CN108151965A - 一种高压线束性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压线束性能检测系统，它将可编程控制器、电阻仪、安规仪分别经232通讯串口与计算机连接，高压采集控制电路的高压接线端子与电阻仪、安规仪两表笔连接；所述高压采集控制电路中各继电器控制点对应接入PLC信号输出端，而所述高压选通控制电路的各继电器控制点接入PLC输出模块的信号输出端，且所述高压选通控制电路的八个输出高压接线端子与待检高压线束检测模块相连接。它可一次完成对高压线束的气密、导通、电阻、耐压、绝缘电气性能检测，测试参数多、速度快、灵活性强，精度高、安全性强，有效避免错检与漏检，具有发明构思新颖、结构设计合理、性能稳定可靠、适宜行业推广，广阔的应用前景等优点。

Description

一种高压线束性能检测系统

技术领域

本发明涉及一种检测系统，具体说是涉及一种对高压线束的气密、导通、电阻、耐压、绝缘电气性能进行检测的检测系统。

背景技术

在资源日益紧张的今天，节能减排势在必行，新能源汽车在突破技术瓶颈的前提下，得到广泛的发展。高压线束是新能源汽车高压电气系统关键的组成部分，是新能源汽车安全可靠运行的重要保证。与传统燃油车相比，新能源汽车对线束输送能力、机械强度、耐压性能和绝缘保护方面都提出更高的要求。固而高压线束被称作新能源汽车的中枢神经，属于高安全器件。同时与各种性能及驾乘体验好坏等息息相关，因此对高压线束的性能检测显得尤其重要。目前在检测线束导通、耐压、绝缘方面的手段还相当落后，有的甚至还在使用蜂鸣器、万用表进行测试，所述检测方式不仅速度慢，效率低，工人易疲劳，而且极易造成错检或漏检。将给汽车的使用带来严重的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压线束性能检测系统，它不仅能高效准确地实现对高压线束的气密、导通、电阻、耐压、绝缘电气性能一次检测，而且检测速度快，效率高，确保检测质量，有效避免由于错检或漏检造成的危害。

本发明由微型计算机、可编程控制器（PLC）、电阻测试仪、安规分析仪、高压采集控制电路、高压选通控制电路、检测模块和安全电源控制电路组成，所述可编程控制器（PLC）、电阻测试仪、安规分析仪分别经九针串口与微型计算机USB串口组成的232通讯串口连接，所述高压采集控制电路的高压接线端子P3、P4、P5、P6与电阻测试仪两表笔相连接；其高压接线端子P7、P8与安规分析仪的两表笔相连接；所述高压采集控制电路中各继电器控制单元的控制点A1-A8对应接入可编程控制器（PLC）信号输出端，而所述高压选通控制电路的各继电器控制单元的控制点A9-A16接入可编程控制器（PLC）其输出模块的信号输出端，并且所述高压选通控制电路的八个输出高压接线端子P9-P16与待检测的高压线束检测模块相连接实现的。

所述高压采集控制电路、高压选通控制电路对应设有八个继电器控制单元J1-J8、J9-J16，所述继电器控制单元J1-J8是在24V+与各控制点A1-A8之间分别设置八个与对应的电阻R1-R8及发光二极管L1-L8相串联，再分别与高压继电器K1- K8线圈、及对应的二极管D1-D8相并联的分支电路，且各继电器K1-K8的常开触点分别连接在与八个继电器控制单元J1-J8对应的各高压输入端子P1-P8与高压输出端子P1’ - P8’之间；所述的继电器控制单元J9-J16，是在24V+与各控制点A9-A16之间分别设置八个与对应的电阻R9-R16及发光二极管L9-L16进行串联，再分别与高压继电器K9- K16线圈、及对应的二极管D9-D16相并联的分支电路，且各继电器K9-K16的常开触点分别连接在与继电器控制单元J9-J16相对应的各高压输出端子P9-P16与高压输入端子P9’ – P16’之间。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、由于本系统采取了微型计算机和可编程控制器（PLC）实施对高压采集控制电路、高压选通控制电路的高压继电器其控制点的控制与选通，加之电阻测试仪、安规分析仪及检测模块的有机结合，使其具有对高压线束检测的高精度准确性与高可靠性，一次完成对高压线束的气密、导通、电阻、耐压、绝缘电气性能的检测，测试参数多、灵活性强，安全性高，确保检测质量，有效避免错检或漏检，可靠实现发明目的；

