基于虛擬儀器trim模塊和rim模塊測試裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，其特征在于，包括：電源傳感器、電壓傳感器、數據采集卡，電流源、電壓源以及控制處理部所形成虛擬儀器測試系統，與由TRIM模塊插頭和RIM模塊插頭、繼電器開關板、時間測試電路、信號編碼電路、信號處理電路所形成的測試結構相結合，能夠自動和手動的診斷TRIM模塊、RIM模塊中繼電器的彈跳時間、電阻阻值以及邏輯線路故障，然后有控制處理部對所得的測試結果進行整理，顯示，保存等后續工作，進而對TRIM模塊和RIM模塊的故障做出評價和診斷分析，數據采集速度快，消除的人工測量的效率差并且不可靠的誤差，測試精度高，重復性好，大大提高了測試效率，并提高可靠性。
【專利說明】基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測試裝置，特別涉及一種基于虛擬儀器的繼電器模塊測試裝置。【背景技術】
[0002]TRIM模塊、RIM模塊是一種應用于韶山4型電力機車上的通信模塊，TRIM模塊、RIM模塊的內部設有繼電器，因此，繼電器的性能會直接影響到通信模塊的正常運行。
[0003]在電力機車運行時，會采用最先進的分布式動力系統(L0C0TR0L)，以不超過I秒的時間讓電力機車前后分布式動力，或前中后分布式動力系統啟動，以避免前拉后拽事故的產生。因此，基于TRM模塊、RM模塊在機車通信中的重要性，那么，針對TRM模塊、RM模塊的測量是非常重要的，如何準確檢測繼電器的電參數和判斷繼電器的性能從而來確保TRIM模塊、RIM模塊的正常工作，使機車之間的通訊正確快速將成為研究的重點。
[0004]目前，國內大多數機務段的維修人員對于RIM模塊和TRIM模塊的故障還僅僅依靠簡單儀器測試來與人工故障診斷相結合，對產生故障的原因無法進行深刻分析，容易產生誤判和漏判，所以傳統的測試方法很難滿足提高測試效率和維修的時間的要求。因此，為了研究TRM模塊和RM模塊故障機理的分析和診斷方法，設計一種針對RM模塊和TRM模塊故障測試的低成本，高效率，高可靠性的測試裝置十分必要，也具有現實意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種低成本，高效率，高可靠性的基于虛擬儀器TRIM模塊和RM模塊測試裝置。
[0006]本發明提供的一種基于虛擬儀器對應用于電力機車中的TRIM模塊和RIM模塊進行測試的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置，具有這樣的特征，包括:TRM模塊插頭單元，與TRM模塊匹配插入；RM模塊插頭單元，與RM模塊匹配插入；第一繼電器開關板和第二繼電器開關板，分別匹配連接TR頂模塊中第一繼電器的第一線圈和RM模塊中第二繼電器的第二線圈；電流源和至少一個電壓源，各個電壓源之間伏數互異；電壓傳感器和電流傳感器，分別用于采集電流源的電流信息和電壓源的電壓信息；電源控制部，連接TRM模塊、RM模塊和電流源、各個電壓源之間，分別對TRM模塊和RM模塊進行供電切換；電源驅動電路，連接在第一繼電器開關板、第二繼電器開關板和電源控制部之間；時間測試電路，與TRM模塊、RM模塊相連接；信號處理電路，與TRM模塊、RM模塊都相連接；信號編碼電路，與RM模塊相連接；數據采集卡，分別連接電壓傳感器、電流傳感器、電源控制部、第一繼電器開關板、第二繼電器開關板、時間測試電路、信號編碼電路以及信號處理電路；控制處理部，與數據采集卡相連接；以及輸入顯示部，與控制處理部相連接，其中，當電流源、電壓源打開時，控制處理部分別控制第一繼電器開關電路、第二繼電器開關電路使得第一線圈、第二線圈通電，由TRM模塊和RM模塊采集來的電壓電流信號通過信號處理電路，采集來的時間信號通過時間測試電路，以及采集來的邏輯信號通過信號編碼電路，都被輸送至數據采集卡，數據采集卡的開關量分別與信號處理電路、信號編碼電路相連接，數據采集卡的計時器與時間測試電路相連接。
[0007]在本發明的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置中，還可以具有這樣的特征:還包括，輸出部，與控制處理部相連接，將所得測試結果進行打印輸出。
[0008]在本發明的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，控制處理部控制計時器打開，在進行時間測試時，計數器為高電平進行計數，當第一線圈和第二線圈上電時，計數器的輸入電平變高則開始計數，當第一繼電器和第二繼電器的觸點閉合后，計數器的輸入電平變低停止計數，測得觸點的閉合時間，當第一線圈和第二線圈斷電時，計數器的輸入電平變高，當觸點彈開后，計數器的輸入電平變低停止計數，測得觸點的彈開時間。
