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摘要:該設(shè)備是基于windows操作系統(tǒng)的故障檢測(cè)儀，其中檢測(cè)控制模塊是以AT89C52為核心的單片機(jī)控制模塊，主控機(jī)是基于windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)。系統(tǒng)具有操作方便，跟蹤、定位故障準(zhǔn)確、直觀的特點(diǎn)。本文著重介紹了系統(tǒng)的構(gòu)成與實(shí)現(xiàn)原理，并對(duì)一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)予以探討和說(shuō)明。

關(guān)鍵詞:故障定位;故障檢測(cè)自動(dòng)化;專家診斷系統(tǒng)

0引言

隨著我國(guó)軍事裝備現(xiàn)代化、自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展和提高，對(duì)部隊(duì)裝備的綜合保障能力也提出了更高的要求。如何維護(hù)保障好新裝備，在最短的時(shí)間內(nèi)排除故障，確保裝備的正常運(yùn)行是擺在部隊(duì)維修保障工作面前的一個(gè)十分重要的任務(wù)。針對(duì)某型燃?xì)馍淞鬈囘@樣一種功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型現(xiàn)代化設(shè)備，僅靠人工維修保障困難較大，尤其是在短時(shí)間內(nèi)正確判斷故障的位置顯得尤為困難。為此，我們結(jié)合部隊(duì)使用情況，研制出某型燃?xì)馍淞鬈嚬收蠙z測(cè)儀。該儀器自動(dòng)化程度較高，性能可靠，使用操作簡(jiǎn)單、方便，基本實(shí)現(xiàn)了故障快速、準(zhǔn)確判斷。

1組成及工作原理

1．1組成

系統(tǒng)主要由PC主控機(jī)、檢測(cè)控制模塊、接口模塊、電源模塊以及檢測(cè)電纜等組成，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。主控機(jī)部分采用基于windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)，既可以使用普通計(jì)算機(jī)，也可以用專用計(jì)算機(jī)。檢測(cè)控制模塊主要采用以多片AT89C系列單片機(jī)為分布式的控制模塊，外圍電路采用了電源模塊、PSD可編程的邏輯器件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器、譯碼器、運(yùn)算放大器等電路。各種接口主要是由檢測(cè)連接電纜、信號(hào)隔離板、接口板組成。系統(tǒng)軟件包括主控機(jī)控制軟件、故障診斷專家系統(tǒng)、檢測(cè)控制軟件等，其中前兩個(gè)軟件安裝在主控機(jī)內(nèi)，檢測(cè)控制軟件安裝在檢測(cè)控制模塊中。

1．2主要功能

1)主車故障檢測(cè):對(duì)主車故障的檢測(cè)是根據(jù)上位機(jī)的檢測(cè)命令，將主車的檢測(cè)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息上傳作為故障診斷的依據(jù)，主要檢測(cè)數(shù)據(jù)有蓄電池電壓、滑油液位、燃油液位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)煙油油壓、啟動(dòng)機(jī)電壓等。2)副車故障檢測(cè):對(duì)副車的檢測(cè)主要是對(duì)上裝設(shè)備的電器部分進(jìn)行檢測(cè)，主要是對(duì)發(fā)電機(jī)的傳感器部分、油路控制電磁閥、蓄電池電壓、繼電器功能等進(jìn)行檢測(cè)。3)微機(jī)控制儀整機(jī)故障檢測(cè):對(duì)副車配置的微機(jī)控制儀整機(jī)進(jìn)行故障檢測(cè)。4)微機(jī)控制儀單板故障檢測(cè):對(duì)微機(jī)控制儀單板進(jìn)行故障檢測(cè)，可定位故障到芯片。

2工作原理及設(shè)計(jì)思路

2．1工作原理

作為故障檢測(cè)設(shè)備，其工作流程見(jiàn)圖2。啟動(dòng)主控機(jī)控制軟件，在檢測(cè)菜單下制定檢測(cè)項(xiàng)目向檢測(cè)控制模塊發(fā)出檢測(cè)指令，檢測(cè)控制模塊檢測(cè)結(jié)束后，將檢測(cè)的結(jié)果上報(bào)主控機(jī)，故障診斷專家系統(tǒng)根據(jù)上報(bào)的檢測(cè)結(jié)果并結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)故障庫(kù)及分析結(jié)果，輸出故障位置、解決措施以及故障處理步驟等處理結(jié)果供維修人員維修。為部隊(duì)維修保障工作提供了簡(jiǎn)單、快速的故障定位和確定維修方案。

