专利名称：家电通用安全性能组合测试用逻辑控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可进行家用及类似用途电器安全性能组合测试的逻辑控制装置，属于电工仪表测控装置领域。
目前用于组合安全性能测试的逻辑控制装置主要有以下三种形式1、通过单片机系统进行编码及译码等形式进行控制，该方式成本低，但易受外界干扰，设计制作周期长，改动比较困难。
2、利用主令开关及继电器阵实现控制，该方式对硬件依赖性大、复杂，实现计数、延时等功能不方便，通讯及打印等功能无法实现。主要用于低级应用，功能简单。
3、利用PC机及A/D卡、I/O卡控制，该方式一般用于快速检测的系统，通常配检测线用。所占空间大，维护及运行成本高。
本实用新型的目的是提供一种性能价格比高、控制可靠、施工维护方便，并可以随用户的测试要求对系统很方便地调整测试项目、功能及时间的逻辑控制装置。它与继电器控制装置及各个安全检测功能模块相配合，即可以实现各个模块的自动及手动方式检测，并可进行测试数据采集，打印测试结果。
为达到上述目的，本实用新型是把逻辑控制装置作为一个独立的模块，采用和其所控制的其它仪表模块相似的外观并和其它模块安装在同一个机柜内(如
图1所示)。本实用新型由可编程序控制器(PLC)、扩展板PLCC、继电控制JR板、PWR板、变压器T1～T4、前、后面板和机箱构成。其中前面板部分主要包含FT板和测试按键，后面板主要包含BK1板、BK2板及H2插座(如图4)。主控器件采用PLC，利用其抗干扰性能好，适合于生产现场的优点。利用PLC内部的软继电器，定时计数器编程实现控制功能，大大减少了硬件方面工作，便于构成一个比较通用的控制系统。另外，通过PLC板上的232口连BK2板上的JK14，实现和外部各仪表单元的通讯，采集数据，从而利用其编程实现打印功能。JR板主要是利用继电器扩展PLC端口的耐压及过流能力，其输入为PLCC板JK5输出的12V信号，其输出通过H2端口和继电器控制模块相连而实现测试系统在强电方面的切换及测试信号的通断控制。PWR板由两个电源变压器T1、T2的输出作为输入，经过板上整流、滤波、稳压后输出作为BK2板上通讯用的两组相互隔离的电源。PLCC板是信号汇总的中心，用来扩展PLC端口，是本实用新型可以实现接地电阻、绝缘电阻、泄漏电流、电压电流功率(低压启动)，工作及非工作状况下耐压等项目的继电器动作控制，测试项目指示，不合格项目指示，测试同步控制及测试结果打印输出等功能的关键。其上主要含有由变压器T3、T4提供的5V及12V电源，两片4042，一片SN75466，两片TLP521-4光隔，一片4N25光隔及相应的阻容。(如图5所示)，PLCC板上通过Y9控制KR1，当Y9闭合时，JK5-1、JK6-30、JK3-34才可以通电，可同进进行测试项目指示(JK3-20～32)，测试信号同步(JK6-17～21)和JR板上继电器控制(JK5-2～9)，(图7为JR板的控制原理图，反映和KR5的连接，测试项目指示及信号同步的原理与之相同)，以上所反映为测试状态。当Y9断开时，则可以进行不合格项目指示及打印输出结果的功能。采用PLC的YB口作为锁存器U1、U2(4042)的沿锁存触发脉冲CP,YB的下降沿将不合格项目锁存后，再由U6(SN75466)驱动后反映在面板上的不合格项目指示灯D8～D14上；打印功能的实现是用Y8作为strobe脉冲，其通过U5(4N25)隔离，数据信号输出通过U3、U4(TLP521-4)隔离后输到打印机，即可打印出通讯读取的各仪表功能模块的测试结果。另外，YC控制FMQ(蜂鸣器)，不合格时鸣响，YA控制给各个仪表模块的单片机系统复位YD为接地电阻电流启动输出，YE为耐压的高压启动输出，YF控制泄漏测试的L/N切换。其余为一些信号转接和电源的整流滤波、稳压等。本实用新型对信号进行了分类及整理，按照功能分类，分别连接不同的端子。将和外部相连的信号全部归于四个端口弱电控制用IDC40的端子和各个仪表模块IDC40并联；232口和PC机及各个单台仪表模块相连；强电控制信号由H2端口连到继电器控制模块；打印接口可直接连打印机(如图2)。本装置内部信号也同样进行了定义，便于调试及生产施工。