CN206584228U - 主干控制器的测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主干控制器的测试系统，测试系统包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括工控机、数显张力计、数显推力计、电子塞规、转换开关、开关量采样模块、电阻测试仪和打印机，软件部分是系统人工交互接口和控制功能的实现部分。通过上述方式，本实用新型主干控制器的测试系统能够对主干控制器进行半自动检测，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印，减少了检验出错的可能性，减少了检验人员的工作量，提高了主干控制器的检测准确度。

Description

主干控制器的测试系统

技术领域

本实用新型涉及列车主干控制器检测技术领域，特别是涉及一种列车上主干控制器的测试系统。

背景技术

动车组每运行180万公里或每隔6年进行一轮五级修，要全面地检修列车的各个部件，主干控制器是列车司机室操纵台的重要部件之一，用于向列车的控制电路发出列车的“运行方向”和“运行速度”控制指令。

在五级修中，要对主干控制器进行手柄推力、触点张力、触点间隙和触点电阻等四个项目的检测，并出示检测数据。

在以前的检修中，主干控制器的检测数据由人工记录，检验人员的工作量较大，并且存在记录出错的可能，导致检测报告不准确。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种主干控制器的测试系统，能够对主干控制器进行半自动检测，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印，减少了检验出错的可能性，减少了检验人员的工作量，提高了主干控制器的检测准确度，减小了测量误差。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种主干控制器的测试系统，用于对主干控制器进行手柄推力检测、触点张力检测、触点间隙检测和触点电阻检测，包括：硬件部分和软件部分：

硬件部分包括：工控机、数显张力计、数显推力计、电子塞规、转换开关、开关量采样模块、电阻测试仪和打印机；

工控机，用于搭载系统的软件部分，满足人工交互接口的实现，完成数据采集、显示以及数据报表的生成和打印；

数显推力计，用于测试方向手柄和档位手柄在档位切换时需要的手柄推力，与工控机通讯连接，将推力数据上传至工控机；

数显张力计，用于测试11组触点闭合时动、静触点间的压力，与工控机通讯连接，将张力数据上传至工控机；

电子塞规，用于测试11组触点断开时动、静触点间的压力，与工控机通讯连接，将张力数据上传至工控机；

开关量采样模块，一端分别与转换开关和主干控制器的输出端通讯连接，另一端与工控机通讯连接，用于对转换开关的输出进行采样编码或对主干控制器的输出进行采样编码，并上传至工控机；

转换开关，用于实现四个检测项目间的切换，与开关量采样模块通讯连接，开关量采样模块读取转换开关的状态信息，并上传至工控机；

电阻测试仪，用于测试触点电阻，与工控机通讯连接，将电阻数据上传至工控机；

打印机，与工控机建立通讯连接，用于打印测试报表；

软件部分，是系统人工交互接口和控制功能的实现部分，通过开关量采样模块检测主干控制器和转换开关输出状态，由转换开关的输出状态判断当前的测试项目并建立通讯。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述主干控制器上具有两个控制手柄，分别为方向手柄和档位手柄，方向手柄分为三档：分别为前进档、切除档和后退档，档位手柄分为11档：分别为P1档、P2档、P3档……P10档和切除档；

当方向手柄为前进档或者后退档时档位手柄才可推动，方向手柄为切除档时档位手柄无法推动；当档位手柄在档位上时方向手柄是无法推动的，只有当档位手柄在切除档时方向手柄才可以推动；