2、使用本系统检测时不用区分低压区检测设备还是高压区检测设备，一次即可完成检测，操作简单方便，并节省占用空间；

3、本系统采取并行检测方式，在同一时间内可有多个输出，一次可控制多个检测点，检测速度快、时间短，效率高；

4、本系统高压继电器切换电压高达DC7.5KV，AC耐压5000V，寿命长，稳定性强， 不易损坏；

5、本系统安全防护性能强；设备两侧带有安全光幕，设备下面也有门，一旦检测时触碰或者PLC接受到安全光幕的触发信号或门被打开的信号等情况，会立即切断高压输出停止检测，并发出警报，取消警报后才可再次进行检测；

6、本系统发明构思新颖、结构设计合理、性能稳定可靠、适宜行业推广，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是高压线束性能检测系统的整体结构示意图；

图2是高压采集控制电路中的继电器控制单元电路结构示意图；

图3是高压选通控制电路中的继电器控制单元电路结构示意图；

图4是安全电源控制电路电路结构示意图。

具体实施方式

如图所示本发明的一种高压线束性能检测系统是在高压线束检测实践中发明设计的一种新型线束检测系统。它由微型计算机1、可编程控制器（PLC）2、电阻测试仪3、安规分析仪4、高压采集控制电路5、高压选通控制电路6、检测模块7和安全电源控制电路的八部分构成。所述可编程控制器2根据检测点数的需求选择相匹配的PLC，型号一CP1H，最大的检测点数为96点，型号二CJ2M，最大的检测点数为192点。可编程控制器2、电阻测试仪3、安规分析仪4均分别通过微型计算机1的USB转九针串口组成的232通讯串口进行相互通讯，本系统设置了两块印刷线路板即高压采集板和高压继电器板，两块印刷线路板与板上的元件分别构成了所述高压采集控制电路5和高压选通控制电路6。其高压采集控制电路5中有八个高压继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8，高压继电器型号是LRL-101-100PCV；八个封装是SMA的ES2D 二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8；八个封装是1206的红色指示灯L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8；八个封装是0805的5.1K 的电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，和十六个其型号是LW1-8.25-1P的高压接线端子P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P1’、P2’、P3’、P4’、P5’、P6’、P7’、P8’组成。高压采集板顶端和底端分别有8个高压接线端子P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8和P1’、P2’、P3’、P4’、P5’、P6’、P7’、P8’，每一列的顶端和底端之间刚好是高压继电器的一常开触点，所述八个高压继电器K1- K8、二极管D1- D8、指示灯L1- L8、电阻R1- R8组成一字形排列的八个继电器控制单元（具体接线见图2）J1-J8。八个高压继电器K1- K8线圈的一端即是与其对应的电阻R1-R8与发光二极管L1-L8对应串联后，再分别与继电器K1-K8线圈、及对应的二极管D1-D8相并联的节点作为控制点即A1-A8引出至可编程控制器（PLC）2的信号输出端，继电器K1-K8线圈的另一端始终与24V+相连接。在高压采集板顶端的高压接线输入端子（见图1），其中P1（接地）、P2用于检测气密、导通性能；四个端子P3、P4、P5、P6与电阻测试仪3的两个表笔相连接，具体是P3与电阻测试仪3的恒流+表笔相连，P4与电阻测试仪3的V+表笔相连，P5与电阻测试仪3的V-表笔相连，P6与电阻测试仪3的恒流-表笔相连，用于检测电阻性能；而高压接线端子P7与安规分析仪4的正表笔相连，P8与安规分析仪4的负表笔相连，用于检测线束的耐压、绝缘性能。底端的输出端子P1’ 、P5’、P8’ 是V-、而P2’、P3’、 P7’是恒流+、P4’是V+、 P6’是 恒流-；所述输出端子应同高压继电器板即高压选通控制电路6底端的输入端子P9’- P16’进行连接，就本发明而言这种连接方式可为任意的，只要在2线制线束检测中，满足与检测模块7连接的一根线接正电，另一根线接负电即可；多跟线检测时，一根线先接负电，其余线接正电，阶梯式并行检测，减少检测时间，同时保证每根线都检测到，没有遗漏；单根线检测时，外层的绝缘皮为负电，单根线为正电。本实施例中则采取P1’ 、P5’、P8’同P9’、 P10’、而P2’、P3’、 P7’同P11’、P12’、 而P4’与 P13’ P14’、而P6’同P15’ P16’进行连接，即为高压选通控制电路6提供输入的采集信号。其高压选通控制电路6设置了与高压采集控制电路5相同的八个继电器控制单元（详见图3）J9-J16，引出的八个高压继电器控制点A9-A16与可编程控制器（PLC）2的输出模块8的八个输出控制端相连接，并将高压输出接线端子P9、P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16对应接入待检测的高压线束检测模块（即线束护套的对插件）7与待测的高压线束相连接。除此而外。本系统还设置了安全电源控制电路，它由高压单继电器线路板及线路板上由继电器K0、电阻R0、指示灯L0、二极管D0组成的继电器控制单元（该继电器控制单元与上述高压采集控制电路5和高压选通控制电路6中的相同）J0，及该继电器控制单元的高压继电器常开触点与设备安全光幕9、检测台下面的门控开关10、急停按键11串联，且将安全光幕9与可编程控制器（PLC）2的输入控制端相连接，以便通过硬件与软件相结合的方式确保紧急情况下切断高压电源对系统起到安全可靠的防护作用。

