一种智能化的门控器功能自动测试仪的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆自动门控制系统，尤其是一种智能化的门控器功能自动测试仪。

背景技术：

对轨道车辆自动门控器进行主要功能的测试，常用于轨道车辆自动门控制系统生产厂家、车辆组装厂家、地铁运营安全质量部门作运行的质量控制，对自动门控器的生产、安装调试、故障检查维修具有重大的现实意义。

现有轨道车辆自动门控器的功能测试，需要安装在实际车辆或实验台架上，由齿带、电机、门板、开关等门机构配合，人为的进行开、关门等信号的有效输入，并观察门控器的执行动作和输出状态，从而判断该门控器主要功能是否正常。该方式受到外部场地、工具、设备、人员等多种因素的限制，无法快速、批量进行测试和判定。并且，现有测试装置和人员无法满足在整个测试过程中，对关键信号、状态、参数的准确检测和判断。此外，整个测试过程中，试验人员无法及时进行监控，因此试验记录和报告分析也无法做到标准化。

技术实现要素：

实用新型目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型旨在提供一种智能化的门控器功能自动测试仪。

技术方案：一种智能化的门控器功能自动测试仪，包括控制主机和电机负载，所述电机负载用于为待测门控器的电机驱动控制提供模拟的门系统负载机构，控制主机包括控制模块、输入检测模块、输出控制模块和通信模块；

输入检测模块用于采集门控器传输的数字/模拟信号，并对信号进行隔离、转换及检测；

输出控制模块用于向待测门控器发出列车线路信号和门系统信号；

所述控制模块用于控制输出控制模块向门控器发出信号、记录测试数据、并在输入检测模块检测到故障时报警；

通信模块用于实现控制模块与待测门控器、电机负载及外部设备的通信；

进一步的，数字/模拟信号包括电磁铁信号、声光指示信号、电机电流信号、编码器脉冲信号。

进一步的，电机负载包括电机、减速器和磁粉制动器；所述输出控制模块还用于向待测门控器发出磁粉制动器控制信号；

进一步的，列车线信号包括集控开门信号、集控关门信号和零速信号。

进一步的，门系统信号包括服务按钮信号、紧急解锁信号、隔离信号、门地址编码信号、锁闭开关信号和门板开关信号。

进一步的，控制主机还包括显示屏和电源管理模块，显示屏用于显示上电状态、开门、关门动作状态、通信状态、电机的运行状态、当前检测完成进度中的一种或多种；所述电源管理模块对门控器进行供电控制。

有益效果：本实用新型采用全面模拟使用工况条件的测试方式，能够对门控器工作过程中涉及的多个信号进行采集和控制处理，模拟触发信号，使门控器进入不同的功能状态，监测该状态下门控器的信号，记录测试参数，准确的判断该状态的正确性，达到功能检测、故障诊断、报警提示，进而分析各项测试结果，对门控器的功能状态进行评测，满足门控器自动进行测试的需求。本测试仪能够记录测试故障数据，缩短试验人员操作时间，可对门控器进行专业化的检测，达到统一的故障描述和判定，标准化的报告分析。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意及局部结构放大图；

图2是本实用新型的连接示意图；

图3是输入模块中的电流检测电路示意图；

图4是输入模块中的信号采样电路示意图；

图5是电源管理模块中的系统电源电路示意图；

图6是集控开门动作关联信号示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。

如图1所示，一种智能化的门控器功能自动测试仪，搭配微处理器控制检测系统，能够模拟出整体门系统在不同情况下动作时，门控器各个接口的输入触发信号条件，并对门控器的输出执行信号进行检测和判断，从而分析门控器在不同测试项目时的控制流程和动作响应是否正确。

测试仪包括控制主机和电机负载，电机负载用于为待测门控器的电机驱动控制提供模拟的门系统负载机构，电机负载包括电机、减速器和磁粉制动器、联轴节、编码器；

控制主机采用32位的微处理器作为核心控制系统，整体架构按功能模块进行搭建，包括控制模块、输入检测模块、输出控制模块、通信模块、显示屏和电源管理模块。

如图2所示，本实用新型的整体测试连接采用3组线束连接门控器、电机负载、控制主机、PC终端，形成一个集检测控制、数据采集、测试记录、数据结果分析、生成标准化报告等多种功能于一体的工业化自动测试系统。

