CN104834264A - 铁路客车控制室plc检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测技术领域，涉及一种对铁路客车四合一从何电气控制柜中的PLC系统进行性能检测的PLC检测系统及方法。包括上位机和被测PLC系统，上位机和被测PLC系统之间通讯，还包括温度信号检测单元、模拟量输入通道检测单元、数字量输出检测单元和数字量输入检测单元，可分别实现对被测PLC系统的数字量输入端、温度输入端、模拟量输入端和数字量输出端的自动检测。采用该系统进行检测时，不需要更新PLC系统的程序，不需要模拟复杂的工况，可实现快速、高效、准确的检测。

Description

铁路客车控制室PLC检测系统及方法

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种对铁路客车四合一从何电气控制柜中的PLC系统进行性能检测的PLC检测系统及方法。

背景技术

旅客列车四合一综合电气控制柜中PLC的检修手段根据技术的不同，经历了几个发展阶段。第一阶段主要是返厂修，在原生产厂家通过重新刷程序的方式解决，这种方式对于铁路各大主机厂来说，返修成本高、周期长。第二个阶段是带程序的检测系统，模拟的工况复杂，不同的工况对测试结果影响大，这种检测系统的准确性不够，整个测试周期大约4个小时，测试周期长效率不高。当旅客列车PLC程序更新后，测试软件必须更新，否则不能使用，测试软件兼容性差。目前，尚没有一种高效、便捷、准确性高的应用于铁路客车四合一综合电气控制柜的PLC检测系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种对铁列客车四合一综合电气控制柜的PLC系统进行检测的检测系统及方法，可系统检测便捷、检测周期短、高效、准确性高的。

本发明的技术方案是：铁路客车控制室PLC检测系统，包括上位机和被测PLC系统，上位机和被测PLC系统之间通讯，发送测试信号到被测PLC系统，还包括温度信号检测单元、模拟量输入通道检测单元、数字量输出检测单元和数字量输入检测单元；

所述数字量输入检测单元包括数字量输出模块和继电器输出控制板，数字量输出模块模拟输出数字量信号，并经继电器输出控制板传递到被测PLC系统的数字量输入端，其中继电器输出控制板输出继电器控制信号，用于控制数字量信号到被测PLC系统的输入通道；

所述温度信号检测单元包括多路温度模拟电路，可分别模拟不同的输入温度值，连接到被测PLC系统的温度信号输入端(温度传感器)，继电器输出控制板与温度检测单元相连，输出继电器控制信号，用于控制多路温度模拟电路的通断；

所述模拟量输入检测单元和数字量输出检测单元共用多功能数据采集卡，多功能数据采集卡与上位机相连，接收上位机的模拟量输出指令，可实现模拟量的输出；还可接收数字量的输入，并传递到上位机；

所述模拟量输入检测单元包括模拟量输出单元，接收多功能数据采集卡的模拟量输出信号并传递到被测PLC的模量输入端；

所述数字量输出检测单元包括数字量输入模块，接收被测PLC数字量输出端的数字量输出信号，并传递到多功能数据采集卡。

优选的是：温度模拟电路由多路并联的精密电阻组成，每路均有独立的开关，均与继电器输出控制板相连。

铁路客车控制室PLC检测系统的检测方法，包括温度信号检测、模拟量输入检测、数字量输入检测和数字量输出检测，

所述数字量输入检测方法为：

SS1：上位机发出数字量输入检测指令；

SS2：数字量输出模块接收到步骤SS1中的指令，发出数字信号，传递到继电器输出控制板；

SS3：上位机控制继电器输出控制板选择检测通路，控制数字信号输入到被测PLC数字量输入端的端口；

SS4：被测PLC系统接收到数字量信号，运行并输出被测结果，被测结果反馈到上位机；

所述温度信号检测方法为：

SW1：上位机发出温度信号检测指令，该指令信息包含待测温度值；

SW2：温度信号检测经数字量输出模块传递到继电器输出控制板，继电器输出控制板根据检测指令中的待测温度信息，控制温度模拟电路的通断，上位机控制继电器输出控制板选择合适的一路温度模拟电路闭合，将模拟温度值传递到被测PLC系统的温度输入端；

