CN103487688A - 基于虚拟仪器trim模块和rim模块测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其特征在于，包括：电源传感器、电压传感器、数据采集卡，电流源、电压源以及控制处理部所形成虚拟仪器测试系统，与由TRIM模块插头和RIM模块插头、继电器开关板、时间测试电路、信号编码电路、信号处理电路所形成的测试结构相结合，能够自动和手动的诊断TRIM模块、RIM模块中继电器的弹跳时间、电阻阻值以及逻辑线路故障，然后有控制处理部对所得的测试结果进行整理，显示，保存等后续工作，进而对TRIM模块和RIM模块的故障做出评价和诊断分析，数据采集速度快，消除的人工测量的效率差并且不可靠的误差，测试精度高，重复性好，大大提高了测试效率，并提高可靠性。

Description

基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种基于虚拟仪器的继电器模块测试装置。

背景技术

TRIM模块、RIM模块是一种应用于韶山4型电力机车上的通信模块，TRIM模块、RIM模块的内部设有继电器，因此，继电器的性能会直接影响到通信模块的正常运行。

在电力机车运行时，会采用最先进的分布式动力系统（LOCOTROL），以不超过1秒的时间让电力机车前后分布式动力，或前中后分布式动力系统启动，以避免前拉后拽事故的产生。因此，基于TRIM模块、RIM模块在机车通信中的重要性，那么，针对TRIM模块、RIM模块的测量是非常重要的，如何准确检测继电器的电参数和判断继电器的性能从而来确保TRIM模块、RIM模块的正常工作，使机车之间的通讯正确快速将成为研究的重点。

目前，国内大多数机务段的维修人员对于RIM模块和TRIM模块的故障还仅仅依靠简单仪器测试来与人工故障诊断相结合，对产生故障的原因无法进行深刻分析，容易产生误判和漏判，所以传统的测试方法很难满足提高测试效率和维修的时间的要求。因此，为了研究TRIM模块和RIM模块故障机理的分析和诊断方法，设计一种针对RIM模块和TRIM模块故障测试的低成本，高效率，高可靠性的测试装置十分必要，也具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本，高效率，高可靠性的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置。

本发明提供的一种基于虚拟仪器对应用于电力机车中的TRIM模块和RIM模块进行测试的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，具有这样的特征，包括：TRIM模块插头单元，与TRIM模块匹配插入；RIM模块插头单元，与RIM模块匹配插入；第一继电器开关板和第二继电器开关板，分别匹配连接TRIM模块中第一继电器的第一线圈和RIM模块中第二继电器的第二线圈；电流源和至少一个电压源，各个电压源之间伏数互异；电压传感器和电流传感器，分别用于采集电流源的电流信息和电压源的电压信息；电源控制部，连接TRIM模块、RIM模块和电流源、各个电压源之间，分别对TRIM模块和RIM模块进行供电切换；电源驱动电路，连接在第一继电器开关板、第二继电器开关板和电源控制部之间；时间测试电路，与TRIM模块、RIM模块相连接；信号处理电路，与TRIM模块、RIM模块都相连接；信号编码电路，与RIM模块相连接；数据采集卡，分别连接电压传感器、电流传感器、电源控制部、第一继电器开关板、第二继电器开关板、时间测试电路、信号编码电路以及信号处理电路；控制处理部，与数据采集卡相连接；以及输入显示部，与控制处理部相连接，其中，当电流源、电压源打开时，控制处理部分别控制第一继电器开关电路、第二继电器开关电路使得第一线圈、第二线圈通电，由TRIM模块和RIM模块采集来的电压电流信号通过信号处理电路，采集来的时间信号通过时间测试电路，以及采集来的逻辑信号通过信号编码电路，都被输送至数据采集卡，数据采集卡的开关量分别与信号处理电路、信号编码电路相连接，数据采集卡的计时器与时间测试电路相连接。

在本发明的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置中，还可以具有这样的特征：还包括，输出部，与控制处理部相连接，将所得测试结果进行打印输出。