PLCC是信号汇总中心，其JK1、JK2口用IDC40端子分别连PLC的输出及输入点；JK3和前面板上的JK7通过IDC34相连JK6通过IDC40连后面板JK8，全部使用扁平电缆压接，使得接线大大减少，提高了效率。另外，如图4进行安装布置，则接线基本没有交叉，减少了相互干扰。PLCC板上主要器件的排布如图8,JK1中的Y0～Y7口的信号，即JK1-1～16的信号，经上拉电阻RP1、RP2后分为五路，分别经U1、U2锁存，U6驱动后，连到JK3控制前面板上的不合格项目指示；不经锁存连到JK3作为测试项目指示信号，最终都连到前面板上的二极管；连到JK5控制JR板上的继电器；连到JK6上，作为测试同步信号；经U3、U4实现了+12V和+5V间的电平转换，由JK6引出接JK8、JK10、JK11可直接做为数据线连打印机。U5对YB信号进行隔离，作为打印机所需strobe信号；继电器KR1、KR2分别由Y9和YE控制，分别控制电源和作为耐压测试模块中的高压输出启动信号。JK2信号主要分为两路一路由JK6连入，作为各个测试模块的不合格信号输入；一路由JK3连入，反映面板上各键的设定及功能。
本实用新型具有以下优点1、通过PLCC板信号的转接和对PLC端口复用，便于施工、维护，且节约成本，性能价格比高；2、主控元件采用PLC，后面板上信号按类分离，增强了抗干扰能力，提高了控制可靠性；3、软、硬件皆按最复杂要求设计为通用形式，受控的测试项目可以任意组合且基本上都采用排线连接，大大减少施工及调试复杂性，便于生产、管理；4、逻辑控制装置设计时考虑到了升级功能，配不同外设即可按功能强弱分为不同型号，实用性好。
图1、本实用新型逻辑控制装置所在系统结构示意图；图2、本实用新型逻辑控制装置所在系统原理框图；图3、本实用新型逻辑控制装置功能框图；图4、本实用新型逻辑控制装置元器件安装位置示意图；图5、本实用新型逻辑控制装置内PLCC扩展板电路原理图；图6、本实用新型逻辑控制装置面板示意图；图7、本实用新型逻辑控制装置内JR板电路原理图；图8、本实用新型逻辑控制装置内PLCC板上主要器件位置示意以下结合附图1～8给出本实用新型的实施例本实用新型的实施是参照图1～8，逻辑控制装置采用标准抽屉式机箱(440×480×119,L×W×H)，和其余的受控部分安装在同一个机柜(1.6m高)上，采用模块式设计，可以方便地取下来调试或维修。参照图2逻辑控制装置与其它模块的信号连接关系所有信号归类为四个接口，232口连PC机和各个测试模块内单片机；打印接口连打印机打印测试结果IDC40接口与各仪表IDC40接口相并接，用作弱电信号的并联控制同步信号输出，不合格信号引入及启动、复位等功能；H2口用作输出控制继电器控制模块运用的强电信号。参照图3面板的测试项目选择及功能选择信号通过PLCC板转接以后，分别连到PLC的X0～X7及X10～X17端口，PLC根据设定状态，通过内部程序运行，在Y0～Y7经BK1板送出同步信号，在Y8～YF的控制下使受控仪表测试模块单元开始测试，同时继电控制回路接通，面板上测试项目的指示灯点亮；某项目测试完毕后，自动实现转到下一个项目。如果测试过程中有不合格，则从BK1板输入，经过PLCC板转接后送到PLC的X8～XF端口，PLC读取后记在寄存器中，全部测试完毕后，通过锁存，输出不合格项目点亮面板上对应项目的不合格指示灯。测试过程中要求打印数据，则测试过程中PLC通过232口和单片机通讯读回数据，测试完毕后将结果打印出来。其中电源PWR板提供串行通讯用的两组±12V的电源给BK2板，用于内外部的隔离传送数据，提高装置的抗干扰能力BK2板连接各仪表单元及打印机，实现通讯及输出测试结果功能。参照图4逻辑控制装置内器件分块安装、接线，然后拼在一起即可，而且引线大都采用扁平线，便于生产。前面板上K1～K7是测试项目选择按钮，K9～K12是功能选择按钮，这些接线都连到其附加板FT板上的XS和XS’,FT板上的D1～D7、D8～D14是测试项目指示和不合格指示二极管，这些信号全部通过JK7和PLCC板的JK3相连，后面板上附有BK1板和BK2板，这些信号都和PLCC板相连，而且PLCC板放在中间，便于其上信号与其它器件连接且干扰最小。