獨立模塊試驗臺設計

王若陽

摘 要：在進行機車獨立模塊試驗時，由于獨立模塊種類較多，電氣接口和氣路接口不統一，每種獨立模塊試驗時都需要反復調整連接器點位或者制作新連接器。為節約成本，降低試驗員工作強度，提高產品質量，故設計獨立模塊試驗臺。

關鍵詞：獨立模塊;試驗臺;自動試驗

1 緒論

獨立模塊是機車空氣管路系統中的重要組成部分，有撒砂、鳴笛、輪噴、升弓控制等功能，獨立模塊的例行試驗項點為氣密性測試和功能測試，傳統的試驗方法是針對不同型號的獨立模塊制作相應的連接器和轉換管接頭，接在干燥器模塊試驗臺上進行試驗。這種試驗方法存在一定的弊端，由于獨立模塊是小批量多品種的生產任務，其電氣接口不統一，在生產過程中需要將現有連接器來回調整點位或者制作新的連接器試驗，造成浪費。隨著公司機車和工程車訂單的增加，現階段的試驗方法已經不適用于獨立模塊的大批量生產，需設計新的試驗臺來替代原有的試驗方式。

設計新的獨立模塊試驗臺需滿足以下的試驗要求：獨立模塊試驗臺的電氣接口具有良好的通用性;試驗臺能進行自動操作和手動操作;試驗臺能進行獨立模塊的氣密性試驗;能進行功能試驗。

2 獨立模塊試驗臺整體設計

（1）氣路部分。試驗臺的氣路部分由精密調壓閥、過濾器、油霧分離器、比例調節閥、電磁閥、壓力變送器、壓力表及各種管道接頭組成，試驗臺共有六個外接氣路，試驗臺氣路原理圖1所示，通過控制六個外接氣路上的電磁閥的開通和閉合可以控制每個管路切換為進風口或者出風口。

（2）控制系統組成。①控制系統總體：依據在制獨立模塊的試驗要求設計獨立模塊試驗臺的控制系統。試驗臺控制系統由工控機、PCI多功能采集卡、數字量輸出卡、信號轉換板、電磁閥、傳感器及打印機等組成。工控機通過數字量輸出卡實現對電磁閥控制，壓力傳感器通過PCI多功能采集卡將數據傳輸給工控機，實現對各管路壓力的測試。②信號轉換板的功能與原理：試驗臺控制系統通過信號轉換板的37芯插頭與被試模塊相連，通過信號轉換板的通訊端口，上位機可控制37芯插頭的任意點位變換為：+DC110V、-DC110V、+DC24V、-DC24V、開關量信號（+110V返回）等信號中的一種，并能控制各點位的通斷，將開關量結果傳回上位機，所需要的電源由外電路供給。信號轉換板由MCU、矩陣開關、開關量采集、程控芯片及電源轉換模塊組成，其原理如圖2所示。其中主MCU主要負責指令分析和處理、測試線纜功能的具體選擇、控制副MCU對矩陣開關控制，開關量采集負責采集110V電壓輸入，電源轉換模塊負責為板卡提供需要的電源。

（3）軟件系統設計。試驗臺控制軟件能夠實現以下功能：操作權限分級、自身氣密性計量、試驗程序自定義。①操作權限分級：軟件操作權限分為工程師和操作者。其中工程師可進行試驗程序編輯、試驗臺校準、操作試驗;操作者只能進行試驗操作，無其他權限，確保測試結果真實。②自身氣密性計量：輸入參數計量參數，觀察試驗臺內部采集值與第三方儀器采集值的差別進行校準。③試驗程序自定義：依據被試品的設計和工藝要求，自定義對試驗臺外點位，編輯試驗程序步驟，輸出自動和手動試驗程序。

3 獨立模塊試驗臺功能與特點

（1）試驗臺的通用性。試驗臺對外電氣接口為37芯插座，配備一個37芯滿點位連接器，一個37芯轉20芯連接器和一套37芯轉電磁閥插頭、電塞門插頭、壓力開關插頭的連接器。根據被試模塊接口選用合適的連接器，依據模塊的布線圖，通過程序自定義連接器各點位的信號，滿足目前在制所有獨立模塊的試驗需求，且對未來的新產品有較好的適用性。

（2）自動試驗和手動試驗。①自動試驗：操作者根據試驗臺操作要求，選擇被試產品的型號對應的試驗程序，輸入員工編號和密碼后即可按照試驗程序提示進行自動試驗，試驗結束合格后輸出試驗記錄。②手動試驗：手動試驗用于故障排除或者被試產品為全新產品或不能進行自動試驗時，此時操作者根據紙質的試驗記錄點擊手動試驗界面的按鈕進行手動試驗。

（3）功能測試。運行試驗程序，逐條測試被試模塊氣路的通斷，向模塊的進氣口輸入壓縮空氣，檢測模塊的出風口的風壓，測試被試模塊上電磁閥、塞門、電塞門等是否能接通或關斷氣路，同時能檢測模塊內部是否竄風。

（4）試驗結果輸出與打印。自動試驗程序執行完后，試驗臺輸出試驗記錄表并存儲試驗數據，并提供試驗數據的查詢及打印功能。

4 結語

為解決在機車獨立模塊出廠試驗中存在的諸多問題，完成了獨立模塊試驗臺的設計，通過對目前在制的獨立模塊進行試驗驗證，該試驗臺能夠滿足試驗要求，且電氣接口和氣路接口通用性強，能實現手動試驗和自動試驗的快速切換，操作簡便，有效地提高了獨立模塊試驗的效率和產品的質量。

參考文獻：

[1]廖洪濤.和諧HX_D1型大功率交流電力機車概述[J].電力機車與城軌車輛，（1）：10-13+35.

[2]池海，王強，閆志強，吳仁恩.機車制動系統試驗平臺的研制[J].鐵道機車車輛，2016，36（04）：6-11+88.