在本发明的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，控制处理部控制计时器打开，在进行时间测试时，计数器为高电平进行计数，当第一线圈和第二线圈上电时，计数器的输入电平变高则开始计数，当第一继电器和第二继电器的触点闭合后，计数器的输入电平变低停止计数，测得触点的闭合时间，当第一线圈和第二线圈断电时，计数器的输入电平变高，当触点弹开后，计数器的输入电平变低停止计数，测得触点的弹开时间。

在本发明的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，由闭合时间和弹开时间所得的计数时间，被输送入控制处理部经过滤波、去噪以及分析，由输入显示部显示所得的测试结果。

在本发明的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，在进行电阻测试时，控制处理部通过数据采集卡发出切换指令，电源控制板则根据切换指令对不同伏数的电压源进行切换，与切换指令相对应的不同的电压电流信号、时间信号以及逻辑信号被采集入数据采集卡，由控制处理部来进行处理。

发明的作用和效果：

根据本发明所涉及的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，因为由电源传感器、电压传感器、数据采集卡，电流源、电压源以及控制处理部所形成虚拟仪器测试系统，与由TRIM模块插头和RIM模块插头、第一继电器开关板和第二继电器开关板、时间测试电路、信号编码电路、信号处理电路所形成的测试结构相结合，能够自动和手动的诊断TRIM模块、RIM模块中第一继电器和第二继电器弹跳时间、电阻阻值以及逻辑线路故障，然后有控制处理部对所得的测试结果进行整理，显示，保存等后续工作，进而对TRIM模块和RIM模块的故障做出评价和诊断分析，因此，本发明能够提供一种低成本，高效率，高可靠性的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置。

附图说明

图1是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的结构示意框图；

图2是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的前视图；

图3是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的后视图；

图4是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的工作流程图；以及

图5是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置测试时操作界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的结构示意框图。

如图1所示，在实施例中，基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10包括：用于连接TRIM模块的TRIM模块插头单元11、用于连接RIM模块的RIM模块插头单元12、第一继电器开关板13和第二继电器开关板14、一个电流源15和五个电压源16、图中未显示的电压传感器和电流传感器、电源控制部17、电源驱动电路18、时间测试电路19、信号编码电路20、信号处理电路21、数据采集卡22、控制处理部23、输入显示部24以及输出部25。其中，五个电压源16分别为的5伏电压源、12伏电压源、24伏电压源、66伏电压源以及74伏电压源，各个电压源16之间伏数互异。本实施例中，采用打印机作为输出部25，与控制处理部23相连接，将所得测试结果进行打印输出。输入显示部24包括显示器24a，键盘24b以及鼠标24c，采用工业计算机作为控制处理部23。

未显示的TRIM模块被匹配插入TRIM模块插头单元11中，未显示的RIM模块被匹配插入了RIM模块插头单元12中。由于，TRIM模块内部设有未显示的第一继电器、RIM模块的内部设有未显示的第二继电器，该第一继电器、第二继电器的性能会直接影响到TRIM模块、RIM模块的正常运行。第一继电器开关板13匹配连接TRIM模块中第一继电器的第一线圈，第二继电器开关板14匹配连接RIM模块中第二继电器的第二线圈。

电源控制部17的一端分别连接了TRIM模块插头单元11和RIM模块插头单元12，电源控制部17的另一端连接电流源15和各个电压源16，电源控制部17可以对TRIM模块和RIM模块的供电进行电压源16控制切换。电源驱动电路18的一端分别与第一继电器开关板13、第二继电器开关板14连接，电源驱动电路18的另一端与电源控制部17相连接，第一继电器开关板13、第二继电器开关板14通过了电源驱动电路18与电源控制部17连接。那么，为了采集来电压信息、电流信息，图中未显示的电流传感器与电流源15相连接，图中未显示的电压传感器则用于采集电压源16的电压信息。

