基于單片機的電氣控制線路接線故障診斷系統
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2．2 節(jié)點切換矩陣工作原理
表1中各電器元件的接線樁(即節(jié)點)均用導線連接至節(jié)點切換矩陣的微型繼電器，通過繼電器把節(jié)點和檢測總線(分為主總線和從總線)相連通。接線故障診斷時，單片機讀取接線網絡表的數據(如表2中的0111H)，將高位(01H)由P1口送至譯碼電路1譯碼后，相應繼電器吸合，使對應的01號節(jié)點(電源接線柱的1號接線樁)與主總線接通；同時將低位(11H)由P2口送至譯碼電路2譯碼后，相應繼電器吸合，使對應的11號節(jié)點(交流接觸器KM1的1號接線樁)與從總線接通。主總線接至單片機的P3．3，從總線接至P3．4，由單片機判別主從總線間也就是電源接線柱的1號接線樁與交流接觸器KM1的1號接線樁之間有無接線。只要把表1中的節(jié)點編碼依次由P2口發(fā)出，即可檢測01號節(jié)點與其他節(jié)點的接線情況。所以，通過節(jié)點切換矩陣可以檢測任意兩個節(jié)點之間有無接線，再把檢測結果與正確接線的節(jié)點網絡表進行比較，即可得出錯誤接線的位置，也可據此進行評分。
P3．2為節(jié)點切換矩陣的使能控制，當檢測結束后，P3．2使節(jié)點切換矩陣無效，所有繼電器釋放，使故障檢測電路和電機控制線路完全隔離，不受電機控制線路通電試驗的影響。
2．3 主從總線間有無接線的檢測原理
從總線通過1 kΩ電阻接地，單片機由P3．3向主總線發(fā)出1 MHz的方波(10101010即AAH)，如果主從總線間有導線連接，則P3．4讀取的數據也是AAH；如果主從總線間無導線連接，則P3．4讀取的數據為00H。若P3．4讀取的數據為其他值則說明主從總線間有導線連接但接觸不良，將其標記為FFH。所以從P3．4讀取的數據反映出連接在主從總線間的兩個節(jié)點的接線情況。例如檢測節(jié)點0111時，如果01節(jié)點和11節(jié)點之間有導線連接，則檢測結果為0111AAH；若無導線連接則檢測結果為011100H；若接觸不良則檢測結果為0111FFH。檢測結果發(fā)送給管理計算機，管理軟件用圖形方式還原接線板實際接線的情況并標注出錯誤所在。
2．4 題號識別電路工作原理
每張題卡為一個訓練項目，上面印著該項目的電氣控制原理圖及接線要求。每個訓練項目的題卡有惟一的編號。題卡內隱藏3個磁片，當題卡插入接線板上的題卡框內時，對應磁片位置的干簧管動作，將題卡編號輸入單片機的P3．5，P3．6，P3．7，單片機查找對應的節(jié)點網絡表并以此為依據檢測接線是否正確。
3 接線故障診斷系統的軟件設計
電氣控制線路接線故障診斷系統的軟件分為單片機程序和計算機管理軟件兩部分。
單片機程序的主要功能如下：
(1)控制接線板的電源，有允許通電和禁止通電兩種狀態(tài)，通過相應的指示燈作指引。只有診斷無故障才允許通電，其余時間禁止通電。
(2)檢測題卡號，未插題卡時禁止通電，按下診斷按鈕時檢測所有節(jié)點的接線情況，有故障指示燈閃亮。已插題卡時檢測題卡號并查找對應的節(jié)點網絡表，按下診斷按鈕時檢測所有節(jié)點的接線情況，將檢測結果與節(jié)點網絡表進行比較，相符時點亮無故障指示燈，允許通電；不相符時點亮有故障指示燈，禁止通電。無論何時，當檢測結束后均釋放節(jié)點切換矩陣的所有繼電器并將其鎖定。
(3)按下提交按鈕時，若還未診斷則先診斷，然后將接線板號、題卡號、診斷結果的數據發(fā)送給管理計算機。發(fā)送成功則點亮提交狀態(tài)指示燈，若接線板不在線或數據發(fā)送失敗則提交狀態(tài)指示燈閃亮。
計算機管理軟件的主要功能如下：
(1)班級、名單、實訓成績管理。
(2)實訓板在線狀態(tài)指示、提交狀態(tài)指示、接線時間計時。
(3)接收接線板提交的數據，顯示題卡號和正確的原理圖及接線圖，重現接線板實際的原理圖和接線圖，標注錯誤的接線。
(4)根據實際接線的錯誤數量及錯誤程度自動評分，評分結果自動錄入成績單。
(5)技能鑒定考試時自動發(fā)題(把考生抽取的題號自動發(fā)送至接線板)，考試結束后控制接線板自動進行診斷并提交結果，生成考評成績。
4 智能化電氣控制實訓室的構成
智能化電氣控制實訓室由管理計算機(簡稱教師機)、學生實訓臺組成，電氣控制線路接線板安裝在實訓臺上，通過RS 485總線與教師機聯網。電氣控制實訓室的網絡拓撲結構如圖3所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/173208.htm
智能化電氣控制實訓室的使用有三種模式：基本訓練時接線板可不聯網，學生接線后由接線故障診斷系統替代教師進行檢查，有故障時學生自行檢測直至故障排除；綜合訓練時接線板聯網，學生將結果提交給教師，有故障時由教師引導學生進行排除，同時計時并評分；技能考評時接線板聯網，教師發(fā)題后開始接線并計時，考試時間到，由教師機對還未提交的考生強制診斷并提交，及時打印、公布考評成績且能指出接線錯誤所在及扣分情況，實現智能考評，確保技能考評的公平與公正。
5結語
電氣控制線路接線故障診斷系統以及智能化電氣控制實訓室，以其準確、快捷、高效的性能，提高了教學效果和教學效率。對促進學生學習主動性、減輕教師教學負擔、確保考評的公平與公正等方面有著積極意義。
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