[0009]在本發明的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，由閉合時間和彈開時間所得的計數時間，被輸送入控制處理部經過濾波、去噪以及分析，由輸入顯示部顯示所得的測試結果。
[0010]在本發明的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置中，還可以具有這樣的特征:其中，在進行電阻測試時，控制處理部通過數據采集卡發出切換指令，電源控制板則根據切換指令對不同伏數的電壓源進行切換，與切換指令相對應的不同的電壓電流信號、時間信號以及邏輯信號被采集入數據采集卡，由控制處理部來進行處理。
[0011]發明的作用和效果:
[0012]根據本發明所涉及的基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，因為由電源傳感器、電壓傳感器、數據采集卡，電流源、電壓源以及控制處理部所形成虛擬儀器測試系統，與由TRIM模塊插頭和RIM模塊插頭、第一繼電器開關板和第二繼電器開關板、時間測試電路、信號編碼電路、信號處理電路所形成的測試結構相結合，能夠自動和手動的診斷TRIM模塊、RIM模塊中第一繼電器和第二繼電器彈跳時間、電阻阻值以及邏輯線路故障，然后有控制處理部對所得的測試結果進行整理，顯示，保存等后續工作，進而對TRM模塊和RM模塊的故障做出評價和診斷分析，因此，本發明能夠提供一種低成本，高效率，高可靠性的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置的結構示意框圖；
[0014]圖2是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置的前視圖；
[0015]圖3是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置的后視圖；
[0016]圖4是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置的工作流程圖；以及
[0017]圖5是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置測試時操作界面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0019]圖1是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置的結構示意框圖。
[0020]如圖1所示，在實施例中，基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10包括:用于連接TRM模塊的TRM模塊插頭單元11、用于連接RM模塊的RM模塊插頭單元12、第一繼電器開關板13和第二繼電器開關板14、一個電流源15和五個電壓源16、圖中未顯示的電壓傳感器和電流傳感器、電源控制部17、電源驅動電路18、時間測試電路19、信號編碼電路20、信號處理電路21、數據采集卡22、控制處理部23、輸入顯示部24以及輸出部25。其中，五個電壓源16分別為的5伏電壓源、12伏電壓源、24伏電壓源、66伏電壓源以及74伏電壓源，各個電壓源16之間伏數互異。本實施例中，采用打印機作為輸出部25，與控制處理部23相連接，將所得測試結果進行打印輸出。輸入顯示部24包括顯示器24a，鍵盤24b以及鼠標24c，采用工業計算機作為控制處理部23。
[0021]未顯示的TRM模塊被匹配插入TRM模塊插頭單元11中，未顯示的RM模塊被匹配插入了 RIM模塊插頭單兀12中。由于，TRIM模塊內部設有未顯不的第一繼電器、RIM模塊的內部設有未顯示的第二繼電器，該第一繼電器、第二繼電器的性能會直接影響到TRIM模塊、RIM模塊的正常運行。第一繼電器開關板13匹配連接TRIM模塊中第一繼電器的第一線圈，第二繼電器開關板14匹配連接RM模塊中第二繼電器的第二線圈。
[0022]電源控制部17的一端分別連接了 TRM模塊插頭單元11和RM模塊插頭單元12，電源控制部17的另一端連接電流源15和各個電壓源16，電源控制部17可以對TR頂模塊和RIM模塊的供電進行電壓源16控制切換。電源驅動電路18的一端分別與第一繼電器開關板13、第二繼電器開關板14連接，電源驅動電路18的另一端與電源控制部17相連接，第一繼電器開關板13、第二繼電器開關板14通過了電源驅動電路18與電源控制部17連接。那么，為了采集來電壓信息、電流信息，圖中未顯示的電流傳感器與電流源15相連接，圖中未顯示的電壓傳感器則用于采集電壓源16的電壓信息。