输入检测模块用于采集门控器传输的数字/模拟信号，并对信号进行隔离、转换及检测；数字/模拟信号包括电磁铁信号、声光指示信号、电机电流信号、编码器脉冲信号；如图3所示，电机电流输入的模拟信号经过采样、隔离、放大，进入控制模块AD转换后成为电流数据值，作为逻辑判断的数据依据。如图4所示，门控器输出的电磁铁控制作为开关信号量，经过分压、限流、滤波、隔离措施，将高电压信号状态转换为低压数字信号，进入控制模块，作为门控器是否吸合电磁铁的动作判断依据。

如图5所示，电源管理模块对门控器进行供电控制，电源管理模块中包括4 种直流电源电压输出模式：110V、24V、15V、5V。本实施例中直流110V的供电采用开关电源转为15V、5V电源，电源管理模块能够使得本测试仪满足不同模块对于电源供电电压的需要。

输出控制模块用于向待测门控器发出列车线路信号、门系统信号以及磁粉制动器控制信号；其中，列车线信号包括集控开门信号、集控关门信号和零速信号；门系统信号包括服务按钮信号、紧急解锁信号、隔离信号、门地址编码信号、锁闭开关信号和门板开关信号。输出控制模块能够根据不同测试项目和动作逻辑进行组合，在不同时序发出开关量信号。输出控制模块采用MOSFET功率管作为开关器件，具备防反接、过流保护功能。

控制模块作为信号处理的核心单元，采用32位ARM Conrtex-M4核的高速处理芯片，用于控制输出控制模块向门控器发出信号、记录测试数据、并在输入检测模块检测到故障时报警；能够实现信号处理、逻辑判断、输入、输出控制、通讯控制。该模块还加载了FLASH存储芯片，实现测试记录高速存储功能；设有复位电路、时钟电路、EEPROM存储电路等，其电路结构可采用本领域的常规设置。

通信模块用于实现控制模块与待测门控器、电机负载及外部设备的通信；本实施例中外部设备即PC终端，也可以根据需要将测试信息传输到其他相关设备上。

通信模块，用于将控制模块的数据及指令与外部设备交互；通信模块包括通信接口和无线模块，所述通信接口用于通过物理线路将控制模块的数据传输至外部设备；所述无线模块用于将控制模块的数据及指令与外部设备无线交互；通信接口为USB接口，USB设备接口可以实现与PC机的简单连接，快速上传测试记录数据。所述无线模块采用蓝牙模块，使用蓝牙信号传输方式，可以方便的实现与手机等移动终端的互联，达到智能网络化远程控制的需要。本实施例中采用 1路USB设备接口，外接到主机通信接口，可进行数据导出和参数设置；1路 RS232接口，与显示屏连接，作为显示控制接口；1路RS485接口，连接电流采集单元、通信模块，进行数据采集。并且，本实施例中采用串口蓝牙模块作为从机设备，可与主机组成无线交互路径，传输数据或接收指令。

显示屏为触摸显示屏，与控制模块相连，显示屏用于显示上电状态、开门、关门动作状态、通信状态、电机的运行状态、当前检测完成进度中的一种或多种；触摸显示屏用于设定试验参数并显示测试项的过程状态、测试结果、历史记录等。本实施例中使用工业级的彩色液晶显示模块，配备触摸功能，使用工业级触摸显示屏进行交互，可以快速设定试验参数。高亮度的液晶屏可以满足户外或强光环境下清晰可视的操作需要。

如图6所示，使用上述智能化的门控器功能自动测试仪的智能化的门控器功能自动测试方法包括如下步骤：控制模块控制输入检测模块采集门控器传输的数字/模拟信号、对信号进行隔离、转换及检测，并控制输出控制模块向门控器发出列车线路信号和门系统信号，电机负载为待测门控器的电机驱动控制提供模拟的门系统负载；控制模块对输入检测模块采集的信号进行处理和检测，具体包括以下检测：上电初始化检测、声光状态检测、开门过程检测、关门过程检测、门使能(零速信号)功能检测紧急解锁功能检测、门切除(隔离)功能检测、服务按钮功能检测、模拟列车控制和管理系统(TCMS)的通讯检测、电机驱动电路状态检测、闭锁开关故障模拟检测和门板开关故障模拟检测；

