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基于单片机的电气控制线路接线故障诊断系统

作者:时间:2010-09-23来源:网络收藏

2.2 节点切换矩阵工作原理
表1中各电器元件的桩(即节点)均用导线连接至节点切换矩阵的微型继电器,通过继电器把节点和检测总线(分为主总线和从总线)相连通。时,读取网络表的数据(如表2中的0111H),将高位(01H)由P1口送至译码电路1译码后,相应继电器吸合,使对应的01号节点(电源接线柱的1号接线桩)与主总线接通;同时将低位(11H)由P2口送至译码电路2译码后,相应继电器吸合,使对应的11号节点(交流接触器KM1的1号接线桩)与从总线接通。主总线接至的P3.3,从总线接至P3.4,由判别主从总线间也就是电源接线柱的1号接线桩与交流接触器KM1的1号接线桩之间有无接线。只要把表1中的节点编码依次由P2口发出,即可检测01号节点与其他节点的接线情况。所以,通过节点切换矩阵可以检测任意两个节点之间有无接线,再把检测结果与正确接线的节点网络表进行比较,即可得出错误接线的位置,也可据此进行评分。
P3.2为节点切换矩阵的使能,当检测结束后,P3.2使节点切换矩阵无效,所有继电器释放,使检测电路和电机完全隔离,不受电机通电试验的影响。
2.3 主从总线间有无接线的检测原理
从总线通过1 kΩ电阻接地,单片机由P3.3向主总线发出1 MHz的方波(10101010即AAH),如果主从总线间有导线连接,则P3.4读取的数据也是AAH;如果主从总线间无导线连接,则P3.4读取的数据为00H。若P3.4读取的数据为其他值则说明主从总线间有导线连接但接触不良,将其标记为FFH。所以从P3.4读取的数据反映出连接在主从总线间的两个节点的接线情况。例如检测节点0111时,如果01节点和11节点之间有导线连接,则检测结果为0111AAH;若无导线连接则检测结果为011100H;若接触不良则检测结果为0111FFH。检测结果发送给管理计算机,管理软件用图形方式还原接线板实际接线的情况并标注出错误所在。
2.4 题号识别电路工作原理
每张题卡为一个训练项目,上面印着该项目的控制原理图及接线要求。每个训练项目的题卡有惟一的编号。题卡内隐藏3个磁片,当题卡插入接线板上的题卡框内时,对应磁片位置的干簧管动作,将题卡编号输入单片机的P3.5,P3.6,P3.7,单片机查找对应的节点网络表并以此为依据检测接线是否正确。

3 接线的软件设计
控制接线故障的软件分为单片机程序和计算机管理软件两部分。
单片机程序的主要功能如下:
(1)控制接线板的电源,有允许通电和禁止通电两种状态,通过相应的指示灯作指引。只有诊断无故障才允许通电,其余时间禁止通电。
(2)检测题卡号,未插题卡时禁止通电,按下诊断按钮时检测所有节点的接线情况,有故障指示灯闪亮。已插题卡时检测题卡号并查找对应的节点网络表,按下诊断按钮时检测所有节点的接线情况,将检测结果与节点网络表进行比较,相符时点亮无故障指示灯,允许通电;不相符时点亮有故障指示灯,禁止通电。无论何时,当检测结束后均释放节点切换矩阵的所有继电器并将其锁定。
(3)按下提交按钮时,若还未诊断则先诊断,然后将接线板号、题卡号、诊断结果的数据发送给管理计算机。发送成功则点亮提交状态指示灯,若接线板不在线或数据发送失败则提交状态指示灯闪亮。
计算机管理软件的主要功能如下:
(1)班级、名单、实训成绩管理。
(2)实训板在线状态指示、提交状态指示、接线时间计时。
(3)接收接线板提交的数据,显示题卡号和正确的原理图及接线图,重现接线板实际的原理图和接线图,标注错误的接线。
(4)根据实际接线的错误数量及错误程度自动评分,评分结果自动录入成绩单。
(5)技能鉴定考试时自动发题(把考生抽取的题号自动发送至接线板),考试结束后控制接线板自动进行诊断并提交结果,生成考评成绩。

4 智能化控制实训室的构成
智能化电气控制实训室由管理计算机(简称教师机)、学生实训台组成,电气控制线路接线板安装在实训台上,通过RS 485总线与教师机联网。电气控制实训室的网络拓扑结构如图3所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173208.htm


智能化电气控制实训室的使用有三种模式:基本训练时接线板可不联网,学生接线后由接线故障诊断替代教师进行检查,有故障时学生自行检测直至故障排除;综合训练时接线板联网,学生将结果提交给教师,有故障时由教师引导学生进行排除,同时计时并评分;技能考评时接线板联网,教师发题后开始接线并计时,考试时间到,由教师机对还未提交的考生强制诊断并提交,及时打印、公布考评成绩且能指出接线错误所在及扣分情况,实现智能考评,确保技能考评的公平与公正。

5结语
电气控制线路接线故障诊断系统以及智能化电气控制实训室,以其准确、快捷、高效的性能,提高了教学效果和教学效率。对促进学生学习主动性、减轻教师教学负担、确保考评的公平与公正等方面有着积极意义。


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