时间测试电路19的输入端通过TRIM模块插头单元11与未显示的TRIM模块相连接，相对应的，时间测试电路19与RIM模块之间为未显示的相连接，用于在进行时间测试时分别采集由TRIM模块、RIM模块产生的时间信号。信号编码电路20的输入端与RIM模块插头单元12相连接，信号处理电路21的输入端通过与TRIM模块插头单元11、RIM模块插头单元12分别与TRIM模块、RIM模块都相连接。数据采集卡22分别连接电压传感器、电流传感器、电源控制部17、第一继电器开关板13、第二继电器开关板14、时间测试电路19的输出端、信号编码电路20的输出端以及信号处理电路21的输出端。控制处理部23与数据采集卡22相连接，输入显示部24、输出部25与控制处理部23相连接。

计算机作为处理控制部，设有未显示的用与存储程序、数据的存储单元，以及进行一系列数据的处理，分析，显示，纪录的处理单元。数据采集卡22是计算机与外部数据进行交换的桥梁，控制处理部23控制电源控制部17，对各个电压源16进行控制切换，电源控制部17由控制处理部23通过数据采集卡22进行控制，TRIM模块中的第一线圈和RIM模块中的第二线圈，由第一继电器开关板13、第二继电器开关板14进行控制，第一继电器、第二继电器的闭合和断开时的信号传输至时间测试电路19和信号处理电路21，其中，逻辑测试的数据传输至信号编码电路20。最后再由信号编码电路20，时间测试电路19，信号处理电路21把数据传输至数据采集卡22，交由控制处理部23进行数据处理,最后的故障诊断结果由打印机进行打印，并由输入显示部24进行显示。

当电流源15、电压源16打开时，控制处理部23分别控制第一继电器开关板13、第二继电器开关板14使得第一线圈、第二线圈通电，由TRIM模块和RIM模块采集来的电压电流信号通过信号处理电路21，采集来的时间信号通过时间测试电路19，以及采集来的逻辑信号通过信号编码电路20，都被输送至数据采集卡22，数据采集卡22的未显示的开关量分别与信号处理电路21、信号编码电路20相连接，数据采集卡22的未显示的计时器与时间测试电路19相连接。

测试平台运行时，由控制处理部23的软件LABVIE程序发出指令控制数据采集卡22的计时器打开。

在进行时间测试时，计数器为高电平进行计数，当第一线圈和第二线圈上电时，计数器的输入电平变高则开始计数，当第一继电器和第二继电器的触点闭合后，计数器的输入电平变低，计数器停止计数，测得触点的闭合时间。

当第一线圈和第二线圈断电时，计数器的输入电平变高，当触点弹开后，计数器的输入电平变低，计数器停止计数，测得触点的弹开时间。

由计数器所得的闭合时间和弹开时间，可以得出计数时间，该计数时间被输送入控制处理部23，由软件经过滤波、去噪以及分析，由输入显示部24显示所得的测试结果。

当进行电阻测试时，控制处理部23通过数据采集卡22发出切换指令，电源控制板17则根据切换指令对12伏的电压源16，电流源15进行切换，与切换指令相对应的不同的电压电流信号、时间信号以及逻辑信号被采集入数据采集卡22，由控制处理部23来进行处理。

图2和图3分别是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10的前视图和后视图。

如图2、图3所示，在本实施例中，基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10的硬件设备系统主要包括：机柜26，副机柜27，机柜门28，显示屏29，打印机25，电压表30，鼠标24c，键盘24b，电源钥匙开关31，电源指示灯32，TRIM电压显示器33，RIM电压显示器34，电流显示器35，控制电源36，电流调节旋钮37，工业计算机38，计算机开关键39，计算机复位键40，电源控制板17，开关电源板41，由时间测试电路19集成的时间测试板、由信号处理电路21集成的信号处理板，电源驱动板18与由信号编码电路20集成的信号编码板，信号转接板42，继电器开关板13、14，与图1中所示的TRIM模块输入输出连接相对应的TRIM模块插头单元11中的三个航空插头11a与连线，与图1中所示的RIM模块输入输出连接相对应的RIM模块插头单元12中的四个航空插头12a与连线，RIM模块43以及数据采集卡22。

图4是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置的工作流程图。

如图4所示，基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10除了上述的硬件设备系统，还包括测试软件分系统，该测试软件分系统的工作流程为：

