工控機在氣閥柜綜合試驗臺中的應(yīng)用

工業(yè)計算機，也稱為工控機，以其獨特的穩(wěn)定性和豐富的可擴展性，在很多試驗臺中有普遍的應(yīng)用。今天我們就以氣閥柜綜合試驗臺為例，說明工控機在此試驗系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、系統(tǒng)的總體功能

自動檢測系統(tǒng)是利用工業(yè)控制計算機電空制動機的各單件性能、綜合性能及電空屏柜的整體性能進行測試。檢測系統(tǒng)取消了電空制動控制器的控制，改由控制有關(guān)電空閥進而控制相應(yīng)氣路，不僅應(yīng)能對機車電空制動機的單件性能和綜合性能進行測試，而且應(yīng)能自動對被測設(shè)備進行建檔，自動化程度大大提高，減少檢修工人勞動強度，便于實行集中管理。測試系統(tǒng)提供良好的人機界面，操作人員在系統(tǒng)的提示下，只要選擇需要進行的測試項目，并依照系統(tǒng)提示操作系統(tǒng)就能完成測試工作，顯示并記錄測試結(jié)果。經(jīng)實際測試表明，該系統(tǒng)能夠正確地對機車電空制動機的單件性能、綜合性能及電空屏柜的整體性進行測試。準確檢測出部件質(zhì)量隱患，綜合試驗和電空屏柜試驗的性能測試數(shù)據(jù)、操作人姓名、測試部件名稱、配件編號、測試技術(shù)標準等于以打印。

二、 系統(tǒng)的總體構(gòu)成

檢測系統(tǒng)主要由風路、風路控制、電路控制、計算機控制4部分組成：
（1）風路部分：主要由管接件、管路、風缸、減壓閥、塞門和風表組成，完成對風的存儲、提供風的通路、提供標準風壓風源以及各測試點風壓和模擬機車管路容積；
（2）風路控制部分：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，完成對風路的切換達到試驗用風的要求；
（3）電路控制部分：主要由繼電器板、開關(guān)屏、信號指示屏組成，對直通式電磁閥，電空閥，二位三通電磁閥實現(xiàn)邏輯控制達到測試的要求；
（4）計算機控制部分：主要由工業(yè)控制計算機、A／D板、I／O板、光電隔離板及信號變換環(huán)節(jié)組成，實現(xiàn)對試驗臺全自動控制和信號的采集

三、自動檢測系統(tǒng)的自動測試原理

自動檢測系統(tǒng)監(jiān)控臺上采用信號燈或計算機圖形作顯示，用接觸器作為控制執(zhí)行機構(gòu)—電空閥得電或失電的裝置，通過操作微機觸摸屏或鼠標對監(jiān)控系統(tǒng)予以控制，即用傳感器、變送板對所有測試信號進行隔離和整定，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后由微機進行處理和實時顯示。微機根據(jù)風路原理發(fā)出指令經(jīng)開關(guān)量板、繼電器及驅(qū)動板輸出至交流接觸器直接控制指定開關(guān)動作，進而通過各有關(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的測試開關(guān)量與存儲在存儲器中的已知正確結(jié)果比較，從而判斷測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算機的控制輸出通道與被控負載之間在電氣上完全隔離而達到良好的抗電磁干擾技術(shù)指標，也使這些控制指令具備足夠的功率驅(qū)動能力，進而可靠實現(xiàn)驅(qū)動電磁閥、繼電器等部件的目的。

系統(tǒng)除了要處理大量模擬量輸入、輸出信號外，經(jīng)常還要處理大量的開關(guān)量和脈沖量信息，以便及時反映開關(guān)量狀態(tài)（斷路器與隔離開關(guān)的開、合等），并執(zhí)行監(jiān)視、控制、中央信號與電度統(tǒng)計等各種功能，因而本系統(tǒng)使用開關(guān)量板。開關(guān)量板配合微機作用能實現(xiàn)開關(guān)量的輸入和輸出，其工作原理是由計算機的CPU辨識測控軟件發(fā)出的控制信號，經(jīng)地址識別、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作。

四、制動機自動檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計

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。被測試的模擬量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，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，由CPU進行處理。需采集的開關(guān)量包括：
（1）壓力信號分別為機車總風缸壓力、均衡風缸壓力、作用風缸壓力、列車管壓力、制動缸壓力、工作風缸壓力、調(diào)壓閥壓力、壓力開關(guān)氣室壓力、電空閥輸出口壓力、安全閥動作壓力；
（2）時間信號分別為列車管壓力按規(guī)定變化所需時間、制動缸壓力按規(guī)定變化所需時間、大（小）閘手柄在某位停留時間、作用管壓力按規(guī)定變化所需時間、工作風缸壓力按規(guī)定變化所需時間和測量電空閥泄漏量所需時間等；
（3）電壓信號為直流110V；
（4）開關(guān)狀態(tài)信號。
第3層與第2層之間通過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，同時轉(zhuǎn)發(fā)上層的請求和控制命令，并將返回請求或執(zhí)行的結(jié)果。
最上層為工作站層（第1層），它們承擔著監(jiān)視、控制、事故報警、記錄分析、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)維護等多項功能。

五、系統(tǒng)的軟件設(shè)計

本自動檢測系統(tǒng)的軟件是它的集成化開發(fā)平臺，交互式編程方法，豐富的控件和庫函數(shù)大大增強了C語言的功能，為熟悉C語言的開發(fā)人員建立檢測系統(tǒng)，自動測量環(huán)境，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，過程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了一個理想的軟件開發(fā)環(huán)境。

系統(tǒng)主界面主要完成的功能是實現(xiàn)測控系統(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現(xiàn)密碼修改、添加和刪除用戶、修改Excel路徑和對A／D板、光隔離板及開關(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)品說明；在測試界面里實現(xiàn)本檢測系統(tǒng)最主要的測試功能。