[0023]時間測試電路19的輸入端通過TRM模塊插頭單元11與未顯示的TRM模塊相連接，相對應的，時間測試電路19與RIM模塊之間為未顯示的相連接，用于在進行時間測試時分別采集由TRIM模塊、RIM模塊產生的時間信號。信號編碼電路20的輸入端與RIM模塊插頭單元12相連接，信號處理電路21的輸入端通過與TRM模塊插頭單元11、RIM模塊插頭單元12分別與TRIM模塊、RIM模塊都相連接。數據采集卡22分別連接電壓傳感器、電流傳感器、電源控制部17、第一繼電器開關板13、第二繼電器開關板14、時間測試電路19的輸出端、信號編碼電路20的輸出端以及信號處理電路21的輸出端。控制處理部23與數據采集卡22相連接，輸入顯示部24、輸出部25與控制處理部23相連接。
[0024]計算機作為處理控制部，設有未顯示的用與存儲程序、數據的存儲單元，以及進行一系列數據的處理，分析，顯示，紀錄的處理單元。數據采集卡22是計算機與外部數據進行交換的橋梁，控制處理部23控制電源控制部17，對各個電壓源16進行控制切換，電源控制部17由控制處理部23通過數據采集卡22進行控制，TRIM模塊中的第一線圈和RM模塊中的第二線圈，由第一繼電器開關板13、第二繼電器開關板14進行控制，第一繼電器、第二繼電器的閉合和斷開時的信號傳輸至時間測試電路19和信號處理電路21，其中，邏輯測試的數據傳輸至信號編碼電路20。最后再由信號編碼電路20，時間測試電路19，信號處理電路21把數據傳輸至數據采集卡22，交由控制處理部23進行數據處理，最后的故障診斷結果由打印機進行打印，并由輸入顯示部24進行顯示。[0025]當電流源15、電壓源16打開時，控制處理部23分別控制第一繼電器開關板13、第二繼電器開關板14使得第一線圈、第二線圈通電，由TRIM模塊和RIM模塊采集來的電壓電流信號通過信號處理電路21，采集來的時間信號通過時間測試電路19，以及采集來的邏輯信號通過信號編碼電路20，都被輸送至數據采集卡22，數據采集卡22的未顯示的開關量分別與信號處理電路21、信號編碼電路20相連接，數據采集卡22的未顯示的計時器與時間測試電路19相連接。
[0026]測試平臺運行時，由控制處理部23的軟件LABVIE程序發出指令控制數據采集卡22的計時器打開。
[0027]在進行時間測試時，計數器為高電平進行計數，當第一線圈和第二線圈上電時，計數器的輸入電平變高則開始計數，當第一繼電器和第二繼電器的觸點閉合后，計數器的輸A電平變低，計數器停止計數，測得觸點的閉合時間。
[0028]當第一線圈和第二線圈斷電時，計數器的輸入電平變高，當觸點彈開后，計數器的輸入電平變低，計數器停止計數，測得觸點的彈開時間。
[0029]由計數器所得的閉合時間和彈開時間，可以得出計數時間，該計數時間被輸送入控制處理部23，由軟件經過濾波、去噪以及分析，由輸入顯示部24顯示所得的測試結果。
[0030]當進行電阻測試時，控制處理部23通過數據采集卡22發出切換指令，電源控制板17則根據切換指令對12伏的電壓源16，電流源15進行切換，與切換指令相對應的不同的電壓電流信號、時間信號以及邏輯信號被采集入數據采集卡22，由控制處理部23來進行處理。
[0031]圖2和圖3分別是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置10的前視圖和后視圖。
[0032]如圖2、圖3所示，在本實施例中，基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10的硬件設備系統主要包括:機柜26，副機柜27，機柜門28，顯示屏29，打印機25，電壓表30，鼠標24c，鍵盤24b，電源鑰匙開關31，電源指示燈32，TRM電壓顯示器33，RM電壓顯示器34，電流顯示器35，控制電源36，電流調節旋鈕37，工業計算機38，計算機開關鍵39，計算機復位鍵40，電源控制板17，開關電源板41，由時間測試電路19集成的時間測試板、由信號處理電路21集成的信號處理板，電源驅動板18與由信號編碼電路20集成的信號編碼板，信號轉接板42，繼電器開關板13、14，與圖1中所示的TRIM模塊輸入輸出連接相對應的TRIM模塊插頭單元11中的三個航空插頭Ila與連線，與圖1中所示的RM模塊輸入輸出連接相對應的RM模塊插頭單元12中的四個航空插頭12a與連線，RM模塊43以及數據采集卡22。
[0033]圖4是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置的工作流程圖。
[0034]如圖4所示，基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10除了上述的硬件設備系統，還包括測試軟件分系統，該測試軟件分系統的工作流程為:
[0035]S1:首先完成數據采集卡22的采樣頻率，采樣點數，采樣通道，中斷等參數的初始化設置，控制電源的切換等；
[0036]S2:開始對TRM模塊和RM模塊的測試；
[0037]S3:進行手動測試還是自動測試的選擇；[0038]S4:對由TRM模塊和RM模塊的繼電器彈跳時間，電阻阻值，邏輯線路故障等數據進行米集；
[0039]S5:采樣后的數據送至計算機進行分析和處理，主要是對采集進來的信號進行濾波，頻率的計算；
[0040]S6:數據的顯示和紀錄的圖表用于對所處理的信號以直觀的示波器窗口，表格等形式輸出，電流調節用于測試過程中，提高測試的精度；
[0041]S7:將測試結果送至word文檔進行存儲，可方便調用；
[0042]S8:程序中點擊退出程序，進入關機畫面，程序自動關閉。
[0043]在本實例中，所涉及的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10的測試軟件分系統中，采用模塊化，層次化的思想進行編制。模塊化涉及要求在進行具體編程的過程中，按照層次結構，對每個獨立的任務編制相應獨立的程序模塊，根據主程序任務的需要，對每個模塊進行調用；層次化涉及，即要求自上而下的把軟件從整體到布局進行層層細分，分析各個任務的細節及相互之間的關系。
[0044]圖5是本發明的實施例中基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置測試時操作界面示意圖。
[0045]如圖5所示，在本實施例中，采用基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10進行測試時的軟件操作界面圖，包括:測試軟件主界面44，繼電器閉合波形表45，繼電器斷開波形表46，數據記錄框47，設備編號按鈕48，保存按鈕49，退出返回按鈕50，操作人姓名輸入框51，手動測試框52，自動測試框53以及邏輯測試框54。
[0046]在本實施例中，首先，利用軟件圖形界面功能，快速的編制好用戶界面。用戶可以簡單的通過主界面上的控制操作測試系統用來完成測試任務。通過主界面上的顯示控制，進行測試的波形顯示，數據顯示燈，編寫測試中各種測試功能模塊，這是軟件系統最核心的部分。其中包括:初始參數的設置，測試項目選擇，電源的切換，電壓源16與電流源15的切換，數據采集，分析等模塊，對測試的數據進行保持，顯示和紀錄，并可以回調數據，再現測試數據和圖形。
[0047]其次，在確定了軟件系統的功能和任務劃分后，可以設計出主要程序結構和程序流程圖，明確了各個功能模塊的劃分，在定義的公用數據接口上，進行各模塊的編程，這樣可以使程序有條理，容易修改和維護。
[0048]綜上所述，在本實施例中，采用基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置10通過航空插頭lla、12a與TRIM和RIM模塊連接，運行虛擬儀器軟件。當進行電阻測試時，計算機發出控制指令，數據卡開光量輸出。通過一系列信號的放大，濾波處理，模塊中的繼電器動作。此時，大電流通過繼電器觸點，此刻通過數據采集卡對流過觸點的電流傳感器和兩端的電壓傳感器進行采樣，并對采樣數據通過虛擬儀器Iabview軟件進行處理，濾波，去噪。最后計算出電阻，并進行顯示，即通過伏安法對觸點電阻進行測試。當進行時間測試時，電腦通過軟件發出指令，電壓源切換到12伏，當模塊繼電器線圈上電時，時間測試電路輸出電平變高，開始計時。當繼電器觸頭接觸后，時間測試電路輸出電平變低，通過計數此段高電平時間，可以計算出繼電器開關彈跳時間。當進行邏輯電路的測試時，操作Iabview軟件，通過多路繼電器互鎖的電源開關板，對邏輯線路提供12伏的電壓源，邏輯線路通過航空插頭，輸出到編碼電路板，對每一根線路進行編號，之后數據通過數據采集卡輸送到電腦，然后對數據進行解碼，分析，顯示并判斷線路是否正常。自動的完成TRIM和RIM模塊的故障診斷；數據采集速度快，消除的人工測量的效率差并且不可靠的誤差；測試精度高，重復性好，大大提高了測試效率，并提高可靠性。
[0049]實施例的作用與效果
[0050]根據本實施例所涉及的基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，因為由電源傳感器、電壓傳感器、數據采集卡，電流源、電壓源以及控制處理部所形成虛擬儀器測試系統，與由TRIM模塊插頭和RIM模塊插頭、第一繼電器開關板和第二繼電器開關板、時間測試電路、信號編碼電路、信號處理電路所形成的測試結構相結合，能夠自動和手動的診斷TRIM模塊、RIM模塊中第一繼電器和第二繼電器彈跳時間、電阻阻值以及邏輯線路故障，然后有控制處理部對所得的測試結果進行整理，顯示，保存等后續工作，進而對TRM模塊和RM模塊的故障做出評價和診斷分析，因此，本實施例能夠提供一種低成本，高效率，高可靠性的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置。
