一种电子扇检测系统及车辆前端总成生产线体的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电子扇检测系统及车辆前端总成生产线体。

背景技术：

目前，车辆的市场需求越来越大，各整车厂也不断扩大厂区，开发新型生产线，提高生产线自动化程度。现有整车厂开发出车辆前端总成组装线体，用于组装车辆前端总成模块，组装完成的车辆前端总成模块直接安装于车身之上，从而提高了生产效率。但是，车辆前端总成在下线之前需检测其合格性，检测合格并粘贴合格证后方能下线，进行整车安装。

通常，车辆前端总成的合格性基本依靠各产品零部件出厂合格证来进行判定，缺少较成熟的判定方法或装置。在实际中，车辆前端总成主要包括车辆散热风扇(也称为电子扇)、散热器、冷却液进出管路等，而判断车辆前端总成是否合格的主要依据就是检测电子扇能否满足车辆在不同运行状态下的使用需求。但是，现有的检测电子扇的方案需要配置较多电子元器件，而配置的大多电子元器件又具有故障率高、可靠性差的问题，从而增加了故障判定时间和故障维修时间，使得操作过程繁琐，且无法实现对电子扇进行自动检测，不适用于具有较高生产节拍的生产线体。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种电子扇检测系统，以解决现有电子扇检测方案存在的可靠性差、故障判断时间长而不适用于较高生产节拍的生产线体的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电子扇检测系统，包括：电流检测装置，用于检测电子扇在各种运行状态下的电流数据；以及可编辑逻辑控制器plc，用于驱动电子扇在各种运行状态下运转，并根据所述电流检测装置检测的电流数据判定所述电子扇的合格性。

进一步的，所述电流检测装置为电流传感器。

进一步的，所述plc包括：脉宽调制型电子扇控制单元，用于向脉宽调制型电子扇输出脉宽调制信号以驱动脉宽调制型电子扇在不同占空比下运转；以及判定单元，用于判定所述电流检测装置在所述脉宽调制型电子扇在不同占空比下运转时检测的电流数据与所述脉宽调制型电子扇在相应占空比下运转时的电流标准值之间的误差是否在预设的误差阈值范围内，若是则判定对应电子扇合格，否则判定对应电子扇不合格。

进一步的，所述脉宽调制型电子扇控制单元包括：手动检测模块，用于向用户提供占空比选择，并向脉宽调制型电子扇输出用户选择的占空比所对应的脉宽调制信号以驱动脉宽调制型电子扇在对应占空比下运转；和/或自动检测模块，用于向脉宽调制型电子扇输出预设的若干个占空比所对应的脉宽调制信号以驱动脉宽调制型电子扇在对应占空比下运转。

进一步的，所述plc还包括：常规型电子扇控制单元，用于向常规型电子扇输出开关量信号以驱动常规型电子扇在低速模式下运转；其中，所述判定单元还用于判定所述电流检测装置在所述常规型电子扇在低速模式下运转时检测的电流数据与所述常规型电子扇在低速模式下运转时的电流标准值之间的误差是否在预设的误差阈值范围内，若是则判定对应电子扇合格，否则判定对应电子扇不合格。

进一步的，所述plc还包括：报警单元，用于在判定对应电子扇不合格时进行声光报警。

进一步的，所述plc还包括：自检单元，用于对所述plc的各部件进行故障检测。

进一步的，所述电子扇检测系统还包括：主控装置，用于从所述plc接收判定所述电子扇的合格性的判定结果，并根据所述判定结果控制所述电子扇所在的生产线体的运行。

进一步的，所述电子扇检测系统还包括：电源装置，用于为所述电子扇和所述plc提供电源。

相对于现有技术，本发明所述的电子扇检测系统具有以下优势：

1)本发明所述的电子扇检测系统采用plc进行控制，操作简单，且不需要大量使用可靠性差的电子元器件，可有效避免故障率高、可靠性差等硬件问题。

2)本发明所述的电子扇配置了常规型电子扇检测模式、pwm型电子扇手动检测模式和pwm型电子扇自动检测模式，实现对pwm型电子扇和常规型电子扇的检测，判断其合格性并发出声光报警，特别是pwm型电子扇自动检测模式，其自动调节占空比以判断电子扇的合格性，促进了电子扇合格性的快速检测，测试时间短且效率高，适用于高节拍的车辆前端总成生产线体。

本发明的另一目的在于提出一种车辆前端总成生产线体，以解决目前车辆前端总线生产线体缺少适用的电子扇检测装置的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆前端总成生产线体，所述车辆前端总成生产线体的末工位设置有上述的电子扇检测系统。

所述车辆前端总成生产线体与上述电子扇检测系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1(a)为常规型电子扇的结构示意图；