2．2設(shè)計(jì)思路

2．2．1主車的檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)控制模塊接收到主控機(jī)的檢測(cè)主車的指令后，依次將蓄電池電壓、滑油液位、燃油液位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)煙油油壓、啟動(dòng)機(jī)電壓的模擬量通過(guò)電子開(kāi)關(guān)控制送入A/D7812進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)作為采集結(jié)果保存后傳送到主控機(jī)，主控機(jī)接收到上報(bào)數(shù)據(jù)后通過(guò)故障診斷專家系統(tǒng)的分析判斷做出診斷結(jié)果，輸出到主控機(jī)顯示界面。2．2．2副車的檢測(cè)。對(duì)副車的檢測(cè)分為兩部分，一部分是對(duì)副車工作過(guò)程中的各種狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，另一部分是對(duì)副車各繼電器線包的檢測(cè)。1)對(duì)副車的工作過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè):通過(guò)檢測(cè)控制模塊模擬微機(jī)控制儀的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)對(duì)副車的整個(gè)工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。采用一片AT89C2051和一片GAL16V8構(gòu)成了模擬鍵盤電路，用四片TLP521和兩片74HC244構(gòu)成了采集信號(hào)輸入電路。用一塊CPU板，一塊I/O板構(gòu)成了模擬微機(jī)控制儀主電路。檢測(cè)控制模塊給AT89C2051下達(dá)副車檢測(cè)命令，AT89C2051收到命令后由P1口輸出各種副車工作的命令碼，經(jīng)GAL16V8譯碼輸出為模擬鍵盤信號(hào)，微機(jī)控制儀的CPU讀入鍵盤掃描碼，經(jīng)譯碼后發(fā)出相應(yīng)的指令使副車作出各種正常工作所需要的動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)了對(duì)副車的單獨(dú)檢測(cè)又得到了副車正常工作所需要的指令信號(hào)。通過(guò)采集發(fā)出命令所對(duì)應(yīng)的各種動(dòng)作的控制信號(hào)與發(fā)出命令信息，由專家診斷系統(tǒng)分析判斷，做出結(jié)論并顯示。2)對(duì)副車各繼電器線包的檢測(cè):副車的作用主要是為主車提供不同種類的油料。副車無(wú)論做哪種作業(yè)都需要控制輸油管路上相應(yīng)繼電器的開(kāi)啟與斷開(kāi)，用繼電器的觸點(diǎn)接通或者斷開(kāi)相應(yīng)的電磁閥。因此每個(gè)繼電器的好壞是直接影響副車各項(xiàng)作業(yè)能否正常進(jìn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為此檢測(cè)儀具有對(duì)副車輸油管路上的16個(gè)繼電器線包的檢測(cè)功能。在檢測(cè)儀的主菜單下用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“副車?yán)^電器線包檢測(cè)”檢測(cè)儀就會(huì)把每一個(gè)繼電器線包的狀態(tài)檢測(cè)出來(lái)并且顯示在屏幕上。2．2．3微機(jī)控制儀的整機(jī)檢測(cè)。微機(jī)控制儀是副車自動(dòng)控制設(shè)備的核心。作為副車自動(dòng)控制的核心部件它控制著輸油管路上的各個(gè)電磁閥、油泵的開(kāi)啟，從而完成輕質(zhì)油或重質(zhì)油的加油、泵站、自吸、回抽以及重質(zhì)油加溫和加溫后的自循環(huán)冷啟動(dòng)、熱啟動(dòng)等項(xiàng)作業(yè)。整機(jī)檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)儀模擬副車與微機(jī)控制儀通過(guò)電纜連接，通過(guò)檢測(cè)儀下達(dá)動(dòng)作指令，微機(jī)控制儀人工操作配合試驗(yàn)，可檢測(cè)到微機(jī)控制儀的每個(gè)操作結(jié)果，通過(guò)結(jié)果信息采集、專家系統(tǒng)的判斷做出故障位置斷定，可達(dá)到板級(jí)故障定位。2．2．4微機(jī)控制儀的單板檢測(cè)。對(duì)微機(jī)控制儀中的單板檢測(cè)主要是對(duì)CPU板和I/O板的檢測(cè)。當(dāng)整機(jī)檢測(cè)有故障時(shí)，判定到單板故障后，將有故障的單板進(jìn)行檢測(cè)，確定故障所在位置，可定位到芯片。由PC主控機(jī)在主檢測(cè)菜單下點(diǎn)擊“CPU板檢測(cè)”或“I/O板檢測(cè)”AT89C52單片機(jī)控制模塊就會(huì)分別將“CPU板”或“I/O板”每一條回路檢測(cè)的結(jié)果發(fā)送到主控機(jī)，主控機(jī)通過(guò)專家診斷系統(tǒng)分析判斷后將診斷結(jié)果顯示在LCD顯示屏上。2．2．5自檢功能。檢測(cè)儀有自檢功能，主要檢測(cè)主控機(jī)與檢測(cè)控制模塊之間的通信以及檢測(cè)控制模塊的自檢。檢測(cè)儀在開(kāi)機(jī)后，點(diǎn)擊桌面上的儀器圖標(biāo)后，可進(jìn)入自檢菜單，當(dāng)點(diǎn)擊自檢按鈕，再點(diǎn)擊確定按鈕后，檢測(cè)儀屏幕上會(huì)顯示自檢結(jié)果，并且只有在顯示“自檢通過(guò)”后，檢測(cè)儀才能進(jìn)入檢測(cè)主菜單進(jìn)行各種檢測(cè)工作，否則就不能進(jìn)入檢測(cè)菜單。這樣就保證了只有在檢測(cè)儀工作正常的情況下才能進(jìn)行檢測(cè)工作，確保檢測(cè)工作的可靠性。

