汽車線束檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)探討

高暢

摘要：汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，極大地帶動了配套零部件的發(fā)展。為了確保汽車線束能被安全的使用，需要設計一整套檢測系統(tǒng)對汽車的線束進行全面的檢測。因此需要根據(jù)對汽車線束檢測過程中遇到的具體情況以及對出現(xiàn)的故障的分析，針對汽車線束設計出了使用PC機的聯(lián)合檢測系統(tǒng)。本文主要對汽車線束檢測時發(fā)現(xiàn)的問題進行了分析，從硬件和軟件兩方面分析了汽車線束檢測系統(tǒng)的構成，以達到提高檢測系統(tǒng)準確性的目的。

關鍵詞：汽車線束；檢測系統(tǒng)；設計實現(xiàn)

近年來，隨著社會經濟的快速發(fā)展和人民生活水平質量的不斷提高，汽車的需求量在逐年增加，并且購買汽車時客戶對汽車質量的要求也在不斷提高，特別是在汽車安全性上要求不斷提高。作為汽車系統(tǒng)內控制電路網絡的主體，汽車線束具有非常重要的作用，因此，怎樣確保它在制造過程中不發(fā)生故障以此避免對汽車的影響是一個非常重要的研究課題。在當今時代中國關于線束檢測系統(tǒng)還處在初始研發(fā)階段，特別是在功能和人性化等方面仍然具有很多缺點。而國外的線束檢測系統(tǒng)相對而言已經比較成熟，但是價格較高，所以根據(jù)我國汽車生產的需要開發(fā)一款完備的汽車線束檢測系統(tǒng)具有非常重要的意義。

1.汽車線束和檢測系統(tǒng)

眾所周知，汽車線束是汽車電路控制網絡中最為主要的組成部分，換句話說就是如果沒有汽車線束就不會有汽車電路這一概念。而近年來隨著用戶對汽車安全性、穩(wěn)定性以及舒適性等要求的不斷提高，組成汽車控制電路的線束變的越來越復雜。對于汽車線束，它主要是銅材料經過沖壓形成接線端子與主接線連接后，外層再塑上絕緣材料，最后利用線束進行捆扎形成相應的電路組件。對其分析后知，所有線束都具有相同的構造，基本都是由供電電路、聯(lián)接不同元件的插件以及由于保護的絕緣體等組成。在當今時代國內生產的線束檢測裝置主要是利用指示燈、蜂鳴器等最為基礎的元件，通過檢查連接是否有光或發(fā)聲來判斷線路是否正常運行。利用這種方式進行檢測存在檢測效率低、誤判率高，非常容易造成漏檢和誤檢，也就在一定程度上影響了汽車的安全。對于國外線束檢測系統(tǒng)，雖然已經比較成熟，但是價格相對較高，對于小型的線束生產廠家沒有足夠的資金來購買如此先進的設備。為此，為了最大程度的確保線束的可靠性，需要增強對其研究，盡最大可能的生產出性價比高的檢測裝置。

2.存在的問題和設計思路

2.1存在的問題

安裝于汽車電路的線束可以確保汽車在多種惡劣的情景下都具有非常高的安全性，然而對于國內線束的生產卻依然存在眾多的問題，主要包括：開路、錯位和短路。對于開路也就是我們在日常中提到的斷路，而錯位表示的是接出和接入線的排列出現(xiàn)錯誤；短路表示的是設備間直接通過線路進行連接，為此，本文在對線束可能產生故障的問題分析基礎上，建立了對應線束發(fā)生故障與非故障的模型。

2.1.1內部短路

對于系統(tǒng)內部出現(xiàn)短路，連接節(jié)點之間的導線往往是成對出現(xiàn)的，故障發(fā)生時，雖然在高端輸入信號時仍然會產生響應，但是當使用矩陣的形式對信號進行表示時就會出現(xiàn)錯誤。

2.1.2錯位節(jié)點

發(fā)生這種故障時系統(tǒng)內的導線大多是成對出現(xiàn)的，存在這種問題的導線多通常情況下是成對出現(xiàn)的，即使在高端輸入信號時仍然會產生響應，然而當使用矩陣的形式對信號進行表示時就會出現(xiàn)錯誤。

2.1.3開路節(jié)點

此種故障發(fā)生后，輸入高端信號時葉端不會產生響應。

2.1.4無故障模型

此種情景下無論從葉端還是根端輸入效果一樣。

2.2系統(tǒng)的總體設計思路

對于汽車線束檢測系統(tǒng)的開發(fā)的基本要求是要達到國內汽車生產相關廠家對檢測系統(tǒng)的要求，其中主要包括：

（1）加快檢測的速度，所開發(fā)的設備能夠在很大程度上降低檢測時間，從而也就降低了工人的勞動強度，并且能夠實現(xiàn)自主檢測、加緊等功能來提高系統(tǒng)具有的自動化程度；

