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洗衣机电气参数的微机测试系统
作者:安徽大学 郑常宝 方斌 李仁    来源:机电工程
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洗衣机/吸尘器展厅
工业洗衣机, 干衣机, 沙发清洗机, 吸尘器, 洗地机...
摘要:用微机测试洗衣机电气参数,可提高洗衣机生产的自动化水平。该文给出了由微机及PLC构成的洗衣机电气参数测试系统的硬件与软件,以及为提高系统可靠性而采取的措施。系统的实际运行收到了很好的效果。
关键词:洗衣机;测试;微机;PLC;可靠性

洗衣机散件在装配线上装配成整机后,要进行电气安全参数测试,只有各项技术指标满足要求才合格。本测试系统主要用于洗衣机的参数测试,微机测试系统各项测试性能符合国标的有关要求;系统能自动完成各检测项目,自动完成数据采集、质量判断(合格、不合格),结果显示,打印商检卡,打印检测报表和质量统计报表;可处理停机恢复,能自动识别空车。微机用于洗衣机电气安全参数测试,可提高洗衣机生产的自动化程度,提高生产率,减轻工人的劳动强度;避免人工测试的随机性,提高测试参数的准确性。

1硬件设计

测试系统结构框图,如图1示,测试线上装有循环链,线上等间隔的排列8个工位,循环链上按工位长度等间隔地固定有三芯插座,一个工位长度为1.2m,洗衣机从装配线由机械手搬运到循环链上放在两个插座之间。洗衣机随循环链运动,每次运动距离为一个工位长,然后停下进行参数测试,测试完再运动,洗衣机运动到最后一个工位由机械手搬运到加水试验线。

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图1系统结构框图

测试系统硬件包括参数测试仪、可编程控制器及微机系统,硬件框图如图2示。

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图2系统硬件框图

1.1微机系统

采用586微机,微机配2台打印机,1台放在机房打印统计报表,1台放在出线口打印商检卡,两个打印机通过共享器使用同一并行口,通过切换选择一台打印机与计算机相连。条码扫描器通过RS-232C串行口连微机。市电经过稳压器及不间断电源(UPS)给系统供电,一方面提高供电质量,另一方面当市电异常时用UPS供电,把数据保存起来,不致于因掉电而丢失有用数据。

1.2参数测试仪

参数测试仪包括接地电阻测试仪、绝缘电阻测试仪、耐压试验仪、电流及功率测试仪、噪音测试仪,各测试仪把测试信号加到洗衣机进行参数测试,测试信号及测试结果在测试仪前面板数字显示,并通过接口单元送给微机。接地电阻的测量方法是10A恒定交流供电,测交流电压得接地电阻,为了提高测量精度,测量方法使用四端子原理,如图3所示。绝缘电阻测量方法是把500V直流电压加到洗衣机相线和零线与地线,由采样得到的电压,经双积分处理,与基准电压比较得出与其对应的数值。泄漏电流测量是测洗衣机火线或零线与地线之间的漏电流。

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图3接地电阻测量原理

耐压试验是将高压加到相线和零线与地线,在规定的高压下,若电流值超过规定值,就会在取样电阻上产生过流信号,通过比较放大,使继电器动作,自动切断高压,同时报警。功率测量是由电压互感器测加到洗衣机的电压值,由电流互感器测流过洗衣机的电流值,电压值、电流值经功率变换器转换为功率值。

为了减少环境噪音的影响,噪音测量在噪音室内进行,噪音室内安装噪音探头,噪音室有很好的隔音效果,洗衣机进口与出口用毛毡很好密封,噪音计把噪音转换为直流电压,噪音仪原理框图,如图4示。

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图4噪音仪原理框图

1.3可编程序控制器

选用三菱公司F1系列可编程序控制器,该控制器有24点输入、36点输出,输入、输出点可进行扩展。可编程序控制器接受光电开关、行程开关及按钮信号,判断链体是否停下、工位上有无洗衣机,控制测量时间,控制测试仪的起、停,发到位信号给微机,微机接到到位信号后读取测试结果。所有参数测试结束,微机判断洗衣机是否合格,若不合格是那项参数不合格,判断结果送给可编程序控制器,可编程序控制器把判断结果在出线口显示出来。

