独立模块试验台设计

王若阳

摘 要：在进行机车独立模块试验时，由于独立模块种类较多，电气接口和气路接口不统一，每种独立模块试验时都需要反复调整连接器点位或者制作新连接器。为节约成本，降低试验员工作强度，提高产品质量，故设计独立模块试验台。

关键词：独立模块;试验台;自动试验

1 緒论

独立模块是机车空气管路系统中的重要组成部分，有撒砂、鸣笛、轮喷、升弓控制等功能，独立模块的例行试验项点为气密性测试和功能测试，传统的试验方法是针对不同型号的独立模块制作相应的连接器和转换管接头，接在干燥器模块试验台上进行试验。这种试验方法存在一定的弊端，由于独立模块是小批量多品种的生产任务，其电气接口不统一，在生产过程中需要将现有连接器来回调整点位或者制作新的连接器试验，造成浪费。随着公司机车和工程车订单的增加，现阶段的试验方法已经不适用于独立模块的大批量生产，需设计新的试验台来替代原有的试验方式。

设计新的独立模块试验台需满足以下的试验要求：独立模块试验台的电气接口具有良好的通用性;试验台能进行自动操作和手动操作;试验台能进行独立模块的气密性试验;能进行功能试验。

2 独立模块试验台整体设计

（1）气路部分。试验台的气路部分由精密调压阀、过滤器、油雾分离器、比例调节阀、电磁阀、压力变送器、压力表及各种管道接头组成，试验台共有六个外接气路，试验台气路原理图1所示，通过控制六个外接气路上的电磁阀的开通和闭合可以控制每个管路切换为进风口或者出风口。

（2）控制系统组成。①控制系统总体：依据在制独立模块的试验要求设计独立模块试验台的控制系统。试验台控制系统由工控机、PCI多功能采集卡、数字量输出卡、信号转换板、电磁阀、传感器及打印机等组成。工控机通过数字量输出卡实现对电磁阀控制，压力传感器通过PCI多功能采集卡将数据传输给工控机，实现对各管路压力的测试。②信号转换板的功能与原理：试验台控制系统通过信号转换板的37芯插头与被试模块相连，通过信号转换板的通讯端口，上位机可控制37芯插头的任意点位变换为：+DC110V、-DC110V、+DC24V、-DC24V、开关量信号（+110V返回）等信号中的一种，并能控制各点位的通断，将开关量结果传回上位机，所需要的电源由外电路供给。信号转换板由MCU、矩阵开关、开关量采集、程控芯片及电源转换模块组成，其原理如图2所示。其中主MCU主要负责指令分析和处理、测试线缆功能的具体选择、控制副MCU对矩阵开关控制，开关量采集负责采集110V电压输入，电源转换模块负责为板卡提供需要的电源。

（3）软件系统设计。试验台控制软件能够实现以下功能：操作权限分级、自身气密性计量、试验程序自定义。①操作权限分级：软件操作权限分为工程师和操作者。其中工程师可进行试验程序编辑、试验台校准、操作试验;操作者只能进行试验操作，无其他权限，确保测试结果真实。②自身气密性计量：输入参数计量参数，观察试验台内部采集值与第三方仪器采集值的差别进行校准。③试验程序自定义：依据被试品的设计和工艺要求，自定义对试验台外点位，编辑试验程序步骤，输出自动和手动试验程序。

3 独立模块试验台功能与特点

（1）试验台的通用性。试验台对外电气接口为37芯插座，配备一个37芯满点位连接器，一个37芯转20芯连接器和一套37芯转电磁阀插头、电塞门插头、压力开关插头的连接器。根据被试模块接口选用合适的连接器，依据模块的布线图，通过程序自定义连接器各点位的信号，满足目前在制所有独立模块的试验需求，且对未来的新产品有较好的适用性。

（2）自动试验和手动试验。①自动试验：操作者根据试验台操作要求，选择被试产品的型号对应的试验程序，输入员工编号和密码后即可按照试验程序提示进行自动试验，试验结束合格后输出试验记录。②手动试验：手动试验用于故障排除或者被试产品为全新产品或不能进行自动试验时，此时操作者根据纸质的试验记录点击手动试验界面的按钮进行手动试验。

（3）功能测试。运行试验程序，逐条测试被试模块气路的通断，向模块的进气口输入压缩空气，检测模块的出风口的风压，测试被试模块上电磁阀、塞门、电塞门等是否能接通或关断气路，同时能检测模块内部是否窜风。

（4）试验结果输出与打印。自动试验程序执行完后，试验台输出试验记录表并存储试验数据，并提供试验数据的查询及打印功能。

4 结语

为解决在机车独立模块出厂试验中存在的诸多问题，完成了独立模块试验台的设计，通过对目前在制的独立模块进行试验验证，该试验台能够满足试验要求，且电气接口和气路接口通用性强，能实现手动试验和自动试验的快速切换，操作简便，有效地提高了独立模块试验的效率和产品的质量。

参考文献：

[1]廖洪涛.和谐HX_D1型大功率交流电力机车概述[J].电力机车与城轨车辆，（1）：10-13+35.

[2]池海，王强，闫志强，吴仁恩.机车制动系统试验平台的研制[J].铁道机车车辆，2016，36（04）：6-11+88.