大電流繼電器開(kāi)關(guān)自動(dòng)檢測(cè)方案

1、大電流繼電器開(kāi)關(guān)測(cè)試的硬件實(shí)現(xiàn)和通訊接口協(xié)議1 大電流繼電器開(kāi)關(guān)測(cè)試設(shè)計(jì) 精確地讀取老煉電流，對(duì)老煉次數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，是本下位機(jī)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。避免人工干預(yù)、最大程度的自動(dòng)化是設(shè)計(jì)的思想。同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的非理想因素要做充分的考慮。 非理想因素，如產(chǎn)品復(fù)測(cè)，條形碼連續(xù)掃描，測(cè)量值超差等。1.1 主要測(cè)量實(shí)現(xiàn)電流測(cè)量，采用儀表放大器和高精度的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。儀表放大器具有優(yōu)良的測(cè)試精度，極高的共模抑制比，和極高的輸入阻抗。儀表放大器的采用可以消除對(duì)原測(cè)試電路的影響，避免工業(yè)干擾的引入，并能獲得優(yōu)良的測(cè)量精度。目前用戶的測(cè)量范圍是400A,精度要求小數(shù)點(diǎn)后1位，這樣12位精度的AD

2、C基本滿足應(yīng)用要求。我們從留充分余地和適當(dāng)超前，精心做產(chǎn)品的角度考慮，采用16位的ADC,使關(guān)鍵數(shù)據(jù)保證絕對(duì)的精確。 每次電流測(cè)量，采集電流值4次，取其平均值作為結(jié)果。 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器與控制器MCU之間進(jìn)行光電隔離設(shè)計(jì)。 老煉次數(shù)測(cè)量，是從時(shí)間計(jì)數(shù)器上讀取脈沖或者開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息。這兩種方式在本次設(shè)計(jì)中兼容設(shè)計(jì)，確保聯(lián)機(jī)一次性順利成功。設(shè)計(jì)中消除觸點(diǎn)抖動(dòng)是重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。這里，采用多次間隔判斷，防止抖動(dòng)誤判讀。 讀取點(diǎn)燃時(shí)間繼電器作為老煉次數(shù)的計(jì)數(shù)脈沖；讀取總時(shí)間繼電器作為某個(gè)產(chǎn)品結(jié)束測(cè)試的信號(hào)。 脈沖讀取電路與控制器MCU之間進(jìn)行光電隔離。1.2 非理想因素的考慮1.2.1 可能有一種情況，因

3、為操作失誤，或者對(duì)某產(chǎn)品的測(cè)量結(jié)果提出質(zhì)疑，需要對(duì)其重新測(cè)試。簡(jiǎn)便的操作是在下位機(jī)按壓一個(gè)“重測(cè)按鈕”，而不需要到上位機(jī)處操作。接下來(lái)對(duì)其重新測(cè)試即可。1.2.2 測(cè)試操作人員在測(cè)試時(shí)，可能一下子對(duì)多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行條形碼掃描，然后逐個(gè)產(chǎn)品老煉測(cè)試。這就引入了一個(gè)已掃描代碼與被測(cè)產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)問(wèn)題。我們采用“先入先出”思路，即FIFO原理實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣在逐個(gè)產(chǎn)品的老煉過(guò)程中，可能需要顯示正在測(cè)試的產(chǎn)品的編號(hào)，給操作人員一個(gè)提示。建議采用四位數(shù)碼管顯示條形碼數(shù)值的后四位。 1.2.3 結(jié)合上條，對(duì)進(jìn)行改進(jìn)，把需要重測(cè)的產(chǎn)品先取下來(lái)，最后重新掃描條形碼，并再次測(cè)試。不用按壓所謂“重測(cè)按鈕”。在上位機(jī)處理

4、中，對(duì)同一編號(hào)的產(chǎn)品多個(gè)測(cè)試記錄，取其最后一個(gè)測(cè)量結(jié)果。1.2.4 在以上的討論中，再提出一種“隨時(shí)插隊(duì)”的思想。一批掃描形成一個(gè)序列。這個(gè)序列中已經(jīng)被測(cè)試處理過(guò)的元素如果被再次掃描，將被作為正在測(cè)試或者即將測(cè)試的元素插入隊(duì)列，隊(duì)列的其它未處理元素排序不變；這個(gè)序列中未被測(cè)試處理過(guò)的元素如果被再次掃描，將被作為正在測(cè)試或者即將測(cè)試的元素插入隊(duì)列，其原來(lái)的序列占位被刪除，隊(duì)列的其它未處理元素排序不變。1.2.5 測(cè)量值超差時(shí)，應(yīng)給操作者某種聲光形式的警告。1.3 接口通訊1.3.1 接口硬件，采用RS485總線傳輸。器件采用高性能的MAX488，并且與控制器MCU進(jìn)行光電隔離，消除地電位的影響，