参照图5 PLCC板，JK1、JK2为从PLC端口引入的信号，其中Y0～Y7分别并联到JK6～17～21，表示同步信号，JK3～20～32表示面板上的正在测试项目指示，JK5～2～9连到JR板上，控制继电器动作；Y0～Y7通过U1、U2锁存及U6驱动后，连到JK3～19～31作为面板上的不合格指示，其中YB和三极管T2组合形成锁存脉冲CP信号，连到4042的触发端；Y0～Y7通过U3和U4的隔离，实现了电平间+12V和5V的转换，YB经U5隔离后作为strobe脉冲，U3、U4的输出作为数据信息，即可实现打印功能。通过以上所述将Y0～Y7共进行了5次复用，以简单的结构实现了复杂的功能。其中关键一点为电源控制，Y9控制KR1使得Y9接通情况下，才可以进行继电器控制，测试项目指示信号同步的功能。而Y9断开时，Y8有脉冲，Y0～Y7有数据送出，则可以实现打印功能；YB有脉冲，则可以锁存Y0～Y7的状态。FMQ是蜂鸣器，有不合格项目时鸣响；继电器KR2当作启动耐压测试时的高压输出触发，其余一些信号用于转接，以上完成了PLCC板作为信号汇总及PLC端口扩展的功能。参照图6是逻辑控制装置的前面板布置示意，以功能排布，左边上方为正在测试项目的指示，下方为锁存的不合格指示灯，中间部分为测试项目选择按钮，手动测试时，可按下测试按钮的项目。自动测试时按启动按钮后，则依次切换测试未按下测试按钮的项目，测试完毕给出结果，等待下一次循环开始。右边为启动按钮和复位测试功能按钮，按启动后则开始测试设定的项目，按复位则终止正在进行的测试过程，设定方便，操作简单。参照图7是JR板的控制示意，反映了和PLCC板的连接，图7和图5配合，便于理解控制测试功能，并且从图中可以看出各个测试项目之间加有信号互锁，防止测试输出时信号混乱及产生事故，保障安全。图8反映PLCC板上主要器件的位置。PLCC板大小为100×145(W×L)。其上U1、U2为集成块4042，用于不合格信号的锁存，经U6(SN75466)驱动后，后级经JK3连不合格指示U3、U4、U5用于对打印机所需的信号进行隔离，其输出经JK6最终连到打印接口。蜂鸣器FMQ由YC控制，作为不合格声音报警，板上有两组电源提供，7812和7805，分别作为PLCC板上工作电源和打印机所需电源。KR1由PLC的Y9控制，作为PLCC板实现复用功能的电源控制；KR2由PLC的YE控制，经JK6输出后控制耐压测试模块，作为启动及停止高压输出信号。
权利要求1.一种家电通用安全性能组合测试用逻辑控制装置，包括可编程序控制器PLC、扩展板PLCC、继电器控制板JR、电源板PWR、变压器T1～T4及前后面板等，其特征在于PLC上的RS232口是与后面板的BK2板上的JK14插座连接，经过BK2板上的两级隔离后连到JK15，再连到JK12，作为串行口和外部各仪表模块的单片机的232串口相连，另外RS232口还连接PC机。
2.根据权利要求1中所述的控制装置，其特征在于扩展板PLCC的JK3插座连接前面板JK7插座，以连接测试指示灯D1～D7和不合格指示灯D8～D14。
3.根据权利要求1中所述的控制装置，其特征在于PLCC的JK6插座接到后面板的JK8插座，JK8插座一方面连接到JK10，后接到JK11，再连接打印机，另一方面连接到JK9插座当作和外部连接口IDC40。
4.根据权利要求1中所述的控制装置，其特征在于所述的PLCC的JK1、JK2插座是连接到PLC的输入、输出信号口。
5.根据权利要求1中所述控制装置，其特征在于PLCC板的JK5插座和JR板上的J1相连，做为控制信号控制JR板上的继电器动作，JK4与变压器T3、T4连接，提供电源引入，JR板上的J2与后面板上的H2相连后，H2接到继电器控制模块，作为继电器触点信号。
专利摘要一种家电安全性能组合测试用逻辑控制装置,属电工仪表测控装置领域。本装置由主控器件PLC及外部扩展PLCC板、继电器控制JR板及前后面板等组成。本装置可以实现接地电阻、绝缘电阻、泄漏电流、冷/热态耐压、电压电流功率及低压启动的手动或自动测试控制,如外配打印机或PC机,则可以完成打印测试数据或将测试数据上传给PC机。本装置能提高系统可靠性,很方便构成测试系统,实现家电安规测试要求。
文档编号G01R15/12GK2462393SQ0026015
公开日2001年11月28日 申请日期2000年12月26日 优先权日2000年12月26日
发明者石光明, 周伶, 廖宁岚 申请人:广州擎天实业有限公司电工分公司