基于上位机控制的单双线圈继电器测试系统

基于上位机控制的单双线圈继电器测试系统

宋军军1 丁成波2 刘蜜1 刘林琳 1

1上海威克鲍尔通信科技有限公司  上海200436 2贵州航天电器股份有限公司      贵州550009

摘要：采用上位机为控制核心，研制一套兼容单双线圈继电器的测试系统，系统测试容量为4路×12个产品，针对继电器绝缘电阻测试设计了单线圈和双线圈继电器产品的测试流程，并且设计了系统软件，测试操作方便。经测试验证，数据显示该系统满足设计和测试需求，提高了继电器产品测试的效率。

关键词:上位机 ；单/双线圈继电器 ；测试系统；

中图分类号：TP273  文献标识码：A

1引言

侯月宾[1]等人设计研制了一套基于虚拟仪器的继电器触点弹跳测试系统，利用该系统测试了继电器产品的触点在有无负载情况下的闭合弹跳性能，经验证，该系统满足目前大部分产品的触点弹跳测试要求。钟晨[2]等人将电磁继电器作为研究对象，研制了一套可测试继电器多种性能参数的系统，旨在满足多型号产品的测试需求，提高继电器产品的稳定性。叶雪荣[3]等人采用CCD成像技术拍摄继电器衔铁的动作特性，同时测试继电器的性能参数，该测试系统可用于分析继电器衔铁唯一特性和性能参数。关欣[4]等人为提高电磁继电器的工作性能，设计了一套继电器性能参数测试系统，可采集继电器的触点电压、线圈电流等参数来描述机械参数的变化。该系统可在不破坏产品的情况下对其进行测试。王鑫[5]等人为测试继电器寿命参数是否达到要求，基于嵌入式设计了一套继电器寿命测试系统，可测试继电器的机械寿命和电器寿命，提高继电器产品的可靠性和稳定性。柳杨[6]等人为测试继电器产品的性能参数基于单片机设计了一套测试系统，对不同类型的继电器进行了测试，经验证该系统的测试结果与示波器显示数据一致。

综上所述，为及时发现和解决继电器的性能问题，保证继电器产品具有良好的工作性能，对继电器产品进行绝缘电阻测试具有重大意义。本文拟以上位机为控制核心，设计一套兼容单/双线圈继电器的测试系统，可同时测试48个产品。

2系统功能阐述

系统以上位机为控制核心，拟设计测试内容为4个通道，每个通道可测试12个产品，电源激励为2.5分钟，在激励时间内测试五次绝缘电阻。

2.1硬件系统设计

如下图所示，硬件系统主要由工控机、程控电源、IO卡、耐压绝缘测试仪、产品夹具等组成，其中工控机作为上位机控制的载体，其控制程控电源对产品进行2.5分钟的激励，通过IO卡控制不同通道的通断，采用耐压绝缘测试仪测试继电器产品的绝缘电阻。

图1硬件系统架构图

2.2软件系统设计

如图2所示，软件系统具备系统参数设置、测试数据显示与保存、控制程控电源、控制绝缘耐压测试仪、日志记录和产品类型选择6个功能模块。其中，系统参数设置模块，可设置不同类型产品的测试参数，如测试时间、测试电压、电流等；测试数据显示与保存模块，可对采集到的数据进行处理、判断是否合格、显示和储存；控制程控电源模块，可对程控电源设置，如设置电源电压、电流，并控制电源的通电与断电，实现继电器产品的规定时间激励；控制绝缘耐压测试仪模块，上位机可直接控制测试仪对继电器进行绝缘电阻测试，并采集相应数据；IO卡控制模块，上位机通过IO卡切换所有测试产品点位的通道，需要测试该点位时则打开该点位，测试完成后则关闭该点位；产品测试类型选择模块，由于该系统需实现兼容测试单线圈继电器和双线圈继电器，所以软件系统可通过该模块选择产品类型进行测试；日志记录模块主要是用于记录保存上位机与下位机的交互信息、测试流程操作信息等关键信息，以便于在测试出现问题时快速查找相关信息进行解决。

图2测试系统功能图

3测试流程

由于系统测试容量为4路×12个产品，并且需要兼容单线圈和双线圈继电器，所以需要控制96个点位的通断。系统采用2个64输出点位和1个16输出点位的IO卡实现产品测试点位的控制。

3.1单线圈继电器测试流程

图3为单线圈继电器的测试流程图，如图所示，测试前需设置产品的测试参数，如测试产品个数、测试电压和时间等，并选择产品的类型。参数设置完成后，点击“启动测试”按钮开始测试，系统会将测试参数下发至下位机，如设置好程控电源电压、电流等；随后，软件自动计算控制测试进程所需的参数，如每组测试的产品个数和测试轮数，即保证每组测试X个产品，测5次和测N轮的条件下可以在规定时间内测试完所有产品；如若板卡通讯正常，则系统生成测试所需的点位，以便于点位的控制，否则不进入下一步；系统启动第一组的供电点位，同时对每组测试的产品个数、测试次数和测试轮数进行计算，以作为测试进程控制的判断数据；供电点位打开后，打开程控电源和电源继电器激励产品；启动绝缘耐压测试仪对产品进行测试前，需判断测试次数5（固定）和测试轮数N（计算所得）进行判断，该判断决定测试进程是否继续，还是终止；如若测试次数小于5且测试轮数小于N，则测试继续，否则测试流程跳转到判断测试轮数是否等于N，如果是，则所有产品测试完成，测试流程结束，如果测试轮数不等于N，说明还有产品没有测试，继续下一个或者下一轮产品测试；第一次测试，则直接启动测试点位、启动测试仪对产品进行测试；当上位机收到测试完成信号后，则读取测试数据，保存至寄存器；然后判断是否测试次数等于5且测试产品个数等于X，如若是，则本组测试完成，可将数据处理、显示，如果否，则进行结束测试判断；接下来对本组的激励时间150s进行判断，若激励时间达到要求，则判断是否结束测试，否则需要等待激励时间达到要求后判断是否结束测试；本组测试完成后，需通过测试轮数N判断全部产品是否测试完成，如果全部产品测试完成，则结束测试，否则需通过判断测试次数是否等于5继续测试下一轮或者下一个产品，直至所有产品测试完成。