控制模块记录测试数据并在输入检测模块检测到故障时报警并记录并存储故障发生时的输入、输出信号状态、电机电流数据、列车控制和管理系统(TCMS) 的通信状态，停止测试，断开门控器供电，并且显示弹窗进行报警，提示进行记录存储或重新进行测试。

在执行测试过程结束后，门控器功能自动测试仪的将会保存该次测试相关信息(送检门控器编号、送检时间、送检单位、送检人员、送检门控器状态情况、用户名称、测试项目、每项测试的数据或结果等)，执行测试过程结束后的时间 (包含年、月、日、时、分、秒)，测试完成状态(故障状态、正常状态、停止状态)等，作为1条记录存储在设备FLASH闪存内。保存的记录，可指定测试时间、门控器编号进行查询并且分页显示详细的检测项目和状态。

门控器功能自动测试仪与PC终端连接后，记录数据可通过数据接口使用专用软件传送到电脑终端，在电脑终端的专用软件中对记录整理、编辑形成测试报告，包含测试过程中被测门控器出现的故障现象描述、该类故障原因分析和建议、该次测试相关信息。

具体的各项检测过程可由本领域技术人员采取常规操作，本实施例中提供了各测试项目的优选方案。

其中，本实施例的开门过程检测具体包括如下步骤：

1)调整锁闭开关、门板开关信号，设定门系统的初始状态为关门状态；

2)调整门地址设定信号，设定门控器的地址编号；

3)设定磁粉制动器的电流，保持恒定阻力矩；

4)开启电源控制，控制主机给被测门控器供电，等待门控器初始化自检完成；

5)控制主机启动开门指令，集控开门信号、门使能(零速)有效输出；

6)门控器开始开门动作：电磁铁输出、声光指示、电机控制等输出变化；

7)控制主机一方面检测上述的输出变化信号，判断状态是否正确，另一方面，根据该输出变化来控制调整锁闭开关、门板开关信号，适应性的改变门系统状态；

8)控制主机检测编码器信号，计算电机的转动状态；

9)控制主机检测门控器通讯信号，判断实际状态是否与门控器上报状态一致；

10)控制主机检测声光信号，判断是否与设定逻辑标准一致；

11)等待门控器停止电机转动，控制主机开始进行各项数据判读。判断条件和依据如下：

开、关门动作正常的判断依据是：

(A)起始输出状态与门控器的通信状态一致；

(B)整个过程中电流在限定范围内；

(C)整个过程中脉冲总数在限定范围内；

(D)整个过程中，开关门指示灯、侧门灯、电磁铁、蜂鸣器输出状态符合动作要求；

(E)整个过程中，通信状态稳定；

(F)开、关门时间符合要求；

如有错误，视为该次测试出现故障，停止该项测试和后续测试项目，断开门控器供电；数据符合，正常结束该测试，存储测试记录。

本实施例在上电初始化检测中，被测门控器断电状态下，控制主机控制各路输出信号模拟门系统处于正常关门的状态。控制主机给被测门控器供电，并在 20s内实时监测电流情况。同期监测蜂鸣器输出、电磁铁输出、侧门灯输出、电机编码器脉冲。通过被测门控器电流情况，可判断出门控器静态上电时的出现的短路和断路故障。

本实施例在声光状态检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制紧急解锁信号输出有效(断开状态)，门控器进行响应，侧门灯常亮、单门指示灯闪烁、蜂鸣器长鸣。控制主机同期监测蜂鸣器输出、单门指示灯输出、侧门灯输出、电磁铁输出、电机编码器脉冲、通讯数据(发生紧急解锁事件)。3秒后，控制主机关闭紧急解锁信号，门控器进行响应，侧门灯灭、单门指示灯灭、蜂鸣器无声。通过各个信号两种状态下的实际输出情况对比，可判断出门控器的各个指示灯和蜂鸣器的输出电路是否存在故障。

本实施例在声光状态检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制紧急解锁信号输出有效(断开状态)，门控器进行响应，侧门灯常亮、单门指示灯闪烁、蜂鸣器长鸣。控制主机同期监测蜂鸣器输出、单门指示灯输出、侧门灯输出、电磁铁输出、电机编码器脉冲、通讯数据(发生紧急解锁事件)。3秒后，控制主机关闭紧急解锁信号，门控器进行响应，侧门灯灭、单门指示灯灭、蜂鸣器无声。通过各个信号两种状态下的实际输出情况对比，可判断出门控器的各个指示灯和蜂鸣器的输出电路是否存在故障。

