專利名稱：光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置。
背景技術(shù)：
電源組件是光電探測設(shè)備的組成部分之一，目前尚無專門的檢測設(shè)備對其各路電壓的穩(wěn)定性和負(fù)載能力進(jìn)行檢測和評估，僅僅依靠操作人員借助于電壓表對其電壓進(jìn)行簡單的測量，無法準(zhǔn)確檢測其在各種負(fù)載情況下的電壓穩(wěn)定情況、電壓紋波大小以及三相115V供電電壓的相序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，以實現(xiàn)對光電探測·設(shè)備的電源在各種負(fù)載情況下的電壓穩(wěn)定情況、電壓紋波大小及三相115V供電電壓的相序進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置包括
工控機(jī)，該工控機(jī)上設(shè)有RS422通訊卡、用于13路電源電壓的電壓、電流和紋波測試的數(shù)據(jù)采集卡和用于13路電源電壓的手動、自動巡檢狀態(tài)切換和自動巡檢狀態(tài)時的上、下電控制的數(shù)字I/O卡；
電子負(fù)載，與13路電壓切換電路相連完成各路電壓的加載，通過RS422通訊卡與工控機(jī)通訊連接，完成各路電壓、電流信號的傳遞；
上電控制電路，用于實現(xiàn)系統(tǒng)自動巡檢期間的上電和斷電；
二相115V缺相和相序檢測電路，用于二相115V交流電源的缺相、相序、電壓和電流的檢測和顯示；
檢測信號處理及前面板顯示電路，用于各輸入的檢測信號的處理及顯示；
所述工控機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字I/o卡分別與13路電壓切換電路、上電控制電路相連，所述檢測信號處理及前面板顯示電路分別與工控機(jī)、檢測信號輸入接口、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路相連，所述上電控制電路分別通過直流電源、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路連入三相交流115V和直流輸出接口。進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集卡為研華PCI-1716。進(jìn)一步的，所述數(shù)字I/O卡為研華PCI-1734。進(jìn)一步的，所述裝置布設(shè)于一機(jī)箱外殼內(nèi)，該機(jī)箱外殼正面設(shè)有與工控機(jī)相連的顯示屏及其控制開關(guān)，機(jī)箱外殼下部設(shè)有與工控機(jī)相連的抽拉式鍵盤帶觸滑鼠標(biāo)板。本發(fā)明的光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，使用時通過四根電纜與電源組件連接，為電源組件提供三相交流115V電源和+28V直流電源，模擬電子組件向電源組件發(fā)出電源上/下電，整流罩旋轉(zhuǎn)到位等信號；自檢正常后檢測電源組件的13路電壓在空載與負(fù)載情況下的工作情況，可觀察各路電源的紋波，給出正?；蚬收系臋z測報告；工控機(jī)通過RS422通訊電纜與檢測信號處理及前面板顯示電路相連，在顯示界面上操作實現(xiàn)負(fù)載電流的設(shè)置和加載，并檢測電壓的幅值給出正常或異常的顯示代碼；若工作在自動巡檢狀態(tài)，可自動完成自檢和電源組件13路輸出電壓的檢測和判別，無需人工干預(yù)，從而降低勞動強(qiáng)度和提高檢測效率，且裝置穩(wěn)定性好、可靠性高。采用高精度高速度的數(shù)據(jù)采集卡和高速通訊卡，從而從硬件上保證了檢測設(shè)備的測量精度，完全避免了人工測量的誤差。將裝置設(shè)于一機(jī)箱外殼內(nèi)，使得結(jié)構(gòu)緊湊、 小巧便攜。


圖I是本發(fā)明實施例的裝置組成框 圖2是本發(fā)明裝置實施例的信號處理框 圖3是本發(fā)明裝置實施例的前面板顯示 圖4是本發(fā)明裝置實施例的操作界面 圖5是本發(fā)明裝置實施例的流程圖。