S1：首先完成数据采集卡22的采样频率，采样点数，采样通道，中断等参数的初始化设置，控制电源的切换等；

S2：开始对TRIM模块和RIM模块的测试；

S3：进行手动测试还是自动测试的选择；

S4：对由TRIM模块和RIM模块的继电器弹跳时间，电阻阻值，逻辑线路故障等数据进行采集；

S5：采样后的数据送至计算机进行分析和处理，主要是对采集进来的信号进行滤波，频率的计算；

S6：数据的显示和纪录的图表用于对所处理的信号以直观的示波器窗口，表格等形式输出，电流调节用于测试过程中，提高测试的精度；

S7：将测试结果送至word文档进行存储，可方便调用；

S8：程序中点击退出程序，进入关机画面，程序自动关闭。

在本实例中，所涉及的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10的测试软件分系统中，采用模块化，层次化的思想进行编制。模块化涉及要求在进行具体编程的过程中，按照层次结构，对每个独立的任务编制相应独立的程序模块，根据主程序任务的需要，对每个模块进行调用；层次化涉及，即要求自上而下的把软件从整体到布局进行层层细分，分析各个任务的细节及相互之间的关系。

图5是本发明的实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置测试时操作界面示意图。

如图5所示，在本实施例中，采用基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10进行测试时的软件操作界面图，包括：测试软件主界面44，继电器闭合波形表45，继电器断开波形表46，数据记录框47，设备编号按钮48，保存按钮49，退出返回按钮50，操作人姓名输入框51，手动测试框52，自动测试框53以及逻辑测试框54。

在本实施例中，首先，利用软件图形界面功能，快速的编制好用户界面。用户可以简单的通过主界面上的控制操作测试系统用来完成测试任务。通过主界面上的显示控制，进行测试的波形显示，数据显示灯，编写测试中各种测试功能模块，这是软件系统最核心的部分。其中包括：初始参数的设置，测试项目选择，电源的切换，电压源16与电流源15的切换，数据采集，分析等模块，对测试的数据进行保持，显示和纪录，并可以回调数据，再现测试数据和图形。

其次，在确定了软件系统的功能和任务划分后，可以设计出主要程序结构和程序流程图，明确了各个功能模块的划分，在定义的公用数据接口上，进行各模块的编程，这样可以使程序有条理，容易修改和维护。

综上所述，在本实施例中，采用基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置10通过航空插头11a、12a与TRIM和RIM模块连接，运行虚拟仪器软件。当进行电阻测试时，计算机发出控制指令，数据卡开光量输出。通过一系列信号的放大，滤波处理，模块中的继电器动作。此时，大电流通过继电器触点，此刻通过数据采集卡对流过触点的电流传感器和两端的电压传感器进行采样，并对采样数据通过虚拟仪器labview软件进行处理，滤波，去噪。最后计算出电阻，并进行显示，即通过伏安法对触点电阻进行测试。当进行时间测试时，电脑通过软件发出指令，电压源切换到12伏，当模块继电器线圈上电时，时间测试电路输出电平变高，开始计时。当继电器触头接触后，时间测试电路输出电平变低，通过计数此段高电平时间，可以计算出继电器开关弹跳时间。当进行逻辑电路的测试时，操作labview软件，通过多路继电器互锁的电源开关板，对逻辑线路提供12伏的电压源，逻辑线路通过航空插头，输出到编码电路板，对每一根线路进行编号，之后数据通过数据采集卡输送到电脑，然后对数据进行解码，分析，显示并判断线路是否正常。自动的完成TRIM和RIM模块的故障诊断；数据采集速度快，消除的人工测量的效率差并且不可靠的误差；测试精度高，重复性好，大大提高了测试效率，并提高可靠性。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，因为由电源传感器、电压传感器、数据采集卡，电流源、电压源以及控制处理部所形成虚拟仪器测试系统，与由TRIM模块插头和RIM模块插头、第一继电器开关板和第二继电器开关板、时间测试电路、信号编码电路、信号处理电路所形成的测试结构相结合，能够自动和手动的诊断TRIM模块、RIM模块中第一继电器和第二继电器弹跳时间、电阻阻值以及逻辑线路故障，然后有控制处理部对所得的测试结果进行整理，显示，保存等后续工作，进而对TRIM模块和RIM模块的故障做出评价和诊断分析，因此，本实施例能够提供一种低成本，高效率，高可靠性的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置。

