FD2自动化检测系统

摘要：为了克服FD2传统检测瓶颈，设计触点感应器并开发数据自动采集与处理系统，对FD2传统检测系统进行数字化改造，建立了FD2自动化检测系统，并将此系统应用到FD2自动化检测中。应用实践表明该系统能够显著提高检测效率和检测精度。

Abstract: In order to overcome neck of failure detector Ⅱ traditional test, a contact inductor has been designed and a automatic system of data collected and processed has been developed. The traditional test system of failure detector Ⅱ has been digitally reconstructed and the automatic test system has been set up. This system has been used in failure detector Ⅱ automatic test. Results show that the system can remarkably improve test efficiency and precision.

关键词：FD2；数字化改造；自动化检测

Key words: failure detector Ⅱ；digitized reconstruction；automatic test

中图分类号：TN751.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0137-02

0引言

FD2（故障检测器Ⅱ）是某精密检验系统的重要部件，其通过四个触点状态变化实时控制系统的状况。传统的FD2触点性能检测方法是根据状态指示灯的变化人工读取数显表数值，其检测示意图见图1。这种传统检测方式不仅检测效率低，人工读取、计算和传输数据易产生人为错误，而且难以保证检测精度，严重制约了该部件的交付[1，2]。为了改变这种状况，对传统的检测方法进行改造，开发FD2自动化检测系统，实现FD2的自动化检测。本文主要研究FD2自动化检测系统的开发与应用。

1系统开发

1.1 实施方案为了解决传统检测模式弊端，拟采用以下方案实现FD2自动化检测：开发触点感应器代替状态指示灯，并将触点感应器、数显表通过RS232串口线与PC机连接。自动化检测系统的工作流程为：线位移传感器实时检测FD2四个触点位移，其数值通过数显表显示，与此同时触点感应器实时监测四个触点状态变化，并将触点状态变化信号传给PC机，当PC机接收到信号向数显表发出数据采集请求，数显表发送指令到PC机。FD2自动化检测系统方案见图2所示。

1.2 触点感应器设计触点感应器由电源模块、主控模块、触点状态感应模块、通信模块四个模块组成，图3是其封装前结构图。

1.2.1 电源模块选用AC220V转DC5V的电源转换模块，输入交流220V电源，输出直流5V电源，为触点感应器供电。

1.2.2 主控模块选用89C58RD+单片机作为控制器，该单片机具有32K的Rom、1K的Ram和16K的EEPROM，最高支持80M的晶振，速度快，存储器容量大，无需外扩存储器。选用11.0592M的晶振，串口通信波特率设置为19.2K。选用IMP813L为看门狗芯片，该芯片具有上电复位、看门狗和电源检测功能，为单片机提供启动信号[3]。

1.2.3 触点感应模块触点感应模块需要把触点的通断转换为电平的高低，然后送入控制器的输入口，从而实时采集触点状态。触点感应模块原理见图4所示。当触点S1断开时，P1.0通过上拉电阻R11被上拉到高电平VCC，LED1截止；当触点S1接通时，P1.0被下拉到低电平GND，同时LED导通发光。触点状态感应器在工作过程中需要同时采集4个触点的状态，系统使用了单片机的4个IO口P1.0――P1.3来完成信号的输入。

1.2.4 通信模块当采集电路检测到触点状态跳变后，需要通过通讯模块把触点状态变化发送给PC机。通信模块使用RS232协议和接口负责与PC机通信。单片机采用TTL电平，PC机串行通信口采用RS电平，在通信电路中选用MAX232做电平转换[4]。通信模块的原理见图5所示。

1.3 软件系统开发

FD2自动化检测系统由系统管理、数据采集、数据处理、数据分析、数据查询、数据报表六个模块组成（图6），各模块功能如下：系统管理：该模块主要实现用户权限/角色管理、系统维护。数据采集：该模块主要实现正反行程四个触点状态变化的十六个FD2性能测试数据的自动采集，并对其进行合格性判断。数据处理：该模块主要根据采集的十六个测试数据，自动计算正反行程四个触点状态变化的行程差及触点行程，并对其进行合格性判断。数据分析：该模块主要根据通过统计过程控制（Statistical Process Control，SPC）理论实现运行图、时序图、均值－极差控制图功能，根据控制图变化趋势对选定的过程质量特性进行控制和改进。数据查询：该模块提供测量要素级、工序级两个级别的数据查询，实现基于局域网络的数据共享，为FD2设计优化、工艺改进、性能调试、故障诊断分析提供基础数据平台。数据报表：该模块主要实现FD2测试数据的报表生成和打印。

2系统应用

FD2自动化检测系统实现了FD2测试数据的自动采集、分析处理、共享及报表生成，达到了预期效果。

2.1 系统的应用改变了传统检测模式，实现了测试数据的自动化采集与处理，提高了检测效率和精度图7是FD2自动化检测系统采集界面。采集过程中根据触点感应器状态变化，系统自动采集检测数据到指定位置。当十六个检测数据被采集，系统自动计算正反行程四个触点极差及行程。所有数据以不同颜色显示（红色表示不合格，绿色表示合格）判断其合格性。系统的应用改变了传统检测模式，实现检测数据的自动采集与处理，消除人工记录、计算错误及人工判断误差，保证了检测数据真实性，提高了检测效率和精度。

2.2 系统通过SPC控制图功能，充分发挥检测数据对生产过程质量监督和控制作用图8是某触点测试数据SPC控制图，控制图设置中心线（CL）、上控制限（UCL）、下控制限（LCL）对FD2测试实时控制。当测试数据处于上下控制限之间时FD2测试状态良好；当数据接近或超出上下控制界限时，数据以红色显示预警。测试人员将预警信息及时反馈给装调人员，装调人员根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使FD2状态过程处于稳定受控状态。及时、准确、有效的统计分析，不仅提高了过程能力、生产效率和产品质量，而且保证了生产过程的稳定性和可靠性。

2.3 系统的应用提高了测试数据利用率，实现了基于局域网络的数据共享和报表生成图9是数据查询主界面。用户通过局域网络的任何一台计算机根据不同查询条件的匹配组合方便实现数据查询和报表打印。方便、快捷、多层次组合查询为设计、工艺、装调、故障检测提供数据支持，同时为检测适用技术研究以及精益六西格玛管理推进提供基础数据，实现“用数据说话”的质量管理理念，提高了测试数据利用率。

3结论

FD2自动化检测系统是对精密测量系统进行信息化改造的有益尝试，其成功应用表明：对传统检测设备进行信息化、自动化改造，不仅能够显著降低成本，提高检测效率和检测精度，而且能够提高产品质量和检测现代化水平。

参考文献：

[1]付冠军，滕霖，王强.基于SPC的网络化检测数据处理系统开发与应用[J].现代制造工程，2007（5）：102-104.

[2]付冠军，张收黎，王强.基于网络的检测数据处理系统的开发与应用[J].航空精密制造技术，2007（5）：29-31.

[3]李博，邓晓燕.基于STC12C5410AD的电动车无刷电机控制器检测[J].现代电子技术，2010（7）：208-210.

[4]陈卫峰，邓小颖，吕天文.新型电网电压监测仪的组成和驱动程序设计[J].现代电子技术，2010，（3）：131-133.

[5]程凤芹，田瑞，李林.基于Profibus现场总线的车间生产过程自动化管理[J].现代电子技术，2010，（3）：171-173.