3軟件設(shè)計(jì)

故障檢測(cè)軟件是將技術(shù)人員在檢測(cè)故障時(shí)的思路和檢測(cè)方法，包括檢測(cè)內(nèi)容、測(cè)試條件、正確結(jié)果、錯(cuò)誤結(jié)果及相關(guān)的故障現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)槌绦?，達(dá)到無(wú)圖紙、無(wú)專業(yè)人員即可查處故障的目的。軟件分為三部分:主控機(jī)控制軟件、專家診斷系統(tǒng)軟件和檢測(cè)控制模塊軟件。?主控機(jī)控制軟件主要完成主控機(jī)與檢測(cè)控制模塊的指令通信、通信鏈路建立維護(hù)、與專家診斷系統(tǒng)的接口通信以及代碼解析顯示等功能。?專家診斷系統(tǒng)軟件是診斷的核心軟件，它通過(guò)接收檢測(cè)結(jié)果代碼，將代碼解析后與系統(tǒng)信息庫(kù)內(nèi)的信息作比較，參考已建立的故障庫(kù)數(shù)據(jù)并與之進(jìn)行比對(duì)，做出故障判定。故障數(shù)據(jù)庫(kù)還可以進(jìn)行人工添加信息，隨時(shí)添加故障信息及故障部位，此外還具有信息庫(kù)的導(dǎo)出和合并功能，為不同用戶之間的信息共享提供便利。?檢測(cè)控制模塊軟件主要完成模擬微機(jī)控制儀的工作，模擬副車的負(fù)載，對(duì)主車、副車、微機(jī)控制儀、微機(jī)單板檢測(cè)的過(guò)程進(jìn)行控制和結(jié)果采集以及結(jié)果上報(bào)。

4結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)已批量生產(chǎn)使用，經(jīng)過(guò)幾年的使用證明本系統(tǒng)性能可靠、故障定位快速、準(zhǔn)確，可直接定位到發(fā)生故障的元件，大大降低了故障檢測(cè)的困難，提高了排除故障的速度和能力。從而進(jìn)一步提高了維護(hù)保障水平。

作者:劉文義 楊巧華 單位:山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司