本实施例中基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，能自动和手动的完成模块的故障诊断，并作出评价；虚拟仪器编制的程序可根据测试对象的类型的更换进行方便的更改，提高了灵活性；数据采集速度快，并且消除了人工读数引起的误差；测试精度高，重复性好，可节省大量的时间和人力，大大提高了测试效率，并且提高了可靠性。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于虚拟仪器对应用于电力机车中的TRIM模块和RIM模块进行测试的基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其特征在于，包括：

TRIM模块插头单元，与所述TRIM模块匹配插入；

RIM模块插头单元，与所述RIM模块匹配插入；

第一继电器开关板和第二继电器开关板，分别匹配连接所述TRIM模块中第一继电器的第一线圈和所述RIM模块中第二继电器的第二线圈；

电流源和至少一个电压源，各个所述电压源之间伏数互异；

电压传感器和电流传感器，分别用于采集所述电流源的电流信息和所述电压源的电压信息；

电源控制部，连接所述TRIM模块、所述RIM模块和所述电流源、各个所述电压源之间，分别对所述TRIM模块和所述RIM模块进行供电切换；

电源驱动电路，连接在所述第一继电器开关板、所述第二继电器开关板和所述电源控制部之间；

时间测试电路，与所述TRIM模块、所述RIM模块相连接；

信号处理电路，与所述TRIM模块、所述RIM模块相连接；

信号编码电路，与所述RIM模块相连接；

数据采集卡，分别连接所述电压传感器、所述电流传感器、所述电源控制部、所述第一继电器开关板、所述第二继电器开关板、所述时间测试电路、所述信号编码电路以及所述信号处理电路；

控制处理部，与所述数据采集卡相连接；以及

输入显示部，与所述控制处理部相连接，

其中，当所述电流源、所述电压源打开时，所述控制处理部分别控制所述第一继电器开关电路、所述第二继电器开关电路使得所述第一线圈、所述第二线圈通电，由所述TRIM模块和所述RIM模块采集来的电压电流信号通过所述信号处理电路，采集来的时间信号通过所述时间测试电路，以及采集来的逻辑信号通过所述信号编码电路，都被输送至所述数据采集卡，所述数据采集卡的开关量分别与所述信号处理电路、所述信号编码电路相连接，所述数据采集卡的计时器与所述时间测试电路相连接。

2.根据权利要求1所述基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其特征在于，还包括：

输出部，与所述控制处理部相连接，将所得测试结果进行打印输出。

3.根据权利要求1所述基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其特征在于：

其中，所述控制处理部控制所述计时器打开，

在进行时间测试时，所述计数器为高电平进行计数，当所述第一线圈和所述第二线圈上电时，所述计数器的输入电平变高则开始计数，

当所述第一继电器和所述第二继电器的触点闭合后，所述计数器的输入电平变低停止计数，测得所述触点的闭合时间，

当所述第一线圈和所述第二线圈断电时，所述计数器的输入电平变高，当所述触点弹开后，所述计数器的输入电平变低停止计数，测得所述触点的弹开时间。

4.根据权利要求3所述基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其

特征在于：

其中，由所述闭合时间和所述弹开时间所得的计数时间，被输送入所述控制处理部经过滤波、去噪以及分析，由所述输入显示部显示所得的测试结果。

5.根据权利要求1所述基于虚拟仪器TRIM模块和RIM模块测试装置，其特征在于：

其中，在进行电阻测试时，所述控制处理部通过所述数据采集卡发出切换指令，

电源控制板则根据所述切换指令对不同伏数的电压源进行切换，

与所述切换指令相对应的不同的所述电压电流信号、所述时间信号以及所述逻辑信号被采集入所述数据采集卡，由所述控制处理部来进行处理。

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