（2）所開發(fā)設備能夠對三種故障進行準確檢測，并且當三種故障同時出現(xiàn)時也能夠對任何@故障都能夠進行準確分析；

（3）可以對整個運行系統(tǒng)進行實時監(jiān)控以及準確全面的記錄線束產生的基本信息，比如產品的型號、批次等，并能夠對相關信息進行存檔和備份；

（4）可以在盡可能短的時間內獲取檢測報告，并可以依據(jù)獲得檢測結果的準確分析故障，形成相應的報表，為操作人員提供盡可能詳細的故障診斷依據(jù)；

（5）所設計產品可以同時檢測多個故障，并且能夠匹配上不同汽車的檢測插口。

3.汽車線束檢測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

3.1硬件構造

3.1.1生產汽車線束的硬件主要有

可編程控制器（PLC）、氣動的夾具、利用空氣進行壓縮的機器、對應的電磁換向閥等等。對于PLC，本文選擇由三菱公司生產的FX2N.80MR-001型PLC，而對于臺架材料，在產品中其主要的作用是支撐，因此在選擇是要著重考慮的因素有低價格、實用性強、易加工等，在經過多重材料的對比后，最終選擇有機玻璃。而對于氣動夾具的選擇，由于本文所研究的系統(tǒng)是對八根或者九根產品進行檢測，所以在選擇氣動夾具時要根據(jù)檢測對象的特點選擇性價比最高的產品；對于電磁換向閥，由于其最主要的功能是氣缸的動作進行控制，所以選擇產品時要充分考慮質量、體積、壽命等因素，并且在分析后所選擇的產品還需要有兩個工作量，在經過多種產品的對比后，最終選擇4 V110.06型換向電磁閥與AFRl500型氣動的二聯(lián)件。

3.1.2硬件設計和基本工作原理

硬件電路所形成的系統(tǒng)需要進行通斷與絕緣電阻兩種基本檢測。對于通斷檢測，其主要檢測的項目有開路、錯位、短路、接觸不良等幾種情況，對于絕緣的檢測主要是線束與線、線束和連接器之間的絕緣。所以在檢測的時候主要做好以下幾項工作。PLC要進行準確的設置，其在整個系統(tǒng)檢測中具有的功能有提供檢測獲取的信息、開關量表達出的信號以及檢測結果等。對應PLC端口的設置時：輸出端：Y000-Y007與Y010-Y020檢測獲取的結果能夠同時輸出；Y033端口接蜂鳴器；Y040-Y043端口接電磁閥1-4；對于輸入在X000-X007與X010-X020量接口中采取逐點輸入方式；X040-X043端口接限位開關1-4；X404端口連接的是開始按鈕。其中PLC的各個端口應該用導線連起來，以此保證線束可以和輸入輸出端口形成可靠地回路，進而通過出現(xiàn)的信號現(xiàn)象對檢測到的情況進行分析。

3.2系統(tǒng)的軟件構造

對于系統(tǒng)的軟件主要從PC機和PLC進行設計，其中PC機的主要功能是用來收發(fā)數(shù)據(jù)，并對獲取的數(shù)據(jù)和所建數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較以此判斷故障的位置，并通過顯示器將判斷的結果實時顯示。PLC使用GXDeveloper軟件，此款軟件具有強大的功能，可以滿足多種產品的開發(fā)與編程環(huán)境，另外，此軟件還能實現(xiàn)在線調試、更改和監(jiān)控程序。PLC作為線束檢測系統(tǒng)最為重要的核心部分，它不但要能夠實現(xiàn)對所有線束進行可靠檢測，還需要對獲取的數(shù)據(jù)進行實時處理，以此判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，下面簡要介紹檢測的基本步驟：

在對線束進行檢測時，首先應該接通電源，保證系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，此時硬件電路上綠色指示燈閃爍，當綠燈閃亮后，將線束放入所設計系統(tǒng)并插到定位槽中，此時薄型氣缸將線束夾緊，開始進行檢測，并將獲得的結果實施存儲處理。當線束檢測完畢后，氣缸處于松開狀態(tài)，取出線束，此時PC機對檢測獲得結果進行比對判斷，綠色指示燈亮則表明線束無故障，否則表明線束存在故障。

4.結語

隨著汽車工業(yè)和電力電子技術的快速發(fā)展，電子技術在汽車中的使用變的非常普遍。由于用戶對汽車的安全、穩(wěn)定和舒適等多種特性的要求不斷提高，其自身系統(tǒng)具備的功能也在不斷增多，所以就要不斷提高汽車線束檢測的準確性和方便性。為此，本文基于汽車生產中存在的相關問題，在保證與線束一致的前提下，開發(fā)了一款線束檢測系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的功能相比，本文設計的系統(tǒng)具有檢測速度快，精度高等眾多優(yōu)點，因此在現(xiàn)實中值的推廣。