SW3：被测PLC系统接收到温度信号，运行数据反馈到上位机，上位机计算标称误差，反馈检测结果；

所述模拟量输入检测方法为：

SM1：上位机发出模拟量输入检测指令，并传递到多功能数据采集卡；

SM2：多功能数据采集卡输出模拟量信号，传递到模拟量输出单元，模拟量输出单元选择被测PLC系统的模拟量输入通道，并将信号传递到被测PLC系统；

SM3：被测PLC系统接收到模拟量信号，运行并输出被测结果，被测结果反馈到上位机；上位机计算标称误差，得出检测结果；

所述数字量输出检测方法为：

SC1：上位机发出数字量输出检测指令，传递到被测PLC系统；

SC2：被测PLC系统的被测PLC数字量输出端的每个端口顺次输出数字量信号，传递到数字量输入模块；

SC3：数字量输入模块接收到数字信号，数字信号经多功能数据采集卡传递到上位机；

SC4：上位机根据接收到的数字量判断是否每个数字量输出端均发出数字量信号，得出检测结果。

本发明的有益效果是：

1、应用本系统对PLC系统进行检测，不需要改变PLC系统中的原程序，不需要返厂修，检修周期短，也大大降低了检修成本。

2、本系统通过上位机发送测试指令，通过数字量输出模块模拟数字输出，通过温度模拟模块模拟温度信号，通过多功能数据采集卡实现模拟信号的输出和数字量输入，不用模拟复杂的工况环境即可以实现对PLC系统的数字量输入端、温度输入端、模拟量输入端和数字量输出端各功能端口的检测，降低了检测难度，提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为被测列车PLC控制系统结构示意图

图3为温度模拟电路结构示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

铁路客车控制室PLC检测系统，包括上位机和被测PLC系统，上位机和被测PLC系统之间通过HostLink协议进行通讯，上位机发送测试信号到被测PLC系统，同时还接收被测PLC系统的反馈回的测试信号。该检测系统按检测功能可分为温度信号检测单元、模拟量输入通道检测单元、数字量输出检测单元和数字量输入检测单元；

数字量输入检测单元用于检测被测PLC系统数字量输入端，包括数字量输出模块和继电器输出控制板，数字量输出模块模拟输出数字量信号，并经继电器输出控制板传递到被测PLC系统的数字量输入端，被测PLC系统的数字量输入端有多个端口，继电器输出控制板输出继电器控制信号，用于控制数字量信号输入到被测PLC系统的哪个数字量输入端口。

温度信号检测单元包括多路温度模拟电路，可分别模拟不同的输入温度值，温度模拟电路由五路并联的精密电阻组成，每路均有独立的开关，均与继电器输出控制板相连。如图1和图2所示，温度模拟电路的输出端A和B分别连接到被测PLC系统的PT100的输入端。温度模拟电路采用精密电阻，精确模拟温度。图2中，R33的阻值为80.31Ω，对应模拟温度为-50℃；R34的阻值为90.19Ω，对应模拟温度为-25℃；R35的阻值为100Ω，对应模拟温度为0℃；R36的组织为109.73Ω，对应的模拟温度为25℃；R37的阻值为119.4Ω，对应的模拟温度为50℃。继电器输出控制板与温度检测单元相连，上位机输出继电器控制信号，检测时，顺次控制多路温度模拟电路的通断。

模拟量输入检测单元和数字量输出检测单元共用多功能数据采集卡，多功能数据采集卡与上位机相连，多功能数据采集卡具有数字量输入输出和模拟量输入输出的功能。多功能数据采集卡接收上位机的模拟量输出指令，可实现模拟量的输出；还可接收数字量的输入，并传递到上位机。

模拟量输入检测单元包括模拟量输出单元，接收多功能数据采集卡的模拟量输出信号并传递到被测PLC的模量输入端；

数字量输出检测单元包括数字量输入模块，接收被测PLC数字量输出端的数字量输出信号，并传递到多功能数据采集卡。

采用该系统对铁路客车控制室PLC检测系统进行检测的具体检测方法如下：根据系统功能模块的结构可以将检测过程分为温度信号检测、模拟量输入检测、数字量输入检测和数字量输出检测几个部分。

数字量输入检测方法为：

SS1：上位机发出数字量输入检测指令；

SS2：数字量输出模块接收到步骤SS1中的指令，发出数字信号，传递到继电器输出控制板；

SS3：上位机控制继电器输出控制板选择检测通路，准许控制数字信号输入到被测PLC数字量输入端的各个端口；

SS4：被测PLC系统接收到数字量信号，运行并输出被测结果，被测结果反馈到上位机；

温度信号检测方法为：

SW1：上位机发出温度信号检测指令，该指令信息包含待测温度值，设为T₁；

SW2：温度信号检测经数字量输出模块传递到继电器输出控制板，继电器输出控制板根据检测指令中的待测温度信息，控制温度模拟电路的通断，上位机控制继电器输出控制板选择T1所对应的一路温度模拟电路闭合，将模拟温度值传递到被测PLC系统的温度输入端；

SW3：被测PLC系统采集到温度信号，检测出温度信号，设为T₂，反馈到上位机，上位机根据其设定值和PLC系统的反馈值计算标称误差，计算过程为：

ΔT＝(T₁-T₂)/T×100％

其中：ΔT为标称误差，T为被测PLC系统温度传感器的量程。以本实施例的被测PLC系统为例，温度传感器的检测范围为-50℃到50℃，因此，此处T为100。

上位机反馈检测结果，判断标称误差是否在被测PLC系统的检测精度范围内；

所述模拟量输入检测方法为：

SM1：上位机发出模拟量输入检测指令，并传递到多功能数据采集卡；

SM2：多功能数据采集卡输出模拟量信号，顺次输出0V、2.5V、5V、7.5V和10V的模拟量，传递到模拟量输出单元，设其输出的模拟量值为V₁，模拟量输出单元选择被测PLC系统的模拟量输入通道，并将信号传递到被测PLC系统，其中模拟量输出单元包括模拟量输出板卡，模拟量输出板卡的精度为0.1％；

