線路導通，檢測結果正確;若沒有一根線能測到該信號，說明此條導線斷路，若能檢測到兩個以上信號說明在線纜的內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線一端施加直流500V高壓，測試時，將被測導線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端被測導線對應的繼電器觸點斷開，而其他導線對應的輸出繼電器觸點閉合。若測試阻值大于20MΩ，說明該線纜絕緣性能不合格。

2 測試系統軟件結構

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為測試界面的設計。測試系統通過工控機的人機交互界面將操作者選擇的檢測命令信息通過RS485通訊發送給PLC，PLC根據這些命令通過輸出模塊發送控制命令給繼電器陣列等相應的外設，實現相應的測試功能。

3 結語

在設計線纜測試試驗臺時，通過上位機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線逐條接入測試電路進行測試和判斷，并將測試結果發送到上位機顯示。經過工程實際應用驗證設計的正確性，提高了線纜測試的速度和效率，具有較強的實際意義。

參考文獻

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