CN211293214U - 一种动车组整车线缆自动测试系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种动车组整车线缆自动测试系统，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，所述移动测试装置包括：输出测试命令的总控模块；多个互相级联的通道切换模块；每个所述通道切换模块包括：接收所述测试命令的CAN中继器；均与所述CAN中继器连接、根据所述测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元。本申请中的移动测试装置可以通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接，通过总控模块的测试命令，所有的被测动车组电气设备线缆均可以由通道切换单元完成导通测试和/或绝缘测试，实现任务灵活调度和多通道的快速自动测试，同时保证了设备和人员的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及动车组电气测试领域，特别涉及一种动车组整车线缆自动测试系统。
背景技术
由于动车组内电气设备种类繁多、部署分散，设备间连接的冗长复杂的电缆成为动车电力、信号传输的重要载体，其性能的好坏直接决定了动车运行的安全性。因此，在动车组生产、检修维护、运行技术保障各阶段，都需要对动车组设备线缆进行电气性能测试。
传统的动车线缆导通测试方法通常采用蜂鸣器三人配合完成，测试效率地，容易出错；绝缘测试则采用单通道分离仪器人工完成测试，而电压过高时设备及人员的安全性不能得到保障。
由于动车组线缆网分布复杂，头车线缆数量近6000条，中间车线缆数量也超过4000条，如此庞大的线缆网络，要在有限时间内完成所有线缆的导通绝缘测试，以满足整车生产及检修的需求，显然传统方法是不适用的。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种动车组整车线缆自动测试系统，以实现自动快速准确地动车组整车线缆测试。其具体方案如下：
一种动车组整车线缆自动测试系统，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，所述移动测试装置包括：
输出测试命令的总控模块；
多个互相级联的通道切换模块；
每个所述通道切换模块包括：
接收所述测试命令的CAN中继器；
与与所述CAN中继器连接、根据所述测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元。
优选的，每个所述通道切换单元包括：
与所述CAN中继器连接的CAN总线控制电路；
标号识别电路；
通过所述CAN总线控制电路接收所述测试命令、利用所述标号识别电路生成控制信号的FPGA芯片；
接收所述控制信号并生成继电器驱动信号的驱动电路；
利用所述继电器驱动信号确定相应的继电器状态的继电器矩阵；
内侧均与所述继电器矩阵连接、外端均连接所述被测动车组电气设备线缆的输出连接器。
优选的，所述继电器矩阵包括第一开关组和第二开关组，其中：
所述第一开关组中每个开关的第一端均连接测量电路的第一端，第二端通过所述输出连接器与所述被测动车组电气设备线缆对应连接；
所述第二开关组中每个开关的第一端均连接所述测量电路的第二端，第二端通过所述输出连接器与所述被测动车组电气设备线缆对应连接。
优选的，所述总控模块包括：
ARM控制器；
与所述ARM控制器连接的激励源控制电路、高速AD采集芯片、高压安全保护电路；
均与所述激励源控制电路连接的程控高压源和恒流源；
与所述恒流源连接的导通测量电路、与所述程控高压源连接的绝缘测量电路；
与所述ARM控制器连接、切换所述导通测量电路与所述绝缘测量电路的功能切换电路。
优选的，所述绝缘测量电路包括采样电阻、分压电阻、与所述采样电阻并联并向所述高速AD采集芯片输出电压采样信号的信号滤波隔离电路，其中：
所述采样电阻和所述分压电阻通过所述通道切换单元与被测绝缘电阻串联后与所述程控高压源并联。
优选的，所述激励源控制电路包括：
D/A转换电路、功率驱动电路、高压控制继电器和地址译码电路。
优选的，所述总控模块还包括：
为所述ARM控制器、所述高速AD采集芯片、所述功能切换电路、所述通道切换模块供电的AC-DC单元。
优选的，所述通道切换模块还包括：
与所述AC-DC单元连接，为所述CAN中继器和多个所述通道切换单元供电的DC-DC单元。
优选的，所述动车组整车线缆自动测试系统还包括与所述总控模块连接的上位机。
优选的，所述动车组整车线缆自动测试系统还包括：
附有标号、支持所述转接工装的线缆支架。
