王嘉煒，余炳延

(北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所，北京 100074)

0 引言

電控產(chǎn)品的電氣性能測試是產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)論的判據(jù)之一，保證和提高產(chǎn)品性能測試質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的控制起到了重要作用，只有加強(qiáng)和提高性能測試水平和能力，才能切實(shí)保證產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量。

1 電控產(chǎn)品的檢驗(yàn)測試要求

1.1 檢驗(yàn)要求

電控產(chǎn)品的檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)要求和性能要求2個(gè)方面。結(jié)構(gòu)要求可從外觀檢查、絕緣電阻和耐壓試驗(yàn)3個(gè)方面來考核，以確保產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可以滿足規(guī)定要求；性能要求主要包括工作性能試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、絕緣性能試驗(yàn)、振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)、電磁兼容性試驗(yàn)、噪聲試驗(yàn)、氣候試驗(yàn)等。

通常采用試驗(yàn)的方法來考核電控、電子產(chǎn)品的性能。試驗(yàn)形式一般可分為型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)。型式試驗(yàn)用于考核指定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否符合有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)證產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求，考核內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)要求和性能要求；例行試驗(yàn)是對(duì)批量制作完成的每件產(chǎn)品進(jìn)行的交付試驗(yàn)，以確定其是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品交付的要求。

1.2 測試要求

電控電子產(chǎn)品由眾多元器件組成，由于各元器件性能參數(shù)具有較大的離散性(允許誤差)，電路設(shè)計(jì)的近似性，再加上生產(chǎn)過程中隨機(jī)因素(如存在分布參數(shù)等)的影響，使裝配完畢的電控產(chǎn)品在性能方面出現(xiàn)差異，為達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的功能和性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，就需要進(jìn)行調(diào)整與測試。

測試主要是對(duì)電路的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和功能進(jìn)行測量和試驗(yàn)，并同設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)進(jìn)行比較，以確定電路是否合格[1]。

2 電控產(chǎn)品的檢驗(yàn)測試裝置

對(duì)于已組裝完畢的電控產(chǎn)品，在將其裝配到整機(jī)之前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行模擬實(shí)況的工作性能測試，這就需要有模擬仿真的測試方法和工裝。檢驗(yàn)質(zhì)量和效率的提高，除了人的因素外，還取決于測試工裝的先進(jìn)性。

其工作原理主要是:當(dāng)控制箱(被試產(chǎn)品)給出起始信號(hào)后，發(fā)送至測試核心電路，測試核心電路接收信號(hào)并轉(zhuǎn)換，送至顯示部分，檢測人員依據(jù)狀態(tài)顯示指示，操作測試臺(tái)上操作裝置，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)模擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，執(zhí)行信號(hào)返回顯示部分，檢測人員依據(jù)信號(hào)指示判斷動(dòng)作正確與否。單路信號(hào)與多路信號(hào)工作原理相同，多路信號(hào)在每路信號(hào)動(dòng)作完畢后進(jìn)行下一動(dòng)作。

測試臺(tái)上的操作裝置所模擬的就是實(shí)況中系統(tǒng)各部位各設(shè)備開關(guān)。所以，將末端信號(hào)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換換成可操作的電器開關(guān)，將控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)返回的信號(hào)以帶指示的可視性元器件顯示出來，動(dòng)作執(zhí)行過程也嚴(yán)格按照實(shí)際電控系統(tǒng)的工作過程執(zhí)行，以此來保證測試過程與實(shí)際工作過程的一致性和可靠性。

隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的不斷提高，測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平也在不斷升級(jí)，由繼電器控制升級(jí)為軟件、模塊化控制，仿真水平越來越高，過程監(jiān)控越來越全面，測試范圍更廣，測試準(zhǔn)確度更高。

3 電控產(chǎn)品性能檢測實(shí)例

3.1 電控測試系統(tǒng)的組成

電控測試系統(tǒng)工作主要由調(diào)試檢測臺(tái)完成，該調(diào)試檢測臺(tái)包括顯示器、PC機(jī)、繼電器、開關(guān)、分流器、DC電源、電磁鐵、按鈕/行程開關(guān)、指示燈、信號(hào)發(fā)生器、保險(xiǎn)、電流表、電壓表等。

電控測試系統(tǒng)分為自動(dòng)控制部分和手動(dòng)控制部分，工作穩(wěn)定、可靠、結(jié)構(gòu)合理，其特點(diǎn)是：①自動(dòng)控制檢測與手動(dòng)控制檢測獨(dú)立工作。②該測試裝置既可進(jìn)行單機(jī)測試，也可進(jìn)行全系統(tǒng)測試。③對(duì)整體作業(yè)過程中各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模擬仿真以及真實(shí)負(fù)載仿真。④運(yùn)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖。⑤能夠保證對(duì)各控制單元的工作性能測試，滿足各被測對(duì)象的技術(shù)要求。

3.2 測試的工作過程

PLC系統(tǒng)是控制箱自動(dòng)工作的核心部分，由PLC的CPU模塊、輸入、輸出模塊、通信總線模塊，以及若干個(gè)繼電器組成，在PLC內(nèi)部有1個(gè)程序模塊。當(dāng)控制器得電開始工作后，可根據(jù)輸入端口的信號(hào)，在程序中尋找相應(yīng)的輸出程序，并且選擇輸出端口，來控制繼電器動(dòng)作，完成相應(yīng)的操作過程。