主干控制器内部具有15组触点，测试采样使用11组，测试数据包括两个控制手柄的24组档位切换的推力数据以及11组触点张力数据、触点间隙数据及触点电阻数据。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述数显推力计和电子塞规分别通过RS232总线与工控机的第四串口和第三串口相连，建立点对点通讯方式。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述开关量采样模块具有16个采样通道，通过RS485总线与工控机的第一串口相连，建立点对点通讯方式。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述电阻测试仪具有11台，分别对应需要测试的触点，通过RS485总线与工控机的第二串口相连，建立单主机对多从机的通讯方式。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述数显张力计和打印机各通过一个USB接口与工控机建立通讯连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述主干控制器的11组触点的进线与电源的正线相连，11组触点的出线分别与开关量采样模块的1~11通道相连。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述转换开关输出四路开关量信号，分别与开关量采样模块的12~15通道相连。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述软件部分读取数显推力计、数显张力计、电子塞规和电阻测试仪的测试数据，通过开关量采样模块检测主干控制器和转换开关输出状态，由转换开关的输出状态判断当前的测试项目，以便与相应的测试仪器建立通讯，并根据主干控制器输出状态的变化，确定当前测试数据与数据报表的对应关系，将测试数据填入相应报表和在软件界面中显示。

本实用新型的有益效果是：本实用新型主干控制器的测试系统能够对主干控制器进行半自动检测，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印，减少了检验出错的可能性，减少了检验人员的工作量，提高了主干控制器的检测准确度，减小了测量误差。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型的主干控制器一较佳实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的主干控制器一较佳实施例的逻辑图；

图3是本实用新型的主干控制器的测试系统主要功能部分的结构框图；

图4是本实用新型的主干控制器的测试方法中软件界面的效果图；

附图中各部件的标记如下：100、主干控制器，101、方向手柄，102、档位手柄。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图4，本实用新型实施例包括：

一种主干控制器，在主干控制器100上具有两个控制手柄，分别为方向手柄101和档位手柄102，方向手柄101分为三档：分别为前进档、切除档和后退档，档位手柄102分为11档：分别为P1档、P2档、P3档……P10档和切除档。

主干控制器100内部具有15组触点，测试采样使用11组，测试数据包括两个控制手柄的24组档位切换的推力数据以及11组触点张力数据、触点间隙数据及触点电阻数据。

主干控制器100操作说明：当方向手柄101为前进档或者后退档时档位手柄才可推动，方向手柄101为切除档时档位手柄102无法推动；当档位手柄102在档位上时方向手柄是无法推动的，只有当档位手柄102在切除档时方向手柄101才可以推动。

一种主干控制器的测试系统，用于对主干控制器100进行手柄推力检测、触点张力检测、触点间隙检测和触点电阻检测，自动记录检测数据并生成数据报表。

测试系统包括：硬件部分和软件部分，其中硬件部分包括：工控机、数显张力计、数显推力计、电子塞规、转换开关、开关量采样模块、电阻测试仪和打印机。

工控机是测试系统的主控制器，运行Windows系统，用于搭载系统的软件部分，满足人工交互接口的实现，完成数据采集、显示以及数据报表的生成和打印。

数显推力计用于测试方向手柄101和档位手柄102在档位切换时需要的手柄推力，通过RS232总线与工控机的第四串口连接，建立点对点通讯方式，将推力数据上传至工控机。

数显张力计用于测试11组触点闭合时动、静触点间的压力，通过USB接口与工控机通讯连接，将张力数据上传至工控机。

电子塞规用于测试11组触点断开时动、静触点间的压力，通过RS232总线与工控机的第三串口连接，建立点对点通讯方式，将张力数据上传至工控机。

转换开关，共有5个档位（为4个有效档位和1个空档），用于实现四个检测项目（手柄推力检测、触点张力检测、触点间隙检测和触点电阻检测）之间的切换。

转换开关与开关量采样模块通讯连接，开关量采样模块读取转换开关的状态信息，并上传至工控机。

开关量采样模块具有16个采样通道，可采样16路开关量信号，其一端分别与转换开关和主干控制器100的输出端通讯连接，另一端与工控机通讯连接，开关量采样模块有两个功能：分别为对转换开关的输出进行采样编码，或者对主干控制器的输出进行采样编码。