图1(b)为pwm型电子扇的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的电子检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的plc的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的pwm型电子扇控制单元的结构示意图；

图5为本发明实施例的plc的部分电路图；

图6为本发明实施例的电子检测系统的工作流程示意图；

图7为本发明实施例的电源装置的电路图；

图8为本发明实施例的电子检测系统的操作面板的示意图。

附图标记说明：

10-电流检测装置，20-plc，30-电子扇，40-主控装置，50-电源装置；

201-常规型电子扇控制单元，202-pwm型电子扇控制单元，203-判定单元，204-报警单元，205-自检单元；

202a-手动检测模块，202b-自动检测模块；

501-常规型电子扇对接端口，502-pwm型电子扇对接端口，503-判定结果输出端口，504-模拟量输出端口，505-电流变送器；

503a-异常结果输出端口，503b-正常结果输出端口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施例中所提到的电子扇是指车辆前端总成的散热风扇，分为常规型电子扇和pwm型电子扇两类，对应的结构分别如图1(a)和图1(b)所示。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是本发明实施例的电子扇检测系统。

如图2所示，所述电子扇检测系统包括：电流检测装置10，用于检测电子扇在各种运行状态下的电流数据；以及plc(programmablelogiccontroller，可编辑逻辑控制器)20，用于驱动电子扇30在各种运行状态下运转，并根据所述电流检测装置检测的电流数据判定所述电子扇30的合格性。

本实施例中，所述电流检测装置10优选为电流传感器，其可以实时采集电子扇在各种运动状态下的电流数据，并传输给所述plc20。其中，plc主要是采集模拟量，因此plc还配置有模拟量输入模块，用于将所述电流数据转换为模拟量输入至所述plc20。优选地，所述模拟量输入模块采用em231芯片。

plc具有极高的可靠性、易于掌握的编程指令、二次开发性强等优势，因此本实施例采用plc作为电子扇检测系统的处理中心，实现逻辑控制、占空比(pwm波)给定、运行状态指示、系统故障判断及保护、模拟量采样及处理等。

具体地，如图3所示，本实施例中的plc20主要包括：常规型电子扇控制单元201，用于向常规型电子扇输出开关量信号以驱动常规型电子扇在低速模式下运转；pwm型电子扇控制单元202，用于向pwm型电子扇输出脉宽调制信号以驱动pwm型电子扇在不同占空比下运转；以及判定单元 203，用于判定所述电流检测装置检测的常规型电子扇或pwm型电子扇的电流数据与电流标准值之间的误差是否在预设的误差阈值范围内，若是则判定对应电子扇合格，否则判定对应电子扇不合格。

通过常规型电子扇控制单元201和脉宽调制型电子扇控制单元202，本实施例实现了常规型电子扇检测模式和pwm型电子扇检测模式。

进一步地，如图4所示，所述pwm型电子扇控制单元202又包括：手动检测模块202a，用于向用户提供占空比选择，并向pwm型电子扇输出用户选择的占空比所对应的pwm信号以驱动pwm型电子扇在对应占空比下运转；和/或自动检测模块202b，用于向pwm型电子扇输出预设的若干个占空比所对应的脉宽调制信号以驱动pwm型电子扇在对应占空比下运转。

通过手动检测模块和自动检测模块，本实施例实现了针对pwm型电子扇的手动检测模式和自动检测模式。

因此，本实施例的电子扇检测系统包括三种检测模式，即常规型电子扇检测模式、pwm型电子扇手动检测模式和pwm型电子扇自动检测模式，下面具体介绍这三种检测模式。

一、常规型电子扇检测模式

此模式下，plc20的常规型电子扇控制单元201的开关量信号输出端连接常规型电子扇，以向常规型电子扇输出开关量信号来驱动电子扇在低速模式下启动运行，电流检测装置10采集电流数据并将电流数据传输给plc20的判定单元203来判定电子扇是否合格。

需说明的是，这里的低速模式与车辆运行的低速模式一致。

二、pwm型电子扇手动检测模式

此模式下，需要用户手动选择占空比，plc20的pwm型电子扇控制单元202的pwm信号输出端连接pwm型电子扇，以向pwm型电子扇输出用户选择的占空比对应的pwm信号来驱动电子扇在启动运行，电流检测装 置10采集用户选择的占空比下的电流数据并将电流数据传输给plc20的判定单元203来判定电子扇是否合格。