本系统的高压线束的气密、导通、电阻、耐压、绝缘测试的控制与运行由硬件部分和软件部分来完成，硬件部分通过上述可编程控制器（PLC）2进行控制，软件运行于微型计算机1。微型计算机1与可编程控制器（PLC）2、电阻测试仪3、安规分析仪4通过232通讯串口相互通讯。检测时首先判断仪器工作是否正确，检测顺序为气密性、导通性、电阻、耐压、绝缘，前一项不合格，就不会向下进行检测。当微型计算机1接收到返回的数据时，打印检测结果的标签。检测气密、导通性能时，高压采集控制电路5的八个高压输入端子中的1个高压输入端子（P2）与可编程控制器（PLC）2相连，检测时首先打开导通、气密的数据库，开始进行检测，微型计算机1先给可编程控制器（PLC）2发送指令，控制控制点A1、A2电位，高压采集控制电路5中的高压继电器K1、K2得电闭合工作，需要检测的控制点A1、A2对应继电器控制单元J1、J2中的继电器K1、K2工作有输出，指示灯L1、L2点亮，这时与对应的继电器板高压接线端子相连接的检测模块7的检测结果高电平为正确，低电平为错误，检测结果返回到微型计算机1中，并进行数据存储；检测电阻性能时，高压采集控制电路5即是高压采集板的4个高压输入端子P3、P4、P5、P6与电阻测试仪3的两个表笔相连，电阻性能检测时与继电器控制单元J3、J4、J5、J6相对应的继电器K3、K4、K5、K6工作，需要检测的控制点A3、A4、A5、A6与之对应的继电器工作有输出，指示灯L3、L4、L5、L6亮，检测结果的具体电阻值再返回到微型计算机1中，同时进行数据存储并显示 ；检测耐压、绝缘性能时，高压采集板输入端的2个端子（P7、P8）与安规分析仪4的两个表笔相连，检测时，与继电器控制单元J7、J8对应的高压继电器K7、K8的工作，与需要检测的控制点A7、A8对应的继电器K7、K8工作有输出，指示灯L7、 L8点亮，检测的结果具体的电压值返回到微型计算机1中，并进行数据存储显示。