本实施例在模拟列车控制和管理系统(TCMS)的通讯检测中，在被测门控器正常上电前，控制主机控制改变配置地址线信号，被测门控器上电后，门控器进行响应，控制主机通过模拟列车控制和管理系统(TCMS)的通讯获取状态数据，从而判断门控器能否正确识别门地址编号。

本实施例在开门过程检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制集控开门输出信号有效(持续输出800毫秒后断开)。门控器进行响应，侧门灯、单门指示灯、蜂鸣器、电磁铁、电机、电机编码器等信号发生变化。控制主机同期监测蜂鸣器输出、单门指示灯输出、侧门灯输出、电磁铁输出、锁闭开关、门板开关、电机编码器脉冲、通讯数据(发生紧急解锁事件)。3秒后，门控器完成开门过程。通过对以上信号的分析，可判断出门控器的在开门过程中是否存在故障。

本实施例在关门过程检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制集控关门输出信号有效(持续输出800毫秒后断开)。门控器进行响应，侧门灯、单门指示灯、蜂鸣器、电磁铁、电机、电机编码器等信号发生变化。控制主机同期监测蜂鸣器输出、单门指示灯输出、侧门灯输出、电磁铁输出、锁闭开关、门板开关、电机编码器脉冲、通讯数据(发生紧急解锁事件)。3秒后，门控器完成关门过程。通过对以上信号的分析，可判断出门控器的在关门过程中是否存在故障。

本实施例在门使能(零速信号)功能检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制门控器到开门状态后，停止零速信号输出。被测门控器检测到零速丢失情况，进行关门动作响应。控制主机监测蜂鸣器输出、单门指示灯输出、侧门灯输出、电磁铁输出、锁闭开关、门板开关、电机编码器脉冲、通讯数据(无零速事件)。通过对以上信号的分析，可判断出门控器的在门使能信号无效后的动作是否存在故障。

本实施例在紧急解锁功能检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制紧急解锁信号输出有效(断开状态)，门控器进行响应，侧门灯常亮、单门指示灯闪烁、蜂鸣器长鸣。控制主机监测电机编码器脉冲、通讯数据(发生紧急解锁事件)。随后，控制主机关闭紧急解锁信号，门控器进行响应，通讯数据(解除紧急解锁事件)。通过紧急解锁事件的发生和解除，可判断出门控器在进行紧急解锁功能时是否存在故障。

本实施例在门切除(隔离)功能检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制隔离信号输出有效，门控器进行响应，不再响应任何集控开门信号。控制主机监测电机编码器脉冲、通讯数据(发生隔离事件)。随后，控制主机关闭隔离信号输出，门控器进行响应，通讯数据(解除隔离事件)。通过隔离信号事件的发生和解除，可判断出门控器在进行隔离功能时是否存在故障。

本实施例在服务按钮功能检测中，被测门控器断电状态下，控制主机控制各路输出信号模拟门系统处于正常关门的状态。被测门控器正常上电后，控制主机控制服务按钮信号第一次输出有效(持续输出800毫秒后断开)，门控器进行响应，执行开门动作。随后，控制主机控制服务按钮信号第二次输出有效，门控器进行响应，执行关门动作。控制主机监测电机编码器脉冲、通讯数据、开门动作、关门动作。通过两次服务按钮信号触发正常的开门、关门动作，可判断出门控器进行服务按钮功能时是否存在故障。

本实施例在电机驱动电路状态检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制集控开门输出有效，门控器进行开门响应，控制主机监测电机编码器脉冲、电机电流变化数据、通讯数据。通过对电机电流变化曲线描绘、最大值分析，以及电机编码器脉冲数量测算，可判断出门控器进行开门动作时，电机驱动电路是否存在故障。

本实施例在闭锁开关故障模拟检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制集控开门输出有效，门控器进行开门响应。控制主机此时不进行锁闭开关正常动作信号的响应模拟，被测门控器将会发生通讯数据(产生电磁铁故障-SOF) 变化，可判断出门控器在闭锁开关故障发生时是否存在故障。

本实施例在门板开关故障模拟检测中，被测门控器正常上电后，控制主机控制门板开关输出无效，被测门控器进行响应，将会发生通讯数据(产生门故障 -FAIL故障)变化，可判断出门控器在门板开关故障发生时是否存在故障。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。