专利名称：冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冷藏集装箱微控制器，特别与冷藏集装箱微控制器故障诊断系统有关。
背景技术：
近年来，集装箱运输业做为现代物流的核心产业，正在日新月异的迅猛发展。其中冷藏集装箱储运是一种高利润、高风险的集装箱储运，它需要高技术的可靠支持，才能有效地避免高风险和获得高利润。冷藏集装箱的控制系统核心采用了先进微电脑控制器(简称微控制器)技术，以保证冷藏集装箱箱内储运(贵重)货物所需要的最佳储运保藏条件。这种微控制器性能良好，但电路板(如CPU板及I/O接口板)的维修难度大，目前世界各国从事冷藏集装箱储运及管理用户或航运公司都不具备此项维修能力，必须投入很多资金购买大量电路板备件以备更换使用。上述电路板维修难度大最最主要的原因在于难于诊断出故障，及进一步给出故障区域或故障部件，也就使维修工作无从下手和进一步展开。实践证明，对电路板的故障诊断及给出故障区域或故障部件，仅靠人工借助现有技术中的简单仪器设备是难以做到的。
发明内容
本实用新型在于解决现有技术存在的上述技术缺陷，提供一种冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统，主要任务在于提出该系统的硬件组成。上述硬件组成通过配备相应的操作软件等可适于对微控制器进行自动测试和故障诊断。
其技术解决方案是一种冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统，包括计算机，计算机配置PLC作为输入/输出接口，通过PLC与被测试微控制器中的CPU板和I/O接口板相连。
上述计算机，通过其上的5613通讯卡，以Profibus现场总线的方式，与ET200分布式I/O模块相连；得以控制PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道，待测微控制器与PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道相连。
本实用新型中，由于涉及待测(检)微控制器需要的信号是实实在在的硬件电气信号，而计算机建立的软件冷箱模型是数字信号，为了实现两者的连接及信号相应转换，本系统采用了PLC技术(可编程序控制器技术)，来作为计算机的信号输入/输出电路，通过PLC将计算机的数字信号转换为电气信号，然后与微控制器相连。使该系统的硬件组成能够适于对微控制器的在线测试。此外，可以以本实用新型为依托，根据实际需要通过配置和建立相应软件库，能够将冷藏集装箱控制系统维修经验、自动监控技术、计算机信息技术集成于一体，把目前繁琐的人工测试、对维修专家专业智能和经验的极高要求，进行自动化、软件化编排拟定，从而大大的提高维修人员的维修能力和效率。
图1为现有技术中一台实际工作中的冷藏集装箱各部分部件工作关系原理框图。
图2为本实用新型的一种实施方式结构原理示意框图，示出了其主要组成部分及其对应关系。
图3为向微控制器提供软件控制的送风温度传感器(STS)电气信号原理示意图。
以下结合附图对本实用新型进行说明具体实施方式
本实用新型在具体实施过程中，主要采取了下述技术方式结合图1，系统中微控制器的功能是通过传感器接受被控制对象(冷箱温度等)的状态信号，然后根据预定的程序，对压缩机等制冷设备进行控制，以保证冷箱的状态符合控制要求。
结合图2，为了对一台从现场冷藏集装箱拆卸回实验室的故障微控制器进行测试，就必须为微控制器提供模拟的运行环境，图中表明了如何通过计算机软、硬件结合，为微控制器提供模拟的灵活方便的冷箱各种工况运行环境，实现对微控制器性能、故障现象的测试。随后，可以使用电脑中根据维修专家专业经验开发出来的故障诊断专家系统中的数据库对故障现象进行分析，给出故障区域或故障部件的准确定位和维修指导信息。
1、编写VB程序实现系统的工作流程在手工测试微控制器时要完成的各项工作，都在VB程序中得到了体现。比如，给微控制器接通电源，开始在线测试；自动提取微控制器中的工作参数、采集的传感器数据、故障信息代码；仿照实际冷箱的工作模型，将冷箱分别设置到制冷、冷藏、加热、人工化霜状态进行性能测试；维修报告的自动形成；故障诊断专家系统的调用；冷箱操纵训练模拟器，都是通过VB程序来实现。系统的菜单、工具条，以及FLASH动画，使得系统界面十分友好，直观。
2、应用PLC(WINAC)技术建立待测微控制器与VB程序之间的接口在实验室中，为了实现对微控制器的在线自动测试，微控制器必须与计算机中的冷箱模型相连，微控制器要根据从冷箱模型获取的主送风温度(STS)、主回风温度(RTS)、冷凝器压力传感器(CPT)、加热器终止热继电器(HTT)、化霜温度传感器(DTS)、CPDS、AMB、CPSS、HS、SPT、SRS、RRS、IP-EM、IP-CM、WP、IP-CP等传感器、保护开关的状态，按照微控制器程序预设的逻辑，发出控制命令，分别控制制冷压缩机(CH)、冷凝器风扇马达(CF)、蒸发器高速风扇马达(EF)、蒸发器低速风扇马达(ES)、加热器(HR)、吸口电磁阀(SSV)、吸口调制电磁阀(SMV)等，以及指示灯的亮灭。