5、確保通訊的高可靠性。1.3.2 接口協(xié)議 （見(jiàn)附頁(yè)）2. 綜合測(cè)試臺(tái)設(shè)計(jì)觸頭自閉力、反力、接觸電阻是本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。避免人工干預(yù)、最大程度的自動(dòng)化是設(shè)計(jì)的思想。同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的非理想因素做充分的考慮。非理想因素，如產(chǎn)品復(fù)測(cè)，條形碼連續(xù)掃描，產(chǎn)品測(cè)量值超差，反力測(cè)量的拉距偏差等。2.1 主測(cè)試電路實(shí)現(xiàn) 觸頭自閉力、反力測(cè)量，采用儀表放大器和高精度的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。儀表放大器具有優(yōu)良的測(cè)試精度，極高的共模抑制比，和極高的輸入阻抗。儀表放大器的采用可以消除對(duì)原測(cè)試電路的影響，避免工業(yè)干擾的引入，并能獲得優(yōu)良的測(cè)量精度。用戶采用的稱重傳感器靈敏度大約是3mV，信號(hào)比較微弱。需要把信

6、號(hào)放大約60dB。目前用戶的測(cè)量信號(hào)常用值是3000n,充分的測(cè)量范圍按1倍考慮，達(dá)6000n，這樣13位精度的ADC基本滿足應(yīng)用要求。我們從留充分余地和適當(dāng)超前，精心做產(chǎn)品的角度考慮，采用16位的ADC,使關(guān)鍵數(shù)據(jù)保證絕對(duì)的精確。從系統(tǒng)抗干擾角度考慮，要避免模擬量的長(zhǎng)線傳輸，防止對(duì)原稱重系統(tǒng)引入干擾，并影響到在研單元的測(cè)量準(zhǔn)確性，以上電路可考慮放入稱重顯示器內(nèi)部。 每次測(cè)力測(cè)量，采集值4次，取其平均值作為結(jié)果。 測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式與下位主機(jī)連接，接口電路上進(jìn)行光電隔離設(shè)計(jì)。 接觸電阻測(cè)量。接觸電阻大約是微歐的，其上面的壓降大約是1.4mV，屬于微弱信號(hào)。采用儀表放大器進(jìn)行63dB的放大。電路

7、上采用兩級(jí)實(shí)現(xiàn)。前級(jí)增益分配是40dB，后級(jí)的增益分配是23dB。ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用12位元器件。測(cè)試操作人員在測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)，在加入測(cè)量表筆的過(guò)程中，必然會(huì)引入接觸噪聲。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用多次采樣，并判斷穩(wěn)定值的方法對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍，最后取其平均值的方法得到結(jié)果。觸頭自閉力、反力測(cè)量取值時(shí)機(jī)自閉力的讀取，在對(duì)被測(cè)產(chǎn)品施加拉力的過(guò)程中，在測(cè)試臺(tái)上的電回路斷開(kāi)時(shí)讀取。 反力的讀取，在施加的拉力增大到一個(gè)穩(wěn)定值，并且不再繼續(xù)增大時(shí)讀取。如果意外地造成反力拉距過(guò)大，就需要一個(gè)按鈕來(lái)“確認(rèn)”?？紤]到綜合測(cè)試臺(tái)已經(jīng)有了腳踏板，可以考慮腳踏板復(fù)用作為“確認(rèn)”按鈕，減少操作工的操作對(duì)象。兼容設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)。2.2

8、非理想因素的考慮2.2.1可能有一種情況，因?yàn)椴僮魇д`，或者對(duì)某產(chǎn)品的測(cè)量結(jié)果提出質(zhì)疑，需要對(duì)其重新測(cè)試。簡(jiǎn)便的操作是在下位機(jī)按壓一個(gè)“重測(cè)按鈕”，而不需要到上位機(jī)處操作。接下來(lái)對(duì)其重新測(cè)試即可。測(cè)試操作人員在測(cè)試時(shí)，可能一下子對(duì)多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行條形碼掃描，然后逐個(gè)產(chǎn)品老煉測(cè)試。這就引入了一個(gè)已掃描代碼與被測(cè)產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)問(wèn)題。我們采用“先入先出”思路，即FIFO原理實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣在逐個(gè)產(chǎn)品的老煉過(guò)程中，可能需要顯示正在測(cè)試的產(chǎn)品的編號(hào)，給操作人員一個(gè)提示。建議采用四位數(shù)碼管顯示條形碼數(shù)值的后四位。結(jié)合上條，對(duì)2.2.1進(jìn)行改進(jìn)，把需要重測(cè)的產(chǎn)品先取下來(lái)，最后重新掃描條形碼，并再次測(cè)試。不用按壓所