在实际的高压线束检测过程中，可根据需要由可编程控制器2进行编码排序对高压选通控制电路6实施随机控制以实现被测线束的单选或者多选，下面仅以本实施例图1的具体接线方式为例，对本系统作进一步详细说明；如图所示高压选通控制电路6中P9是V-、P11是恒+为气密2个点；P10是V-与P12的恒+是低压导通2个点，P13是V+与P15的恒-含有电阻、P14是V+与P16的恒-分别是2对高压导通点。当高压采集控制电路5的继电器K1、K2闭合工作，首先高压选通控制电路6中的继电器K9与K11闭合工作，对应该继电器控制单元J9、J11的指示灯点L9、L11亮，可实现检测模块7即线束的气密性检测；然后继电器K1与K2断开不工作，继电器K2、K4闭合工作，对应继电器控制单元J10、J12的指示灯点L10、L12亮，完成检测模块的低压导通性能检测；然后断开，依次K5、K7闭合工作、断开，K6、K8闭合工作、断开，检测2对高压导通点；在高压采集控制电路5的继电器K3、K4、K5、K6闭合时，高压选通控制电路6 的继电器K13、K15闭合检测电阻值；检测完成高压采集控制电路5的继电器K3、K4、K5、K6与高压选通控制电路6的继电器K13、K15均都断开没有输出。然后高压采集控制电路5中继电器K7、K8闭合，检测耐压、绝缘性能，高压选通控制电路6中继电器K13、K15、K14、K16依次闭合，检测耐压、绝缘性能。检测结束，所有继电器控制单元J1-J16的继电器K1-K16均断开，整个检测过程完毕。

Claims (3)

1.一种高压线束性能检测系统，由微型计算机（1）、可编程控制器PLC（2）、电阻测试仪（3）、安规分析仪（4）、高压采集控制电路（5）、高压选通控制电路（6）、检测模块（7）和安全电源控制电路构成，其特征在于：所述可编程控制器（2）、电阻测试仪（3）、安规分析仪（4）分别经九针串口与微型计算机USB串口组成的232通讯串口连接，所述高压采集控制电路（5）的高压接线端子P3、P4、P5、P6与电阻测试仪（3）两表笔相连接；其高压接线端子P7、P8与安规分析仪（4）的两表笔相连接；所述高压采集控制电路（5）中各继电器控制单元J1-J8的控制点A1-A8对应接入可编程控制器PLC（2）信号输出端，而所述高压选通控制电路（6）的各继电器控制单元J9-J16的控制点A9-A16接入可编程控制器PLC（2）其输出模块（8）的信号输出端，并且所述高压选通控制电路（6）的八个输出高压接线端子P9-P16与待检测的高压线束检测模块（7）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压线束性能检测系统，其特征在于：安全电源控制电路由高压单继电器线路板及线路板上一个继电器控制单元J0，及该继电器控制单元J0中的高压继电器常开触点与设备安全光幕（9）、检测台下面的门控开关（10）、急停按键（11）串联，且将安全光幕（9）与可编程控制器PLC（2）的输入控制端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压线束性能检测系统，其特征在于：所述高压采集控制电路（5）、高压选通控制电路（6）对应设有八个继电器控制单元J1-J8、J9-J16，所述继电器控制单元J1-J8是在24V+与各控制点A1-A8之间分别设置八个与对应的电阻R1-R8及发光二极管L1-L8相串联，再分别与高压继电器K1- K8线圈、及对应的二极管D1-D8相并联的分支电路，且各继电器K1-K8的常开触点分别连接在与八个继电器控制单元J1-J8对应的各高压输入端子P1-P8与高压输出端子P1’- P8’之间；所述的继电器控制单元J9-J16，是在24V+与各控制点A9-A16之间分别设置八个与对应的电阻R9-R16及发光二极管L9-L16串联，再分别与高压继电器K9- K16线圈、及对应的二极管D9-D16相并联的分支电路，且各继电器K9-K16的常开触点分别连接在与继电器控制单元J9-J16相对应的各高压输出端子P9-P16与高压输入端子P9’– P16’之间。