微控制器需要的信号是实际的硬件电气信号，而软件中的冷箱模型是计算机数字信号，为了实现两者的连接，本系统采用了PLC技术(可编程序控制器技术)，来作为计算机的信号输入/输出电路，通过PLC将计算机的数字信号转换为电气信号，然后与微控制器相连。
本实用新型中，可采用西门子公司基于WINAC软件PLC技术，在WINDOWS2000环境下运行的WINAC软件，能够在PC(个人计算机)上模拟PLC的控制功能，执行用STEP7语言编制的控制程序，然后通过安装在PC上的5613通讯卡，以Profibus现场总线的方式，与ET200分布式I/O模块相连。VB程序使用了WINAC提供的控件，与PLC交换数据，控制PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道。微控制器与PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道相连。
下面举例说明向微控制器提供软件控制的有关电气信号的方法，如送风温度传感器(STS)电气信号的方法微控制器工作时，外接的送风温度传感器是一个按负温度系数工作的电阻(25℃时，电阻值为10K)。对微控制器进行在线性能测试时，计算机软件冷箱模型应该向微控制器提供代表变化温度值的电气信号，系统中采用了如下电路来实现该功能图3中ECA1和ECA2是微控制器STS输入电路的接线端子。STS_CHECK是PLC的开关量输出(DO)触点，当测试STS输入电路时，该触点闭合；STS_ADJ是PLC DO触点，当使用软件改变STS值时，该触点闭合；另外有一路PLC模拟量电压输出1-10V(AO)连接在图中与触点STS_ADJ串联的支路，该电压随软件设定的STS温度值变化。
当触点STS_ADJ、STS_CHECK、K1均断开时，微控制器端子ECA1、ECA2之间是10K电阻与100K可变电阻的串联，此时，可以手动旋转STS 100K电位器，改变STS的温度值。
当STS_ADJ触点闭合时，微控制器端子ECA1、ECA2之间是来自PLC模拟量输出通道的受VB程序冷箱模型控制的STS温度值。
当仅STS_CHECK触点闭合，微控制器端子ECA1、ECA2之间是固定电阻约10K值，应用于检查STS输入电路是否正常。
3、可在本实用新型的计算机中建立专家分析判断系统，该专家分析判断系统数据库包括对微控制器印刷板电路图的破译单元，IC集成块和各部分电路功能的分析单元，测试点电压电流关系曲线单元，故障元信息单元；每一个故障元信息包括序号、故障描述信息、故障元器件信息、故障定位图型信息及专家诊断信息，其中故障定位图型信息包括电路板全域图、故障区域图、故障区域内器件与节点编号。具体地包括诸如控制器的印刷板电路图、各种常见故障诊断分析树、各种IC集成电路逻辑图及用于测试比较的印刷板测试点正常电压值和V-I曲线。
4、还可在本实用新型的计算机中建有模拟冷藏集装箱各种正常或故障情形下运行状态的功能库。
5、装备上述各项的本实用新型可具备的功能和操作将本系统相关的电气连接插头与待测微控制器相连，其后的性能自动测试、故障诊断、结果打印都可通过WINDOWS桌面的菜单或工具条来进行操作和显示。也可在系统操作台面上设置发光二极管流程图、数码显示、操作按键等等，并使其在CRT界面上有相同的显示。
需要说明的是，在上述记载内容的指导下，普通计算机技术人员及普通电气技术人员通过借鉴冷箱控制技术具体实际相关基础技术数据资料，无需花费创造性劳动，就能够依托本实用新型，完善其外围设备(部件)，编制支持软件，更好地满足实际需要。
权利要求1.一种冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统，包括计算机，其特征在于所述计算机配置PLC作为输入/输出接口，通过PLC与被测试微控制器中的CPU板和I/O接口板相连。
2.根据权利要求1所述的冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统，其特征在于所述计算机，通过其上的5613通讯卡，以Profibus现场总线的方式，与ET200分布式I/O模块相连；得以控制PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道，待测微控制器与PLC的I/O模块的开关量和模拟量通道相连。
专利摘要本实用新型公开一种冷藏集装箱微控制器故障诊断硬件系统，包括计算机，上述计算机配置PLC作为输入/输出接口，通过PLC与被测试微控制器中的CPU板和I/O接口板相连。该系统的硬件组成能够适于对微控制器的在线测试，可以以本实用新型为依托，根据实际需要通过配置和建立相应软件库，能够将冷藏集装箱控制系统维修经验、自动监控技术、计算机信息技术集成于一体，把目前繁琐的人工测试、对维修专家专业智能和经验的极高要求，进行自动化、软件化编排拟定，从而大大的提高维修人员的维修能力和效率。
文档编号G05B23/02GK2921909SQ20062008601
公开日2007年7月11日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者耿贤春, 薛福玉, 姜维尧, 吴庚申, 庞瑞庆, 刘娟 申请人:青岛鑫三利冷箱技术有限公司