9、謂“重測(cè)按鈕”。 在上位機(jī)處理中，對(duì)同一編號(hào)的產(chǎn)品多個(gè)測(cè)試記錄，取其最后一個(gè)測(cè)試結(jié)果。 在以上的討論中，再提出一種“隨時(shí)插隊(duì)”的思想。一批掃描形成一個(gè)序列。這個(gè)序列中已經(jīng)被測(cè)試處理過(guò)的元素如果被再次掃描，將被作為正在測(cè)試或者即將測(cè)試的元素插入隊(duì)列，隊(duì)列的其它未處理元素排序不變；這個(gè)序列中未被測(cè)試處理過(guò)的元素如果被再次掃描，將被作為正在測(cè)試或者即將測(cè)試的元素插入隊(duì)列，其原來(lái)的序列占位被刪除，隊(duì)列的其它未處理元素排序不變。2.2.5 測(cè)量成功或測(cè)量值值超差時(shí)，應(yīng)給操作者某種聲光形式的警告。2.3 接口通訊 接口硬件，采用RS485總線傳輸。器件采用高性能的MAX488，并且與控制器MCU進(jìn)行光電隔

10、離，消除地電位的影響，確保通訊的高可靠性。2.3.2 接口協(xié)議 （見(jiàn)附頁(yè)）功能指令發(fā)出者指令參數(shù)說(shuō)明參數(shù)單位字節(jié)數(shù)設(shè)置下位機(jī)采集電流的時(shí)機(jī)(從加載電流后延時(shí))上位機(jī)發(fā)送A5H “S” xxHA5是同步字，S是ASCII碼，XX是時(shí)間2ms3下位機(jī)返回A5H “S” xxH同上2ms3一次加電過(guò)程，下位機(jī)發(fā)送采集的電流值下位機(jī)發(fā)送A5H “A” xxH YYHXX、YY分別組成高低兩字節(jié)電流值0.1A4上位機(jī)返回A5H “A” xxHXX=0數(shù)據(jù)合格，XX=1偏小, XX=2偏大3一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試，下位機(jī)發(fā)送測(cè)試次數(shù)下位機(jī)發(fā)送A5H “T” xxHXX代表對(duì)本產(chǎn)品加電流次數(shù)次3上位機(jī)返回A5H “

11、T” xxH0合格，1偏小, 2偏大，3未獲條形碼3正在測(cè)試或即將測(cè)試的產(chǎn)品條形碼信息上位機(jī)發(fā)送A5H “N” ab cd abcd為條形碼提取的數(shù)字之最后4位*4下位機(jī)返回?zé)o數(shù)碼管顯示“- - - -”或數(shù)字下位機(jī)請(qǐng)求對(duì)目前正測(cè)試產(chǎn)品或剛完成測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行重測(cè)下位機(jī)發(fā)送A5H “R” xxHXX=0請(qǐng)求重測(cè)；XX=1放棄重測(cè)3上位機(jī)返回A5H “R” xxHXX=0允許重測(cè)；XX=1允許放棄重測(cè)3附頁(yè) 大電流繼電器開(kāi)關(guān)通訊設(shè)計(jì)， 9600bps，8，N，1*注 此處的ab cd值為BCD碼。綜合測(cè)試平臺(tái)通訊設(shè)計(jì)， 9600bps，8，N，1功能指令發(fā)出者指令參數(shù)說(shuō)明參數(shù)單位字節(jié)數(shù)一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試

12、，下位機(jī)發(fā)送自閉力數(shù)據(jù)上位機(jī)發(fā)送A5H “D” xxH YYHXXYY組成兩字節(jié)的自閉力值N4下位機(jī)返回A5H “D” xxHXXH=0數(shù)據(jù)合格，=1偏小，=2偏大3一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試，下位機(jī)發(fā)送反力數(shù)據(jù)上位機(jī)發(fā)送A5H “G” xxH YYHXXYY組成兩字節(jié)的反力值N4下位機(jī)返回A5H “G” xxHXXH=0數(shù)據(jù)合格，=1偏小，=2偏大3一個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試，下位機(jī)發(fā)送內(nèi)阻數(shù)據(jù)上位機(jī)發(fā)送A5H “V” xxH YYHXXYY組成兩字節(jié)的內(nèi)阻值4下位機(jī)返回A5H “V” xxHXXH=0數(shù)據(jù)合格，=1偏小，=2偏大3正在測(cè)試或即將測(cè)試的產(chǎn)品條形碼信息上位機(jī)發(fā)送A5H “N” ab cd abcd為條形碼提取的數(shù)字之最后4位*4下位