开关量采样模块通过RS485总线与工控机的第一串口相连，具体通过RS485-RS232转换器与工控机的第一串口相连，建立点对点通讯方式，将采样结果上传至工控机，测试软件根据采样数据来判断主干控制器和转换开关的输出状态。

电阻测试仪用于测试触点电阻，共有11台，分别对应需要测试的触点，通过RS485总线与工控机的第二串口相连，具体通过RS485-RS232转换器与工控机的第二串口相连，建立单主机对多从机的通讯方式，将电阻数据上传至工控机。

打印机通过一个USB接口与工控机建立通讯连接，用于打印测试报表。

在实际检测过程中，主干控制器的11组触点（B，C，E~L，P）的进线（对应线号K1，K4~K11）与24V电源的正线相连，11组触点（B，C，E~L，P）的出线（对应线号K2，K3，K12~K20）分别与开关量采样模块的1~11通道相连。

转换开关输出四路开关量信号，分别与开关量采样模块的12~15通道相连。

主干控制器的测试系统的软件部分是系统人工交互接口和控制功能的实现部分，由VC++编写。主要功能为：通过开关量采样模块检测主干控制器和转换开关输出状态，由转换开关的输出状态判断当前的测试项目并建立通讯。具体步骤如下：

a、读取数显推力计、数显张力计、电子塞规和电阻测试仪的测试数据；

b、在检测过程中，通过开关量采样模块检测主干控制器和转换开关输出状态，由转换开关的输出状态判断当前的测试项目，以便与相应的测试仪器建立通讯；并根据主干控制器输出状态的变化，确定当前测试数据与数据报表的对应关系，将测试数据填入相应报表和在软件界面中显示；

c、在检测过程中，将检测数据在软件界面上显示；

d、测试完成后，生成检测报表并将报表发送到打印机。

一种主干控制器的测试系统的测试方法，包括如下步骤：

a、当主干控制器在进行手柄档位推力检测时，工控机实时扫描主干控制器的触点状态用来检测此时主干控制器的档位并传输给软件部分，此时数显推力计将档位变化时检测到的最大数据传输给软件部分，软件部分通过程序将数据对应填入表格一。

b、当主干控制器在进行触点张力检测时，工控机实时扫描主干控制器的触点状态用来检测此时主干控制器的档位并传输给软件部分，而数显张力计将档位变化时检测到的最大数据传输给软件部分，此时软件部分通过程序将数据对应填入表格二。

c、当主干控制器在进行触点间隙检测时，电子塞规按照触点1~11的顺序进行检测，将检测到的最大数据传输给软件部分，此时软件部分通过程序将数据对应填入表格二。

d、当主干控制器在进行触点电阻检测时，工控机实时扫描主干控制器的触点状态用来检测此时主干控制器的档位并传输给软件部分，而11台电阻测试仪将档位变化时检测到的最大数据传输给软件部分，此时软件部分通过程序将数据对应填入表格二。

具体检测方法和软件实现方法如下：

（1）手柄档位推力测试方法：

按照表格一所示，顺次测量24组数据，其中数据“1~10”对应档位手柄的“切-P1，P1-P2，……P9-P10”共十个正向切换过程；

数据“11~20”对应档位手柄的“P10-P9，……P2-P1，P1-切”共十个反向切换过程；

数据“21~22”对应档位手柄的“前-切，切-后”共两个正向切换过程；

数据“23~24”对应档位手柄的“后-切，切-前”共两个反向切换过程；

操作方法为：

第一步，测试档位手柄，测试前要将方向手柄切换为前进挡或者后退档，检验员用推力计推动档位手柄，从“切除档”正向推到“P10档”，再从“P10档”反向推到“切除档”；