具體實施例方式本著調(diào)試簡單、設(shè)備緊湊的目的，光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的組成框圖如圖I所示光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的外殼機(jī)箱采用威圖12U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)從上到下依次布置工控機(jī)、檢測信號處理及前面板顯示電路和電子負(fù)載，工控機(jī)采用12. 1〃TFT IXD顯示屏，前面板帶有IXD背光和控制開關(guān)，配置14槽工業(yè)底板，性能穩(wěn)定、擴(kuò)充性強(qiáng)。外殼機(jī)箱下部設(shè)置抽拉式鍵盤帶觸滑鼠標(biāo)板，機(jī)箱內(nèi)置雙高速風(fēng)扇，散熱性好，適合于電磁干擾較大和低功耗的工業(yè)現(xiàn)場人機(jī)界面，過程控制等場合。中間安裝4U檢測信號處理及前面板顯示電路，主要完成13路組件電源信號的選擇、調(diào)理和測量功能以及三相115V相序檢測、顯示及逆相序的聲光報警功能。12U威圖機(jī)箱的最下部布置2U高的電子負(fù)載，該電子負(fù)載通過RS-422通訊線完成與工控機(jī)的通訊，在工控機(jī)的控制下依據(jù)檢測條件和操作人員的操作指令，完成各路電源負(fù)載的電流加載以及電流和電壓的測量。光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的主要功能如下
a)具備自動巡檢功能，巡檢周期為4小時，其中上電工作2小時，斷電2小時。b)為電源組件提供三相115V (接實驗室115V電源，經(jīng)調(diào)試臺中轉(zhuǎn))、直流+28V電源及上/下電控制；
c)具備三相115V電源電壓、電流以及相序和缺相檢測及顯示功能，直流+28V電壓、電流顯示功能；
d)對電源組件每組輸出電壓、電流、紋波及產(chǎn)品小時計數(shù)器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測；同時還能對電源組件的故障自檢測進(jìn)行測試，并通過RS-422總線將故障代碼顯示；
e)通過RS-422總線模擬電子組件向電源組件發(fā)送“整流罩旋轉(zhuǎn)到位”指令。工作方式分手動和全自動方式手動方式下，操作人員手動切換完成對電源組件每路輸出電壓、電流、紋波以及產(chǎn)品小時計數(shù)器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測；全自動狀態(tài)下具有自動巡檢功能，由工控機(jī)完成自動切換、完成對電源組件13路電源輸出的自動巡檢，并將檢測結(jié)果以代碼方式顯示在監(jiān)視屏幕上，巡檢周期為4小時。光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的原理組成框圖如圖I所示，電源組件調(diào)試臺通過XS10、XSlU XS12、XS13四根電纜與電源組件連接，為電源組件提供三相交流115V電源和+28V直流電源，模擬電子組件向電源組件發(fā)出電源上/下電、整流罩旋轉(zhuǎn)到位等信號；自檢正常后檢測電源組件的13路電壓在空載與負(fù)載情況下的工作情況，并通過示波器觀察各路電源的紋波，給出正常或者故障的檢測報告；工控機(jī)通過RS422通訊電纜與信號處理機(jī)箱相連，在軟件操作界面上完成負(fù)載電流的設(shè)置和加載，并檢測電壓的幅值給出正常或異常的顯示代碼；也可以工作在自動巡檢狀態(tài)，自動完成自檢和電源組件13路輸出電壓的檢測和判別，無需人工干預(yù)，從而降低勞動強(qiáng)度和提高檢測效率。數(shù)據(jù)采集卡在電源組件測試臺中主要完成13路電源電壓的電壓、電流和紋波測試功能。光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的信號處理如圖2所示，數(shù)據(jù)采集卡主要完成13路電源電壓的電壓、電流和紋波測量，在電源組件測試臺工作于自動巡檢狀態(tài)時根據(jù)每路電源的技術(shù)要求給出正?；蛘吖收吓袆e?？紤]到每路電源的紋波，要實現(xiàn)對直流電源紋波的準(zhǔn)確計量，根據(jù)采樣理論的香農(nóng)定律，數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率必須至少為直流電源諧波頻率的2倍，電源組件各路電壓均為三相交流115V經(jīng)整流和濾波得到，如果考慮其9次諧波，則其頻率為2700Hz，本設(shè)備數(shù)據(jù)采集卡采用研華PCI-1716，其主要技術(shù)參數(shù)如下