图3单线圈继电器测试流程图

3.2双线圈继电器测试流程

双线圈继电器产品是一个继电器产品具有两个线圈，测试时，需分别激励两个线圈后测试对应的电阻。双线圈继电器的测试，单个线圈测试3次，电源激励75s。

图4为双线圈继电器的测试流程，如图所示，测试前需设置产品的测试参数，如测试产品个数、测试电压和时间等，并选择产品的类型。参数设置完成后，点击“启动测试”按钮开始测试，系统会将测试参数下发至下位机，如设置好程控电源电压、电流等；随后，软件自动计算控制测试进程所需的参数，如每组测试的产品个数和测试轮数，即保证每组测试X个产品，测6次和测N轮的条件下可以在规定时间内测试完所有产品；如若板卡通讯正常，则系统生成测试所需的点位，点位分为奇数组供电点位、偶数组点位和测试点位，分别使用3个寄存器存储，需要时读取出来使用，以便于点位的控制，否则不进入下一步；测试启动后，对各个参数进行计数，如单个线圈测试次数（固定值3）、每组测试次数（固定值6）、单个线圈激励时间（固定值75s）、测试轮数（计算值N）等；软件系统首先启动奇数组供电点位，随后打开程控电源和电源继电器，启动绝缘耐压测试仪对产品进行测试前，需判断测试次数6和测试轮数N进行判断，该判断决定测试进程是否继续，还是终止；如若测试次数小于6且测试轮数小于N，则测试继续，否则测试流程跳转到判断测试轮数是否等于N，如果是，则所有产品测试完成，测试流程结束，如果测试轮数不等于N，说明还有产品没有测试，继续下一个或者下一轮产品测试；第一次测试，则直接启动测试点位、启动测试仪对产品进行测试；当上位机收到测试完成信号后，则读取测试数据，保存至寄存器；然后判断是否单个线圈测试次数等于3，如果是，则该线圈测试完成，否则进行偶数组点位的测试，之后即可判断激励时间是否达到75s，达到则进入总测试次数判断，否则等待激励时间结束；当总测试次数等于6，说明该组测试结束，将数据处理、显示，不等于6则启动下一个测试点位开始测试；该组测试完成后，需判断测试轮数是否等于N，如果是，则所有产品测试完成，测试结束，否则重新生成、计算下一轮产品的测试点位和供电点位，进入下一轮测试，直到测试轮数等于N，所有产品测试完成即止。

图4双线圈继电器测试流程图

4试验验证与分析

软件系统的主界面如图5所示，包含数据显示区、下位机连接状态显示区、测试状态显示区、测试信息输入区、消息提示区、功能按键区和退出按钮7个部分。测试前，设置、选择好与产品对应的测试参数，点击“启动测试”，系统则开始测试。

图5软件界面

如图6所示为测试绝缘电阻的数据，经过试验验证，该系统可兼容单线圈/双线圈继电器产品的绝缘电阻测试，且可同时测试48个产品，提高了生产效率。

图6测试数据

5结论

以上位机为控制核心，设计、研制了一款兼容单线圈/双线圈继电器产品、测试容量为4路×12个产品的绝缘电阻测试系统。经过测试验证，该性能满足设计要求，解决了继电器产品测试效率低的问题，同时降低了测试人员的劳动强度，且提高了测试精度。

参考文献

[1]侯月宾,李玲.基于虚拟仪器的继电器触点弹跳测试系统[J].电工材料,2008,(03):46-49.DOI:10.16786/j.cnki.1671-8887.eem.2008.03.011.

[2]钟晨,周璐,孙斌.基于虚拟仪器的继电器测试系统开发[J].计量与测试技术,2015,42(11):27-29+32.DOI:10.15988/j.cnki.1004-6941.2015.11.011.

[3]叶雪荣,邓杰,翟国富.电磁继电器动态特性综合测试系统[J].低压电器,2010,(14):32-36.DOI:10.16628/j.cnki.2095-8188.2010.14.008.

[4]关欣,李文华,沈江峰,等.电磁继电器动作时间参数测试与计算研究[J].中北大学学报(自然科学版),2016,37(06):593-600.

[5]王鑫,赵兴海,姚旺.板载继电器寿命测试系统设计与实现[J].铁路通信信号工程技术,2024,21(01):103-107.

[6]柳杨,赖宝鹏,陈俊杰,等.基于单片机的继电器参数测试系统设计[J].电子测试,2022,(16):14-16.DOI:10.16520/j.cnki.1000-8519.2022.16.025.