基于CPCI總線的便攜式電磁閥測試設備設計

系統(tǒng)組成見圖2，主要由ACME公司的GCP-382計算機、外接直流電源、A/D板（16位）；控制驅動板、采樣板、隔離放大器及各種電纜組成。

GCP-382計算機包括單板機和顯示器。配有IDE接口，可以通過外掛光驅進行系統(tǒng)安裝，平時的數(shù)據(jù)輸入輸出通過USB接口和網(wǎng)絡接口進行。

控制板和采樣板通過備份板的設計來適應不同類型的閥門，測試設備的測試接口、采樣電路、測試軟件均應采用組態(tài)化設計思路，根據(jù)不同的測試對象組合出不同的測試狀態(tài)。設6個數(shù)據(jù)采集通道，單通道采樣頻率不低于10KHz，最多可同時測試3路自鎖閥，同時可對6路普通電磁閥進行測試。但同時測試的自鎖閥狀態(tài)應該相同（均為正端控制或均為負端控制）。

圖2 檢測儀工作原理圖

采樣電阻和泄放電阻的切換涉及到采樣電阻板的換裝，因此必須在測試前進行切換，不能在測試中進行熱切換。

采樣單路與被測對象直接相關，因此被測對象的組合形式不同，則采樣電路板就不同。由于被測對象的組合方式不能確定，因此設計中提供了最常用的4種采樣電路板。

控制電源采用外接方式，電源參數(shù)可由用戶自定。

閥門動作時的控制精度≤±2ms，系統(tǒng)時間測試精度≤±0.1ms，系統(tǒng)電流測試精度≤0.03A。

轉接電纜：對應不同的閥門接插件配備不同的測試電纜，電纜的設備端采用通用接口。

4. 硬件設計

采樣模塊：根據(jù)測試對象不同配備不同的采樣電阻和泄放電阻，本檢測儀中設計的4種不同組合的采樣板。采樣板的尺寸結構與CPCI總線的3U板卡相同，嵌入主機機箱內(nèi)，便于插拔。主要端口有：與A/D板間端口、與控制板間端口、閥門端口。采樣板面板設A/D接口和閥門接口，每個回路設計電流8A以上；采樣板泄放電阻可拆換；測試電阻自鎖閥用0.4歐姆，普通閥用0.8歐姆；電磁閥電纜接插件選用易插接類型。

控制驅動板：采用FPGA作為控制器，通過總線形式與主計算機通信，進行自主控制，驅動固態(tài)繼電器控制被測閥門，該控制驅動板可以根據(jù)主計算機的指令確定正負端控制方式。驅動板的尺寸結構與CPCI總線的3U板卡相同，嵌入主機機箱內(nèi)，便于插拔。與主機間通過總線連接，與外界通過端口連接。

主要連接端口有：直流電源端口、與采樣板間端口。通過總線接受指令，自主計時并控制；功率回路設6路12只固態(tài)繼電器（分別控制6路正端和6路負端），控制電流10A以上，每路設易拆裝的8A保險絲，面板上每路有發(fā)光二極管顯示工作狀態(tài)；控制板與采樣板相連的電纜可設于機箱內(nèi)部連接，接插件帶鎖，電纜較軟，長度可保證一塊板拉出機箱并露出插座位置。

測試電纜：對應不同的閥門接插件配備不同的測試電纜，電纜的設備端采用通用接口。