SM3：被测PLC系统接收到模拟量信号，运行并输出被测结果，设为V₂被测结果反馈到上位机；上位机计算标称误差ΔV，判断其误差是否在允许的范围内，得出检测结果；

其中：ΔV＝(V₁-V₂)/V×100％，V表示模拟量输入端口的量程范围，以本实施例的被测PLC系统为例，模拟量输入端口的模拟量输入范围为0V到10V，因此，此处V为10。

所述数字量输出检测方法为：

SC1：上位机发出数字量输出检测指令，传递到被测PLC系统；

SC2：被测PLC系统的被测PLC数字量输出端的每个端口顺次输出数字量信号，传递到数字量输入模块；

SC3：数字量输入模块接收到数字信号，数字信号经多功能数据采集卡传递到上位机；

SC4：上位机根据接收到的数字量判断是否每个数字量输出端均发出数字量信号，得出检测结果。

Claims (3)

1.铁路客车控制室PLC检测系统，包括上位机和被测PLC系统，上位机和被测PLC系统之间通讯，发送测试信号到被测PLC系统，其特征在于：还包括温度信号检测单元、模拟量输入通道检测单元、数字量输出检测单元和数字量输入检测单元；

所述数字量输入检测单元包括数字量输出模块和继电器输出控制板，数字量输出模块模拟输出数字量信号，并经继电器输出控制板传递到被测PLC系统的数字量输入端，其中继电器输出控制板输出继电器控制信号，用于控制数字量信号到被测PLC系统的输入通道；

所述温度信号检测单元包括多路温度模拟电路，可分别模拟不同的输入温度值，连接到被测PLC系统的温度信号输入端(温度传感器)，继电器输出控制板与温度检测单元相连，输出继电器控制信号，用于控制多路温度模拟电路的通断；

所述模拟量输入检测单元和数字量输出检测单元共用多功能数据采集卡，多功能数据采集卡与上位机相连，接收上位机的模拟量输出指令，可实现模拟量的输出；还可接收数字量的输入，并传递到上位机；

所述模拟量输入检测单元包括模拟量输出单元，接收多功能数据采集卡的模拟量输出信号并传递到被测PLC的模量输入端；

所述数字量输出检测单元包括数字量输入模块，接收被测PLC数字量输出端的数字量输出信号，并传递到多功能数据采集卡。

2.如权利要求1所述的铁路客车控制室PLC检测系统，其特征在于：所述温度模拟电路由多路并联的精密电阻组成，每路均有独立的开关，均与继电器输出控制板相连。

3.铁路客车控制室PLC检测系统的检测方法，其特征在于，包括温度信号检测、模拟量输入检测、数字量输入检测和数字量输出检测，

所述数字量输入检测方法为：

SS1：上位机发出数字量输入检测指令；

SS2：数字量输出模块接收到步骤SS1中的指令，发出数字信号，传递到继电器输出控制板；

SS3：上位机控制继电器输出控制板选择检测通路，控制数字信号输入到被测PLC数字量输入端的端口；

SS4：被测PLC系统接收到数字量信号，运行并输出被测结果，被测结果反馈到上位机；所述温度信号检测方法为：

SW1：上位机发出温度信号检测指令，该指令信息包含待测温度值；

SW2：温度信号检测经数字量输出模块传递到继电器输出控制板，继电器输出控制板根据检测指令中的待测温度信息，控制温度模拟电路的通断，上位机控制继电器输出控制板选择合适的一路温度模拟电路闭合，将模拟温度值传递到被测PLC系统的温度输入端；

SW3：被测PLC系统接收到温度信号，运行数据反馈到上位机，上位机计算标称误差，反馈检测结果；

所述模拟量输入检测方法为：

SM1：上位机发出模拟量输入检测指令，并传递到多功能数据采集卡；

SM2：多功能数据采集卡输出模拟量信号，传递到模拟量输出单元，模拟量输出单元选择被测PLC系统的模拟量输入通道，并将信号传递到被测PLC系统；

SM3：被测PLC系统接收到模拟量信号，运行并输出被测结果，被测结果反馈到上位机；上位机计算标称误差，得出检测结果；

所述数字量输出检测方法为：

SC1：上位机发出数字量输出检测指令，传递到被测PLC系统；

SC2：被测PLC系统的被测PLC数字量输出端的每个端口顺次输出数字量信号，传递到数字量输入模块；

SC3：数字量输入模块接收到数字信号，数字信号经多功能数据采集卡传递到上位机；

SC4：上位机根据接收到的数字量判断是否每个数字量输出端均发出数字量信号，得出检测结果。