基于CPCI總線的便攜式電磁閥測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組成見(jiàn)圖2，主要由ACME公司的GCP-382計(jì)算機(jī)、外接直流電源、A/D板（16位）；控制驅(qū)動(dòng)板、采樣板、隔離放大器及各種電纜組成。

GCP-382計(jì)算機(jī)包括單板機(jī)和顯示器。配有IDE接口，可以通過(guò)外掛光驅(qū)進(jìn)行系統(tǒng)安裝，平時(shí)的數(shù)據(jù)輸入輸出通過(guò)USB接口和網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行。

控制板和采樣板通過(guò)備份板的設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)不同類型的閥門，測(cè)試設(shè)備的測(cè)試接口、采樣電路、測(cè)試軟件均應(yīng)采用組態(tài)化設(shè)計(jì)思路，根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象組合出不同的測(cè)試狀態(tài)。設(shè)6個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，單通道采樣頻率不低于10KHz，最多可同時(shí)測(cè)試3路自鎖閥，同時(shí)可對(duì)6路普通電磁閥進(jìn)行測(cè)試。但同時(shí)測(cè)試的自鎖閥狀態(tài)應(yīng)該相同（均為正端控制或均為負(fù)端控制）。

圖2 檢測(cè)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(cè)試前進(jìn)行切換，不能在測(cè)試中進(jìn)行熱切換。

采樣單路與被測(cè)對(duì)象直接相關(guān)，因此被測(cè)對(duì)象的組合形式不同，則采樣電路板就不同。由于被測(cè)對(duì)象的組合方式不能確定，因此設(shè)計(jì)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(dòng)作時(shí)的控制精度≤±2ms，系統(tǒng)時(shí)間測(cè)試精度≤±0.1ms，系統(tǒng)電流測(cè)試精度≤0.03A。

轉(zhuǎn)接電纜：對(duì)應(yīng)不同的閥門接插件配備不同的測(cè)試電纜，電纜的設(shè)備端采用通用接口。

4. 硬件設(shè)計(jì)

采樣模塊：根據(jù)測(cè)試對(duì)象不同配備不同的采樣電阻和泄放電阻，本檢測(cè)儀中設(shè)計(jì)的4種不同組合的采樣板。采樣板的尺寸結(jié)構(gòu)與CPCI總線的3U板卡相同，嵌入主機(jī)機(jī)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(shè)A/D接口和閥門接口，每個(gè)回路設(shè)計(jì)電流8A以上；采樣板泄放電阻可拆換；測(cè)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(qū)動(dòng)板：采用FPGA作為控制器，通過(guò)總線形式與主計(jì)算機(jī)通信，進(jìn)行自主控制，驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器控制被測(cè)閥門，該控制驅(qū)動(dòng)板可以根據(jù)主計(jì)算機(jī)的指令確定正負(fù)端控制方式。驅(qū)動(dòng)板的尺寸結(jié)構(gòu)與CPCI總線的3U板卡相同，嵌入主機(jī)機(jī)箱內(nèi)，便于插拔。與主機(jī)間通過(guò)總線連接，與外界通過(guò)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(guò)總線接受指令，自主計(jì)時(shí)并控制；功率回路設(shè)6路12只固態(tài)繼電器（分別控制6路正端和6路負(fù)端），控制電流10A以上，每路設(shè)易拆裝的8A保險(xiǎn)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(shè)于機(jī)箱內(nèi)部連接，接插件帶鎖，電纜較軟，長(zhǎng)度可保證一塊板拉出機(jī)箱并露出插座位置。

測(cè)試電纜：對(duì)應(yīng)不同的閥門接插件配備不同的測(cè)試電纜，電纜的設(shè)備端采用通用接口。