a)具有一個采樣頻率為250KS/S16位A/D轉(zhuǎn)換器，IK用于A/D采樣的FIFO緩沖器；
b)16路單端模擬量輸入或者8路差分模擬量輸入；
c)2個16位D/A通道輸出；
d)16路數(shù)字量輸入/輸出通道；
e)I個IOMHz 16位計數(shù)器通道。經(jīng)計算，該數(shù)據(jù)采集卡的采樣頻率大約為電源諧波頻率的50倍，可以對諧波進(jìn)行高精度采樣，從而保證紋波分析的準(zhǔn)確性。數(shù)字I/O輸出卡在電源組件測試臺主要完成以下功能
a)13路電源電壓的手動切換和計算機(jī)控制的順序切換； b)電源組件測試臺工作于自動巡檢狀態(tài)時的上/下電控制。采用研華PCI-1734數(shù)字I/O輸出卡，其主要技術(shù)參數(shù)如下
a)32路隔離數(shù)字量輸出通道；
b)高輸出驅(qū)動能力(200mA);
c)輸出通道高電壓隔離(2500VDC);
d)輸出電壓范圍寬(5 40VDC);
PCI-1734的特點可以很好地滿足電源組件測試臺的電壓切換要求。信號處理電路主要完成電源組件測試臺13輸入電壓的加載檢測、三相115V輸入電壓的相序和缺相檢測、為電源組件提供直流28V輸入、以及電源組件檢測信號的調(diào)理顯示等功能，是整個電源組件檢測臺的核心。整個光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置所有元件均放置于威圖機(jī)箱中，其主要組成包括工控機(jī)、電子負(fù)載、三相115V的相序檢測及缺相檢測電路、朝陽線形直流電源、13路電壓切換電路和兩路電源上電控制電路、檢測信號處理及顯示電路組成。各部分的組成及功能如下
工控機(jī)該工控機(jī)上設(shè)有RS422通訊卡、用于13路電源電壓的電壓、電流和紋波測試的數(shù)據(jù)采集卡和用于13路電源電壓的手動、自動巡檢狀態(tài)切換和自動巡檢狀態(tài)時的上、下電控制的數(shù)字I/o卡；通過RS422通訊卡完成與電源組件的通訊，讀取電源組件的自檢信息，完成電源組件的自檢；通過數(shù)據(jù)采集卡控制13電壓切換電路完成電源組件13路輸出電壓與電子負(fù)載的連結(jié)，完成各路電壓的測試；同時還可控制上電控制電路完成4小時的自動巡檢。 電子負(fù)載 與13路電壓切換電路配合完成各路電壓的加載，并通過RS422通訊卡與工控機(jī)通訊，完成各路電壓、電流信號的傳遞，以便計算機(jī)判斷該路電壓是否正常。上電控制電路主要功能為電源組件調(diào)試臺自動巡檢期間完成2小時上電和2小時斷電。三相115V缺相和相序檢測電路，檢測信號處理及前面板顯示電路，用于各輸入的檢測信號的處理及顯示；
二相115V缺相和相序檢測電路，用于二相115V交流電源的缺相、相序、電壓和電流的檢測和顯示；該電路主要功能如下
a)完成三相115V交流電源中A相、B相和C相缺相檢測和指示功能；
b)完成三相115V交流電源中A相、B相和C相的相序檢測和指示功能；
c)完成三相115V交流電源中A相、B相和C相的電壓和電流檢測和顯示功能；
d)通過數(shù)字I/O輸入卡PCI-1733上傳缺相和相序信息，確保三相115V輸入電源相序正常。上述工控機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字I/O卡分別與13路電壓切換電路、上電控制電路相連，檢測信號處理及前面板顯示電路分別與工控機(jī)、檢測信號輸入接口、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路相連，上電控制電路分別通過直流電源、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路連入三相交流115V和直流輸出接口。