本申请公开了一种动车组整车线缆自动测试系统，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，所述移动测试装置包括：输出测试命令的总控模块；多个互相级联的通道切换模块；每个所述通道切换模块包括：接收所述测试命令的CAN中继器；均与所述CAN中继器连接、根据所述测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元。本申请中的移动测试装置可以通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接，通过总控模块的测试命令，所有的被测动车组电气设备线缆均可以由通道切换单元完成导通测试和/或绝缘测试，实现任务灵活调度和多通道的快速自动测试，同时保证了设备和人员的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中一种动车组整车线缆自动测试系统的结构分布图；
图2为本实用新型实施例中一种通道切换单元的结构分布图；
图3为本实用新型实施例中一种继电器矩阵的拓扑连接图；
图4为本实用新型实施例中一种总控模块的结构分布图；
图5为本实用新型实施例中一种绝缘测量电路的结构分布图；
图6为本实用新型实施例中一种恒流源法的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例公开了一种动车组整车线缆自动测试系统，参见图1所示，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，移动测试装置包括：
输出测试命令的总控模块1；
多个互相级联的通道切换模块2；
每个通道切换模块2包括：
接收测试命令的CAN中继器21；
均与CAN中继器21连接、根据测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元22。
可以理解的是，本实施例中通常选择移动小车作为转接工装和移动测试装置的载体，移动小车采用统一的电气接口，能够根据现场作业环境灵活调整，适用于非固定台位生产模式。
可以理解的是，本实施例中动车组整车线缆自动测试系统采用分布式系统结构，可以配合动车组整车线缆数量多、连接复杂、线缆分布广的特点，每个移动测试装置对应的被测动车组电气设备线缆的最大数量由通道切换模块2的数量、通道切换单元22的数量、每个通道切换单元22的通道规格确定，通常可设置4个通道切换模块2，每个通道切换模块2可包括10个通道切换单元22，每个通道切换单元22可支持100路测试通道，此时该移动测试装置可容纳4000路测试通道。本实施例中的移动测试装置最多可支持20000路。
具体的，总控模块1通常采用台式仪器结构形式，作为移动测试装置的核心功能单元，进行上下路的通信和测试数据传输，与通道切换单元2通过CAN总线连接。类似的，通道切换模块2之间通过CAN总线完成级联，相隔距离在20米至60米之间。
本实用新型实施例公开了一种动车组整车线缆自动测试系统，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，所述移动测试装置包括：输出测试命令的总控模块；多个互相级联的通道切换模块；每个所述通道切换模块包括：接收所述测试命令的CAN中继器；均与所述CAN中继器连接、根据所述测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元。本实施例中的移动测试装置可以通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接，通过总控模块的测试命令，所有的被测动车组电气设备线缆均可以由通道切换单元完成导通测试和/或绝缘测试，实现任务灵活调度和多通道的快速自动测试，同时保证了设备和人员的安全。
本实用新型实施例公开了一种具体的动车组整车线缆，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，参见图2所示，每个通道切换单元22包括：
与CAN中继器21连接的CAN总线控制电路3；
标号识别电路4；
通过CAN总线控制电路3接收测试命令、利用标号识别电路生成控制信号的FPGA芯片5；
接收控制信号并生成继电器驱动信号的驱动电路6；
利用继电器驱动信号确定相应的继电器状态的继电器矩阵7；
内侧均与继电器矩阵7连接、外端均连接被测动车组电气设备线缆的输出连接器8。
可以理解的是，CAN中继器21接收总控模块1下发的测试命令，并转发到相应的通道切换单元22，在该通道切换单元22内，CAN总线控制电路3接收该测试命令并发给FPGA芯片5，FPGA芯片5对测试命令进行解析、译码，利用标号识别电路4完成标号识别，生成控制信号并发送给驱动电路6，驱动电路6进一步产生继电器驱动信号，进而驱动继电器矩阵7中继电器完成闭合或断开动作，确定相应的继电器状态。
具体的，标号识别电路4具体用于箱号/板号的识别，为FPGA芯片5提供箱号/板号的对应信息。
进一步的，输出连接器8与继电器矩阵7的连接拓扑参见图3所示，继电器矩阵7包括第一开关组J1a-J55a，和第二开关组J1b-J55b，其中：
第一开关组中每个开关的第一端均连接测量电路的第一端A，第二端通过输出连接器8与被测动车组电气设备线缆对应连接；