第二步，测试方向手柄，测试前要将档位手柄置为切除档，检验员用推力计测头推动方向手柄，从“前进”正向推到“后退”，然后反向推到“切除档”；

在进行手柄档位推力检测时，控制软件会实时读取开关量采样模块的数据，根据触点状态变化读取该形成的推力数据。

（2）触点电阻测试方法：

测试的触点有B，C，E~L，P共十一组：触点电阻测试时，需要将触点闭合，11组触点分两次测试：

第一步，将方向手柄切换为前进挡，档位手柄置为P10档，对应B，E~K，P触点闭合，此时测试软件依次读取电阻测试仪（1，3~9，11）的电阻数据，分别记录在表格二的触点电阻（1，3~9，11），同时将数据在界面中显示。

第二步，将挡位手柄置为切除档，方向手柄切换为后退档，对应C，L触点闭合，此时测试软件依次读取电阻测试仪（2，10）的电阻数据，分别填入表格二的触点电阻（2，10），同时将数据在界面中显示。

（3）触点间隙测试方法：

测试的触点有B，C，E~L，P共11组，触点电阻测试时，需要将触点断开，11组触点分两次测试：

第一步，将档位手柄置为切除档、方向手柄切换为后退档；对应B， E~K，P触点断开，检验员将电子塞规测头依次塞入B，E~K，P触点的动、静触点之间，被测触点由开路状态变为导通状态；

控制软件会实时读取开关量采样模块的数据，根据主干控制器输出状态的变化判断被测触点并读取相应的间隙数据，将触点(B，E~K，P)的间隙数据分别填入表格二的触点间隙(1，3~9，11)。

第二步，将方向手柄切换为前进档，档位手柄置为P1档，对应(C，L)触点断开，检验员将电子塞规测头依次塞入(C，L)触点的动、静触点之间，被拨测触点由开路状态变为导通状态；

控制软件会实时读取开关量采样模块的数据，根据主干控制器输出状态的变化判断被测触点并读取相应的间隙数据，将触点(C，L)的间隙数据分别填入表格二触点间隙(2，10)。

（四）触点压力测试方法：

测试的触点有B，C，E~L，P共11组，触点压力测试时，需要将触点闭合，11组触点分两次测试：

第一步，将方向手柄切换为前进档、档位手柄置为P10档；对应B，E~K，P触点闭合，检验员用张力计测头依次拨动B，E~K，P触点的动触点，被拨动的触点由闭合状态变为断开状态；

控制软件会实时读取开关量采样模块的数据，根据主干控制器输出状态的变化判断被测触点，读取相应的压力数据，将触点(B，E~K，P)的压力数据分别填入表格二触点压力(1，3~9，11)。

第二步，将档位手柄置为切除档、方向手柄切换为后退档；对应C，L触点闭合，检验员用张力计测头依次拨动C，L触点的动触点，被拨动的触点由闭合状态变为断开状态；

控制软件会实时读取开关量采样模块的数据，根据主干控制器输出状态的变化判断被测触点读取相应的压力数据，将触点(C，L)的压力数据分别填入表格二触点压力(2，10)。

测试软件说明：

测试项目，用来显示当前的测试项目，测试项目有4项，包括手柄推力、接触电阻、接触间隙和接触压力，分布对应项目选择由测试台的档位手柄控制；当前测试项目将突出显示，其他3项将显示为灰色。

测试控制按钮，共有4个包括项目测试开始、项目测试结束、保存数据和生成报表。

项目测试开始，在档位手柄切换后，检验员需要在“当前项目的测试操作”之前，按下“项目测试开始”按钮，测试软件件与该项目的测试仪器建立“数据连接”，准备接受仪器发送的测试数据。

项目测试结束，检验员需要在“当前项目的测试操作”完成后，按下“项目测试开始”按钮，测试软件件将完成测试数据的读取，断开与测试仪器的“数据连接”，并将测试数据显示“测试软件界面”中。