三、pwm型电子扇自动检测模式

此模式下，不需要用户手动选择占空比，而是在plc20中预先设置有若干个占空比，比如设置四个占空比信号分别为20％、40％、60％和80％。plc20的pwm型电子扇控制单元202的pwm信号输出端连接pwm型电子扇，以按顺序向pwm型电子扇输出预设的若干个占空比对应的pwm信号来驱动电子扇不同占空比下启动运行，电流检测装置10采集各占空比下的电流数据并将电流数据传输给plc20的判定单元203来判定电子扇是否合格，即按占空比信号从小到大的顺序对电子扇进行逐级检测，若有任一占空比对应的电流数据检测不合格，则电子扇不合格。

上述三个模式中，均涉及通过判定单元203来判定电子扇是否合格，三者的判定模式是相同的。

具体地，所述判定模式包括：plc检测所述电流检测装置10所检测的电子扇的电流数据与电流标准值之间的误差是否在预设的误差阈值范围内，若是则判定对应电子扇合格，否则判定对应电子扇不合格。其中，所述电流标准值与所述误差阈值范围是预先设定的，优选地，设定所述误差阈值范围为±2％，即检测的电流数据和预设的电流标准值相比，在±2％的范围内为合格产品。

进一步地，结合图3，所述plc20还可以包括：报警单元204，用于在判定对应电子扇不合格时进行声光报警。具体地，所述报警单元204通过led灯和报警器实现，当判定对应电子扇合格时，使绿色led灯亮，当判定对应电子扇不合格时，使红色led灯亮，并使所述报警器报警，以通知工作人员。其中，所述报警器又优选采用蜂鸣器。

进一步地，结合图3，所述plc20还可以包括：自检单元205，用于检 测对所述plc的各部件进行故障检测。其中，所述自检单元205优先为设置在所述常规型电子扇控制单元201和脉宽调制型电子扇控制单元202之前运行，以使在检测相应电子扇之前，排除所述电子扇检测系统自身故障而发生错误判断。

因此，本实施例的电子扇检测系统的plc20优选为包括通过常规型电子扇控制单元201、脉宽调制型电子扇控制单元202、判定单元203、报警单元204和自检单元205。在该优选方式下，可通过如图5所示的电路来配置plc，以便其能实现多个功能单元的功能。

如图5所示，本实施例的常规型电子扇控制单元201、脉宽调制型电子扇控制单元202、判定单元203、报警单元204和自检单元205的功能通过在plc的cpu224xp中编制相应程序来实现，但需要配置部分功能单元与电子扇的对接端口以及相关输出端口等。图5中，即配置了常规型电子扇对接端口501、pwm型电子扇对接端口502、判定结果输出端口503、模拟量输出端口504以及常规的电流变送器505，其中判定结果输出端口503包括异常结果输出端口503a和正常结果输出端口503b。图5中，sb1-sb4分别为20％占空比选择按钮、40％占空比选择按钮、60％占空比选择按钮和80％占空比选择按钮，sb7为功能选择按钮，hg1-hg4分别为20％占空比选择绿指示灯、40％占空比选择绿指示灯、60％占空比选择绿指示灯和80％占空比选择绿指示灯，hg5和hg6分别为运行结果红指示灯和运行绿指示灯，pin1-pin4分别为电子扇电源负极、电子扇电源正极、电子扇开关量和电子扇控制量，r2为100欧的分压电阻，kr1、kr2、kr3均为继电器，kr1-1、kr2-1、kr3-1为对应的继电器常开触点，其中分压电阻为陶瓷电阻，继电器kr3为直流固态继电器。此外，除分压电阻r2之外，还可以在各端口间配置端接电阻r1(图5未示出)，该端接电阻r1用于保证plc内部晶体管导通的最小电流，且可以防止脉冲信号失真。本实施例中，所述端接电阻 r1优选为100欧的陶瓷电阻。

在此，可通过在plc的cpu224xp中编制相应控制程序来实现本实施例的plc的各个功能单元的功能，优选的控制程序示意了对电子扇进行检测的工作流程，如图6所示，主要包括以下步骤：

步骤s61，进行电子扇检测系统的自检。

此步骤s61检测电子扇检测系统自身是否运转正常，若是则继续执行下一步，否则封锁电子扇检测系统，并输出故障报警信号，使上电指示灯熄灭，待工作人员进行维修或更换后，再重新执行步骤s61。

步骤s62，选择pwm型电子扇检测模式或常规型电子扇检测模式。

此步骤s62中，根据选择的检测模式的不同，分别执行步骤s63和步骤s64。

步骤s63，承接步骤s62，若选择的是常规型电子扇检测模式，则输出开关量信号以驱动常规型电子扇在低速模式下启动运行。

此步骤s63中，为便于判断常规型电子扇是否正常，需要使常规型电子扇在低速模式下运行足够的时间，本实施例优选为运行至少6s。电子扇运行足够时间后，判断低速模式下运行的电子扇是否正常，若正常则使相应的运行结果绿指示灯亮，并通知电子扇可以合格下线，若不正常，则使相应的运行结果红指示灯亮，并通知对不合格产品进行处理。