第二开关组中每个开关的第一端均连接测量电路的第二端B，第二端通过输出连接器8与被测动车组电气设备线缆对应连接。
可以理解的是，继电器矩阵7采用了两路输入多路输出的结构，通过控制相应继电器，实现了被测动车组电气设备线缆的目标指定通道与测量电路的物理连接，这里所指测量电路具体为绝缘测量电路或导通测量电路。例如图3所示的继电器矩阵7中开关J1a和J3b吸合，分别将被测动车组电气设备线缆的节点1和3接入测量电路的第一端A和第二端B。
可以理解的是，继电器矩阵7中第一开关组和第二开关组的开关个数可以按照需求设置，本实施例不作限制。
本实用新型实施例公开了一种具体的动车组整车线缆自动测试系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的，参见图4所示，总控模块1包括：
ARM控制器9；
与ARM控制器9连接的激励源控制电路X1、高速AD采集芯片X2、高压安全保护电路X3；
均与激励源控制电路X1连接的程控高压源U和恒流源I；
与恒流源I连接的导通测量电路X4、与程控高压源U连接的绝缘测量电路X5；
与ARM控制器9连接、切换导通测量电路X4与绝缘测量电路X5的功能切换电路X6。
具体的，ARM控制器9作为总控模块1的调度中心，通常选择32位高性能ARM嵌入式控制器，用于控制激励源控制电路X1和功能切换电路X6，并接收高速AD采集芯片X2的采样信息；高速AD采集芯片X2的采集通道最大支持24路，采样速度大于800kHz，可实现导通次数超过200次/秒；高压安全保护电路X3则用于实现绝缘高压测试的安全监控和过流保护，确定测试系统以及测试人员的安全；功能切换电路X6用于实现导通测量电路X4和绝缘测量电路X5的切换。
其中，激励源控制电路X1包括D/A转换电路、功率驱动电路、高压控制继电器和地址译码电路，由ARM控制器9控制输出0～5V的电平信号；程控高压源U接收该电平信号，并输出0～1000V直流高压；恒流源I接收该电平信号，输出0～100mA恒流电流。
具体的，绝缘测量电路X5参见图5所示，包括采样电阻R1、分压电阻R2、与采样电阻R1并联并向高速AD采集芯片X2输出电压采样信号的信号滤波隔离电路F，其中：
采样电阻R1和分压电阻R2通过通道切换单元与被测绝缘电阻Rx串联后与程控高压源U并联。
可以理解的是，采样电阻R1、分压电阻R2和被测绝缘电阻Rx串联，具体位置先后不作限定，图5仅为一种示例；程控高压源U为测试电压施加于三个串联的电阻的两端，信号滤波隔离电路F输出的电压采样信号由高速AD采集芯片X2获取，后续再由ARM控制器9进行计算得到被测绝缘电阻Rx。
参见图6所示，导通测试采用恒流源法，由ARM控制器9控制恒流源I的输出电流大小，通过功能切换电路X6使导通测量电路X4与被测回路实现物理导通，高速AD采集芯片X2采集被测导通电阻Ry的电流和电压，后续再由ARM控制器9计算得到被测导通电阻Ry。
进一步的，总控模块1还包括：
为ARM控制器9、高速AD采集芯片X2、功能切换电路X6、通道切换模块2供电的AC-DC单元。
相应的，通道切换模块2还包括：
与AC-DC单元连接，为CAN中继器21和多个通道切换单元22供电的DC-DC单元。
通常，AC-DC单元为总控模块1中的其他电路提供DC5.2V、DC12V的电源，同时输出DC48V/30A电压至所有通道切换模块2，每个通道切换模块2内部的DC-DC单元再将DC48V/30A转换为DC5.2V/12.5A、DC12V/10A，为各电路供电，满足通道切换模块2的长距离稳定供电需求。
本实用新型实施例公开了一种具体的动车组整车线缆自动测试系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。
具体的，动车组整车线缆自动测试系统还包括与总控模块1连接的上位机。
可以理解的是，上位机可运行自动导通绝缘测试软件，包括测试流程的编辑、测点地址配置、测试任务管理与运行、系统自检、系统校准、报表管理等。总控模块1中ARM控制器作为服务端通过LAN协议与上位机通讯，接收、解析控制指令，向通道切换单元输出测试命令；通道切换单元中FPGA接收测试命令并运行片内控制程序，通过驱动电路改变继电器矩阵中继电器状态，从而实现被测动车组电气设备线缆与测试电路之间的物理连接，完成导通测试和/或绝缘测试。
进一步的，动车组整车线缆自动测试系统还包括附有标号、支持转接工装的线缆支架，方便在现场作业时对转接工装线缆的取用和收放。
可见，本实施例中整个测试系统采用上位机+总控模块1+多个通道切换模块2的结构，具有任务调度灵活、任务容量大、可拓展性强、运行速度快、安全稳定的优点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，包括通过转接工装与被测动车组电气设备线缆连接的移动测试装置，所述移动测试装置包括：
输出测试命令的总控模块；
多个互相级联的通道切换模块；
每个所述通道切换模块包括：
接收所述测试命令的CAN中继器；