保存数据，在4个测试项目完成后，检验员需要按下“保存数据”按钮，将界面中的数据保存、确认。

生成报表，检验员需要按下“生成报表”按钮，将界面中的数据保存确认后，再按下“生成报表”按钮，软件自动将保存的数据导成Word报表；并且软件会自动将Word报表打开，此时检验员需要将表格打印完成本次测试。

退出，本按钮用于关闭测试软件。

辅助信息输入：检验员在保存数据前，需要录入“制造编号”、“检修编号”和“测定人”信息。测定日期，由软件自动填写，检验员不需要录入。

第一步：启动“测试软件”；

第二步：填写“制造编号”、“检修编号”和“测定人”信息（测定日期，由软件自动填写）；

第三步：进行测试

A、将测试台的“转换手柄”切换到“手柄推力”档位；按下“项目测试开始”按钮，然后开始手柄推力的相关手动操作；检验员在完成“相关手动测试操作”后，按下“项目测试结束”按钮，本项测试结束。

B、将测试台的“转换手柄”切换到“接触电阻”档位；按下“接触电阻”按钮，然后开始手柄推力的相关手动操作；检验员在完成“相关手动测试操作”后，按下“项目测试结束”按钮，本项测试结束。

C、将测试台的“转换手柄”切换到“接触间隙”档位；按下“项目测试开始”按钮，然后开始手柄推力的相关手动操作；检验员在完成“相关手动测试操作”后，按下“项目测试结束”按钮，本项测试结束。

D、将测试台的“转换手柄”切换到“接触压力”档位；按下“项目测试开始”按钮，然后开始手柄推力的相关手动操作；检验员在完成“相关手动测试操作”后，按下“项目测试结束”按钮，本项测试结束。

备注一：4个测试项目（手柄推力、接触电阻、接触间隙和接触压力）并不一定要按A，B，C，D的顺序来进行，可以由检验员自行决定。

备注二：如果A，B，C，D中某个测试项目的数据需要重测，只需要将测试台的“转换手柄”切换到该档位，再进行相关的测试操作即可（具体操作参照A，B，C，D之一）。

第四步：生成测试数据报表

A、检验员需要按下“保存数据”按钮，将界面中的数据（包括“制造编号”、“检修编号”、“测定人”和测试数据等信息）保存、确认；

B、检验员需要按下“生成报表”按钮，软件自动将保存的数据导成Word报表，并且软件会自动将Word报表打开；

C、检验员打印Word报表，Word报表的打印方法，与普通Word文档的打印方法相同；Word报表打印完毕后，检验员将Word报表关闭即可。本次测试完成。

主干控制器的检修记录表，即主干控制器的手柄测试数据和触点测试数据结果记录如下：

测试条件

制造编号

检修编号

测定人

测定日期

手柄操作力

20~50N

接触电阻

＜0.1mΩ

触点间距

6.5~7.0mm

接触压力

2.4±0.5N

表格一：手柄测试数据

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
									档位切换	切-P1	P1-P2	P2-P3	P3-P4	P4-P5	P5-P6	P6-P7	P7-P8
推力（N）	33	35	36	34	35	35	34	33
									序号	9	10	11	12	13	14	15	16
档位切换	P8-P9	P9-P10	P10-P9	P9-P8	P8-P7	P7-P6	P6-P5	P5-P4
									推力（N）	33	34	34	33	33	34	35	35
序号	17	18	19	20	21	22	23	24
									档位切换	P4-P3	P3-P2	P2-P1	P1-切	前-切	切-后	后-切	切-前
推力（N）	34	35	35	33	35	36	36	35

根据表格一的手柄测试数据可知，主干控制器的手柄推力大小为33~36N，测量结果精准度高，误差小。

表格二：触点测试数据

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
									接触电阻（mΩ）	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
接触间隙（mm）	6.6	6.5	6.6	6.5	6.5	6.6	6.6	6.6
									接触压力（N）	2.2	2.3	2.4	2.3	2.3	2.3	2.2	2.3
序号	9	10	11	12	13	14	15
									接触电阻（mΩ）	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
接触间隙（mm）	6.6	6.5	6.6	6.5	6.5	6.6	6.6
									接触压力（N）	2.2	2.3	2.4	2.3	2.3	2.3	2.2