[0051]本實施例中基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，能自動和手動的完成模塊的故障診斷，并作出評價；虛擬儀器編制的程序可根據測試對象的類型的更換進行方便的更改，提高了靈活性；數據采集速度快，并且消除了人工讀數引起的誤差；測試精度高，重復性好，可節省大量的時間和人力，大大提高了測試效率，并且提高了可靠性。
[0052]上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于虛擬儀器對應用于電力機車中的TRIM模塊和RIM模塊進行測試的基于虛擬儀器TRM模塊和RM模塊測試裝置，其特征在于，包括: TRIM模塊插頭單元，與所述TRM模塊匹配插入； RIM模塊插頭單元，與所述RM模塊匹配插入； 第一繼電器開關板和第二繼電器開關板，分別匹配連接所述TRIM模塊中第一繼電器的第一線圈和所述RIM模塊中第二繼電器的第二線圈； 電流源和至少一個電壓源，各個所述電壓源之間伏數互異； 電壓傳感器和電流傳感器，分別用于采集所述電流源的電流信息和所述電壓源的電壓信息； 電源控制部，連接所述TRIM模塊、所述RIM模塊和所述電流源、各個所述電壓源之間，分別對所述TRIM模塊和所述RIM模塊進行供電切換； 電源驅動電路，連接在所述第一繼電器開關板、所述第二繼電器開關板和所述電源控制部之間； 時間測試電路，與所述TRIM模塊、所述RIM模塊相連接； 信號處理電路，與所述TRIM模塊、所述RIM模塊相連接； 信號編碼電路，與所述RM模塊相連接； 數據采集卡，分別連接所述電壓傳感器、所述電流傳感器、所述電源控制部、所述第一繼電器開關板、所述第二繼電器開關板、所述時間測試電路、所述信號編碼電路以及所述信號處理電路； 控制處理部，與所述數據采集卡相連接；以及 輸入顯示部，與所述控制處理部相連接， 其中，當所述電流源、所述電壓源打開時，所述控制處理部分別控制所述第一繼電器開關電路、所述第二繼電器開關電路使得所述第一線圈、所述第二線圈通電，由所述TRIM模塊和所述RM模塊采集來的電壓電流信號通過所述信號處理電路，采集來的時間信號通過所述時間測試電路，以及采集來的邏輯信號通過所述信號編碼電路，都被輸送至所述數據采集卡，所述數據采集卡的開關量分別與所述信號處理電路、所述信號編碼電路相連接，所述數據采集卡的計時器與所述時間測試電路相連接。
2.根據權利要求1所述基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，其特征在于，還包括: 輸出部，與所述控制處理部相連接，將所得測試結果進行打印輸出。
3.根據權利要求1所述基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，其特征在于: 其中，所述控制處理部控制所述計時器打開， 在進行時間測試時，所述計數器為高電平進行計數，當所述第一線圈和所述第二線圈上電時，所述計數器的輸入電平變高則開始計數， 當所述第一繼電器和所述第二繼電器的觸點閉合后，所述計數器的輸入電平變低停止計數，測得所述觸點的閉合時間， 當所述第一線圈和所述第二線圈斷電時，所述計數器的輸入電平變高，當所述觸點彈開后，所述計數器的輸入電平變低停止計數，測得所述觸點的彈開時間。
4.根據權利要求3所述基于虛 擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，其特征在于: 其中，由所述閉合時間和所述彈開時間所得的計數時間，被輸送入所述控制處理部經過濾波、去噪以及分析，由所述輸入顯示部顯示所得的測試結果。
5.根據權利要求1所述基于虛擬儀器TRIM模塊和RIM模塊測試裝置，其特征在于: 其中，在進行電阻測試時，所述控制處理部通過所述數據采集卡發出切換指令， 電源控制板則根據所述切換指令對不同伏數的電壓源進行切換， 與所述切換指令相對應的不同的所述電壓電流信號、所述時間信號以及所述邏輯信號被采集入所述數據采集卡，由所述`控制處理部來進行處理。
【文檔編號】G01R31/00GK103487688SQ201310429791
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】楊文煥, 楊追科, 朱曉光, 朱政, 季漢川, 劉飛, 陳海需 申請人:上海理工大學