圖3是光電探測設(shè)備的前面板顯示圖，圖4為光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的操作界面，左側(cè)有14個按鈕，最下面的按鈕對應(yīng)功能為手動測試和自動測試選擇，當(dāng)選擇手動測試方式時，當(dāng)三相115V電源相序正常，6路自檢信號正常的情況下，依次按選左側(cè)的各路電壓，工控機(jī)依次控制相應(yīng)的繼電器電路接通將該路電壓接通到電子負(fù)載上，控制電子負(fù)載的加載，通過RS422通訊計算機(jī)讀取電子負(fù)載中該路電壓的電壓電流值并根據(jù)表I的技術(shù)要求對該路電壓做出正常/故障判別。光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置的操作流程如圖5所示；在進(jìn)行13路電源組件輸出電壓檢測前，必須確保三相輸入115V不缺相和相序正常，同時工控機(jī)通過RS422讀取電源組件的自檢信息，6路自檢信號正常才能進(jìn)行13路電壓的切換和量測。
權(quán)利要求
1.一種光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，其特征在于，該裝置包括 工控機(jī)，該工控機(jī)上設(shè)有RS422通訊卡、用于13路電源電壓的電壓、電流和紋波測試的數(shù)據(jù)采集卡和用于13路電源電壓的手動、自動巡檢狀態(tài)切換和自動巡檢狀態(tài)時的上、下電控制的數(shù)字I/O卡； 電子負(fù)載，與13路電壓切換電路相連完成各路電壓的加載，通過RS422通訊卡與工控機(jī)通訊連接，完成各路電壓、電流信號的傳遞； 上電控制電路，用于實現(xiàn)系統(tǒng)自動巡檢期間的上電和斷電； 二相115V缺相和相序檢測電路，用于二相115V交流電源的缺相、相序、電壓和電流的檢測和顯示； 檢測信號處理及前面板顯示電路，用于各輸入的檢測信號的處理及顯示； 所述工控機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字I/o卡分別與13路電壓切換電路、上電控制電路相連，所述檢測信號處理及前面板顯示電路分別與工控機(jī)、檢測信號輸入接口、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路相連，所述上電控制電路分別通過直流電源、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路連入三相交流115V和直流輸出接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集卡為研華PCI-1716。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，其特征在于所述數(shù)字I/o卡為研華PCI-1734。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，其特征在于所述裝置布設(shè)于一機(jī)箱外殼內(nèi)，該機(jī)箱外殼正面設(shè)有與工控機(jī)相連的顯不屏及其控制開關(guān)，機(jī)箱外殼下部設(shè)有與工控機(jī)相連的抽拉式鍵盤帶觸滑鼠標(biāo)板。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電探測設(shè)備的電源組件調(diào)試裝置，包括工控機(jī)、電子負(fù)載、上電控制電路、三相115V缺相和相序檢測電路、檢測信號處理及前面板顯示電路，工控機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)字I/O卡分別與13路電壓切換電路、上電控制電路相連，檢測信號處理及前面板顯示電路分別與工控機(jī)、檢測信號輸入接口、三相115V缺相和相序檢測及顯示處理電路相連；本發(fā)明向電源組件發(fā)出電源上/下電信號，可檢測電源組件的13路電壓在空載與負(fù)載情況下的工作情況；可工作在手動或自動巡檢狀態(tài)，自動完成自檢和電源組件13路輸出電壓的檢測和判別，無需人工干預(yù)，從而降低勞動強(qiáng)度和提高檢測效率，且裝置穩(wěn)定性好、可靠性高。
文檔編號G01R31/40GK102944850SQ201210406738
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者王得蔚 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所