1.4模数转换及数字显示

每个测试仪的测试信号及测试结果经模数转换后数字显示,送给微机。用的模数转换器是ICL7135,7135输出的BCD码译码后驱动5个七段码显示器,形成4位半显示,7135每次输出一位BCD码,微机连续读5次得一次转换结果。

1.5接口及总线

通过40芯扁平电缆把各测试仪、可编程序控制器与微机连接起来、40扁平电缆连接到插入微机扩展槽的接口板,各测试仪通过接口单元挂接到扁平电缆,可编程序控制器通过通讯接口连接到扁平电缆。接口板为16位数字量输入、16位数字量输出板,数字量输出具有锁存能力。通讯接口用于微机与可编程控制器的双向数据传输,两个方向都进行光电隔离,通讯双方互不影响,能可靠地通讯。接口单元具有光电隔离及三态输出能力,接口板输出的16位数字量有四位作为地址信号,地址在接口单元译码,被选中的接口单元与扁平电缆接通,没有被选中的接口单元呈高阻态。

2软件设计

软件用C语言以模块形式编制,软件具有交互应答功能,屏幕用汉字提示,汉字显示方法是读取字库里的字模,用画点函数画出汉字的点阵图形,可放大、旋转汉字。主程序流程图,如图5示,程序执行时屏幕显示主菜单,主菜单有参数设置、参数测试、停机恢复、参数查询、报表打印、退出系统六项可供选择。参数设置用来由操作员设置各被测试参数的合格范围。参数测试是软件的主要部分,当参数测试被选择,屏幕显示第二级菜单,第二级菜单用来设置编码方式,一种编码方式是扫描洗衣机的条码,另一种编码方式是自动加1编码,这种方式下把第一台被测洗衣机的编码送给微机,下一台被测洗衣机编码为前一台加1。参数测试时,屏幕模拟洗衣机在测试线上运动,与洗衣机对应的已测参数在屏幕上显示,且随着洗衣机一起运动,屏幕给出开始测试的时间,当前时间,已测试多少台,其中合格多少台,不合格多少台,在线测试多少台等统计参数。洗衣机到达出线口,根据测得的参数及其合格范围,微机判其是否合格,判断结果除了在显示器上显示,送给可编程序控制器,测试结果存入磁盘中的文件中,并送给出线口打印机,打印洗衣机的商检卡。在测试过程中,由于测试系统有可能出现异常(如断电),而不得不停止测量,这时测试线上的洗衣机有部分参数被测量,利用UPS供电把这部分参数保存起来,当系统恢复正常时能接着继续测量,这样可避免从头开始的重复测量。停机恢复能完成上述功能。参数查询把已测洗衣机的编码及各项参数显示出来供查询。

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图5主程序流程图

3抗干扰措施

为提高系统的可靠性,采取以下措施:

(1)采用稳压电流及不间断电源提高系统的供电质量,测试系统单独供电,避免与其他动力设备用同一路电源,机房设独立接地线,接地电阻小于4Ω,系统一点接地;

(2)采用屏蔽电缆,信号线与电源线分开敷设,相距15cm;

(3)为了准确测试,只有当测试信号稳定后,微机才读取测试结果,如测接地电阻,只有当交流电流稳定到10A才读取接地电阻的值,读取的值经数字滤波后作为最后测试值,数字滤波的做法是读取8个值,去掉两个大数和两个小数后对四个数取算术平均;

(4)采用光电隔离技术,微机与可编程控制器、各测试仪用光电偶合器隔离。

4结论

测试系统已正式投入运行,工作情况良好。稍加修改可用于其他电器的电气安全参数测试。

作者简介:
郑常宝,1990年毕业于合肥工业大学电气工程系,获硕士学位,现工作于安徽大学自动化系,研究方向为微机应用及智能控制。

参考文献
1谭浩强等.C语言程序设计教程.北京:高等教育出版社,1993.
2Turbo C 2.0实用高级编程技巧.北京科海培训中心,1992(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/7/2007)
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