電控測試系統(tǒng)的工作過程:①將被測控制箱PLC與檢測臺(tái)用通信電纜連接，并與直流穩(wěn)壓電源連接，通電。將被測控制箱的電源開關(guān)撥至“接通”位，此時(shí)系統(tǒng)通電，系統(tǒng)處于原始狀態(tài)。②將控制箱的“控制選擇”開關(guān)，撥至“手動(dòng)”位。此時(shí)在檢測臺(tái)監(jiān)控軟件中，進(jìn)行設(shè)備單體開關(guān)測試，觀察、記錄被測控制箱PLC的輸入輸出信號(hào)是否準(zhǔn)確，繼電器是否工作正常。③將被測控制箱的“控制選擇”開關(guān)，撥至“自動(dòng)”位。此時(shí)自動(dòng)程序開始運(yùn)行。在檢測臺(tái)監(jiān)控軟件中，以特定點(diǎn)位的開關(guān)信號(hào)或數(shù)值信號(hào)作為觸發(fā)指令，觀察、記錄被測控制箱工作情況。④將信號(hào)發(fā)生器模擬的電流信號(hào)接入PLC中，觀察測試平臺(tái)顯示數(shù)值與電流值的對(duì)應(yīng)關(guān)系和誤差。

檢查無誤后，電控測試系統(tǒng)工作過程進(jìn)行完畢。

3.3 電控測試過程中電路互鎖的重點(diǎn)分析

移動(dòng)配氣臺(tái)電控系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即保證供氣電磁閥的正常工作，這其中涉及到幾個(gè)要素：氣源供氣閥V1開到位且壓力P1正常，增壓閥V2打開，放氣閥V3關(guān)閉，支路壓力P2、P3、P4數(shù)值正常。這一環(huán)節(jié)在測試系統(tǒng)中以互鎖電路來模擬實(shí)現(xiàn)其功能。

如圖1所示，在控制電路中使用了K13、K14、K15 3個(gè)繼電器的3組觸點(diǎn)，其中K14、K15為常開點(diǎn)，K13為常閉點(diǎn)，繼電器K15的動(dòng)作受氣源供氣閥開到位和壓力信號(hào)達(dá)到要求的2個(gè)開關(guān)控制，當(dāng)氣源供氣閥開到位時(shí)，開關(guān)動(dòng)作，繼電器k15線圈得電常開點(diǎn)14.15吸合，繼電器K13、K14受傳感器控制，比較器N1輸出高電平，繼電器K32斷電，其常開觸點(diǎn)不閉合，繼電器K13線圈也斷電，K13的兩組常閉觸點(diǎn)閉合，比較器N2輸出低電平，K33線圈得電，K33常開觸點(diǎn)閉合，K14線圈通電，K14兩組常開觸點(diǎn)閉合，這就滿足了增壓閥打開的條件。S39、S40、S41為放氣閥關(guān)閉條件的開關(guān)信號(hào)，放氣閥關(guān)閉時(shí)，開關(guān)信號(hào)S39、S40、S41閉合，S30、S31、S32為壓力正常信號(hào)開關(guān)量，壓力非正常時(shí)，開關(guān)S30、S31、S32斷開并報(bào)警，供氣閥電路斷路，供氣閥也就不會(huì)工作。只有在以上幾個(gè)條件完全滿足的情況下，供氣閥才允許工作。

圖1 繼電器互鎖測試原理圖

4 產(chǎn)品性能檢測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1)對(duì)檢測人員的要求。檢測人員不應(yīng)滿足于單純的測試過程操作，而應(yīng)熟悉和了解產(chǎn)品工作原理，從工作原理、性能要求出發(fā)，對(duì)各檢測點(diǎn)的要求及相關(guān)關(guān)系有了全面理解，才能在性能測試時(shí)，逐點(diǎn)、逐級(jí)、全方位進(jìn)行，將性能檢測進(jìn)行徹底。

2)合理設(shè)置單板、單機(jī)、整體產(chǎn)品的檢測時(shí)機(jī)。產(chǎn)品在進(jìn)行性能檢測時(shí)應(yīng)與生產(chǎn)作業(yè)節(jié)拍同步和銜接，合理設(shè)置檢測點(diǎn)；在各單元電路的調(diào)整和測試中，應(yīng)按照單元電路的功能依次進(jìn)行；各單元電路、部件調(diào)好后，便可進(jìn)行整機(jī)總裝和整機(jī)檢測。整機(jī)檢測過程中，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)分別進(jìn)行測試，使測試結(jié)果符合技術(shù)文件規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

3)要經(jīng)過反復(fù)地調(diào)整和測試，產(chǎn)品的性能才能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。單元部件檢測時(shí)，往往有一些故障不能完全反映出來，當(dāng)部件組裝后，因各單元電路之間電氣性能的相互影響和干擾，常會(huì)使一些技術(shù)指標(biāo)偏離規(guī)定數(shù)值或者出現(xiàn)一些故障，所以，一定要進(jìn)行反復(fù)調(diào)整和測試，確保整機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4)電路調(diào)整和檢測過程要注重有序性、適宜性。電路調(diào)整和檢測過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，應(yīng)遵循基本原則:先外后內(nèi)；先結(jié)構(gòu)部分，后電氣部分；先獨(dú)立單元，后相互影響的項(xiàng)目；先檢測基本指標(biāo)，再檢測對(duì)質(zhì)量特性影響較大的指標(biāo)。

5)注意電路中的互鎖條件，在產(chǎn)品測試過程中應(yīng)辨析互鎖電路，明確回路信號(hào)、接口電路、邏輯關(guān)系之間的對(duì)應(yīng)與聯(lián)系，明確產(chǎn)品質(zhì)量特性關(guān)鍵點(diǎn)，避免一環(huán)失效影響產(chǎn)品整體性能指標(biāo)。

5 結(jié)語

電控產(chǎn)品的電氣性能測試是產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)論的判據(jù)之一，保證和提高產(chǎn)品性能測試質(zhì)量，在產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的控制中起到了重要作用，只有加強(qiáng)和提高性能測試能力和水平，才能切實(shí)保證產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量。