步骤s64，承接步骤s62，进一步选择pwm型电子扇自动检测模式和pwm型电子扇手动检测模式。

其中，在pwm型电子扇自动检测模式下，使pwm型电子扇在依次在占空比20％、40％、60％和80％下启动运行，运行时间分别为6s、3s、3s和5s，且每运行一次就进行一次电子扇是否正常的判断，若正常则使相应的运行结果绿指示灯亮，并通知电子扇可以合格下线，若不正常，则使相应的运行结果红指示灯亮，并通知对不合格产品进行处理。

其中，在pwm型电子扇手动检测模式下，手动选择占空比20％、40％、60％和80％，并手动设定电子扇在占空比20％、40％、60％和80％下的运行时间分别为6s、9s、10s和12s，且每运行一次就进行一次电子扇是否正常的判断，若正常则使相应的运行结果绿指示灯亮，并通知电子扇可以合格下线，若不正常，则使相应的运行结果红指示灯亮，并通知对不合格产品进行处理。

需说明的是，步骤s63和步骤s64中涉及的判定电子扇是否正常的方法与上文相同，即通过检测常规型电子扇的电流数据与标准电流值之间的误差是否在设定的误差阈值范围内来判断电子扇是否正常。

进一步地，结合图2，本实施例的电子扇检测系统还可以包括：主控装置40，用于从所述plc20接收判定所述电子扇的合格性的判定结果，并根据所述判定结果控制所述电子扇所在的生产线体的运行。该主控装置40可以为线体cpu，其与图4中示出的判定结果输出端口503连接以接收对电子扇的判定结果，并且在接收到电子扇不合格的判定结果时，停止生产线体的运行，以使工作人员可以对不合格的电子扇进行更换或维修，待检测合格后再重新启动线体。

需说明的是，所述主控装置40也可以作为独立的上位机而不包括在所述电子扇检测系统中，且除了根据电子扇检测系统的判定结果控制生产线体外，还可以控制生产线体的其他环节。

进一步地，结合图2，本实施例的电子扇检测系统还可以包括：电源装置50，用于为所述电子扇30和所述plc20提供电源。

该电源装置50的详细电路如图7所示，其与图5对应的电路相配合，其中ps1是开关电源，其作为plc电源，ps2是稳压电源，其作为电子扇电源，sb5和sb6分别为急停按钮和电源开关按钮，hg7为电源指示灯，pin1和pin2分别为电子扇电源的负极和正极。

进一步地，本实施例的电子扇检测系统还可以包括操作面板，该操作面板配置有开关按钮、指示灯等电子元器件，这些电子元器件与图5、图7所示的电路中示出的相应按钮和指示相一致，用于便于工作人员在操作面板上进行操作以使相应电路按指令进行工作。

如图8所示，本实施例的操作面板优选为包括：四个占空比选择按钮以及其对应的占空比选择绿指示灯，其优选为分别对应占空比20％、40％、60％和80％，以供工作人员在pwm型电子扇手动检测模式下选择占空比；一个功能选择拨盘开关，其提供“常规型”、“手动”和“自动”三种选择，分别对应于常规型电子扇检测模式、pwm型电子扇手动检测模式和pwm型电子扇自动检测模式；一个不合格指示灯，其对应于图5中的运行结果红指示灯hg5；一个合格指示灯，其对应于图5中的运行结果绿指示灯hg6；以及一个门锁按钮，用于在所述电子扇检测系统自检未通过时，封锁其相关功能。

在本发明的实施例中，还提供了一种车辆前端总成生产线体，所述车辆前端总成生产线体的末工位设置有上述的电子扇检测系统。据此，通过末工位的电子扇检测系统检测电子扇是否合格，若合格，即表明了车辆前端总成合格，从而可将车辆前端总成直接安装于车身之上，提高了生产效率。

综上所述，本发明实施例的电子扇检测系统相对于现有技术具有以下几个方面的优势：

1)本发明实施例采用plc来构成电子扇检测系统，只需配合固态继电器及陶瓷电阻等高性能元件，操作简单，且不需要大量使用可靠性差的电子元器件，可有效避免故障率高、可靠性差等硬件问题。

2)本发明实施例配置了常规型电子扇检测模式、pwm型电子扇手动检测模式和pwm型电子扇自动检测模式，实现对pwm型电子扇和常规型电子扇的检测，判断其合格性并发出声光报警，特别是pwm型电子扇自动检 测模式，其自动调节占空比以判断电子扇的合格性，促进了电子扇合格性的快速检测，测试时间短且效率高，适用于高节拍的车辆前端总成生产线体。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。