均与所述CAN中继器连接、根据所述测试命令进行导通测试和/或绝缘测试的多个通道切换单元。
2.根据权利要求1所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，每个所述通道切换单元包括：
与所述CAN中继器连接的CAN总线控制电路；
标号识别电路；
通过所述CAN总线控制电路接收所述测试命令、利用所述标号识别电路生成控制信号的FPGA芯片；
接收所述控制信号并生成继电器驱动信号的驱动电路；
利用所述继电器驱动信号确定相应的继电器状态的继电器矩阵；
内侧均与所述继电器矩阵连接、外端均连接所述被测动车组电气设备线缆的输出连接器。
3.根据权利要求2所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述继电器矩阵包括第一开关组和第二开关组，其中：
所述第一开关组中每个开关的第一端均连接测量电路的第一端，第二端通过所述输出连接器与所述被测动车组电气设备线缆对应连接；
所述第二开关组中每个开关的第一端均连接所述测量电路的第二端，第二端通过所述输出连接器与所述被测动车组电气设备线缆对应连接。
4.根据权利要求1所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述总控模块包括：
ARM控制器；
与所述ARM控制器连接的激励源控制电路、高速AD采集芯片、高压安全保护电路；
均与所述激励源控制电路连接的程控高压源和恒流源；
与所述恒流源连接的导通测量电路、与所述程控高压源连接的绝缘测量电路；
与所述ARM控制器连接、切换所述导通测量电路与所述绝缘测量电路的功能切换电路。
5.根据权利要求4所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述绝缘测量电路包括采样电阻、分压电阻、与所述采样电阻并联并向所述高速AD采集芯片输出电压采样信号的信号滤波隔离电路，其中：
所述采样电阻和所述分压电阻通过所述通道切换单元与被测绝缘电阻串联后与所述程控高压源并联。
6.根据权利要求5所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述激励源控制电路包括：
D/A转换电路、功率驱动电路、高压控制继电器和地址译码电路。
7.根据权利要求6所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述总控模块还包括：
为所述ARM控制器、所述高速AD采集芯片、所述功能切换电路、所述通道切换模块供电的AC-DC单元。
8.根据权利要求7所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，所述通道切换模块还包括：
与所述AC-DC单元连接，为所述CAN中继器和多个所述通道切换单元供电的DC-DC单元。
9.根据权利要求1至8任一项所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，还包括与所述总控模块连接的上位机。
10.根据权利要求9所述动车组整车线缆自动测试系统，其特征在于，还包括：
附有标号、支持所述转接工装的线缆支架。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921994815.0U CN211293214U (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种动车组整车线缆自动测试系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921994815.0U CN211293214U (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种动车组整车线缆自动测试系统 |
Publications (1)
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| CN211293214U true CN211293214U (zh) | 2020-08-18 |
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ID=72018727
Family Applications (1)
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| CN201921994815.0U Active CN211293214U (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种动车组整车线缆自动测试系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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