根据表格二的触点测试数据可知，触点接触电阻为0.1 mΩ，触点接触间隙为6.5~6.6 mm，触点接触压力为2.2~2.4N，测量结果误差小，精准度高。

本实用新型主干控制器的测试系统的有益效果是：

可对主干控制器进行半自动检测，自动完成测试数据的记录和报表的生成与打印，减少了检验出错的可能性，减少了检验人员的工作量，提高了主干控制器的检测准确度，减小了测量误差。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种主干控制器的测试系统，用于对主干控制器进行手柄推力检测、触点张力检测、触点间隙检测和触点电阻检测，其特征在于，包括：硬件部分和软件部分：

硬件部分包括：工控机、数显张力计、数显推力计、电子塞规、转换开关、开关量采样模块、电阻测试仪和打印机；

工控机，用于搭载系统的软件部分，满足人工交互接口的实现，完成数据采集、显示以及数据报表的生成和打印；

数显推力计，用于测试方向手柄和档位手柄在档位切换时需要的手柄推力，与工控机通讯连接，将推力数据上传至工控机；

数显张力计，用于测试11组触点闭合时动、静触点间的压力，与工控机通讯连接，将张力数据上传至工控机；

电子塞规，用于测试11组触点断开时动、静触点间的压力，与工控机通讯连接，将张力数据上传至工控机；

开关量采样模块，一端分别与转换开关和主干控制器的输出端通讯连接，另一端与工控机通讯连接，用于对转换开关的输出进行采样编码或对主干控制器的输出进行采样编码，并上传至工控机；

转换开关，用于实现四个检测项目间的切换，与开关量采样模块通讯连接，开关量采样模块读取转换开关的状态信息，并上传至工控机；

电阻测试仪，用于测试触点电阻，与工控机通讯连接，将电阻数据上传至工控机；

打印机，与工控机建立通讯连接，用于打印测试报表；

软件部分，是系统人工交互接口和控制功能的实现部分，通过开关量采样模块检测主干控制器和转换开关输出状态，由转换开关的输出状态判断当前的测试项目并建立通讯。

2.根据权利要求1所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述主干控制器上具有两个控制手柄，分别为方向手柄和档位手柄，方向手柄分为三档：分别为前进档、切除档和后退档，档位手柄分为11档：分别为P1档、P2档、P3档……P10档和切除档；

当方向手柄为前进档或者后退档时档位手柄才可推动，方向手柄为切除档时档位手柄无法推动；当档位手柄在档位上时方向手柄是无法推动的，只有当档位手柄在切除档时方向手柄才可以推动；

主干控制器内部具有15组触点，测试采样使用11组，测试数据包括两个控制手柄的24组档位切换的推力数据以及11组触点张力数据、触点间隙数据及触点电阻数据。

3.根据权利要求1所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述数显推力计和电子塞规分别通过RS232总线与工控机的第四串口和第三串口相连，建立点对点通讯方式。

4.根据权利要求1所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述开关量采样模块具有16个采样通道，通过RS485总线与工控机的第一串口相连，建立点对点通讯方式。

5.根据权利要求1所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述电阻测试仪具有11台，分别对应需要测试的触点，通过RS485总线与工控机的第二串口相连，建立单主机对多从机的通讯方式。

6.根据权利要求1所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述数显张力计和打印机各通过一个USB接口与工控机建立通讯连接。

7.根据权利要求2所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述主干控制器的11组触点的进线与电源的正线相连，11组触点的出线分别与开关量采样模块的1~11通道相连。

8.根据权利要求7所述的主干控制器的测试系统，其特征在于，所述转换开关输出四路开关量信号，分别与开关量采样模块的12~15通道相连。