一种用于电路接线故障的自动检测装置及检测方法

本发明属于故障检测，特别涉及一种用于电路接线故障的自动检测装置及检测方法。

背景技术：

1、故障检测技术是一门新学科，我国故障检测技术的发展始于20世纪70年代，虽然起步较晚，但近年来发展较快，其应用主要集中在化工、电力、冶金、国防等行业，目前，对于学生强电实验线路的接线故障检测研究甚少，各种继电-接触类实验台的接线均采用接插件形式，实验接线多而杂乱，非常容易接错，于是出现学生一合闸，便发生跳闸、烧毁线路等电气事故，特别是当学生无法判断线路故障时，教师来不及辅导、检查，将影响实验的正常进行，因此，研制一种用于电路接线故障的自动检测装置及检测方法，便可解决以上难题，使电路接线故障能自动检测与提示。

2、中国专利号为cn202210078681.8所公开的一种电路自动检测方法和装置，提出了一种通过对识别模块、测试模块中的驱动控制板与测试主控转接板以及测试控制器的集成，从而达到对多种电路板进行检测的效果，其不足之处是只能对弱电电路进行相关检测，而且只能对电路板线路进行检测，而无法对电气控制等强电电路进行检测，无法对接线过程进行实时检测，适用范围窄。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于电路接线故障的自动检测装置，该装置包括自动检测线路板、can总线分析模块、上位机实时显示模块、待检测电路，所述自动检测线路板包括系统电源模块、单片机主控模块、i/o扩展模块、can通讯模块、继电器控制模块，本装置所设计的自动检测线路板能提供多个检测节点，本装置能供众多电路进行接线检测，适用范围广、通用性更强，设计的特定检测算法构成的数据生成及解析模型极大的简化了接线检测的流程，模块化的设计也使得整体结构更加简单、抗干扰能力更强。

2、本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案是：一种用于电路接线故障的自动检测装置包括待检测电路、自动检测线路板、can总线分析模块、上位机实时显示模块，所述自动检测线路板中的系统电源模块给所述自动检测线路板的单片机主控模块、i/o扩展模块、can通讯模块、继电器控制模块供电，所述can通讯模块为所述自动检测线路板的通讯部分，所述i/o扩展模块为所述单片机主控模块的i/o扩展部分，使得所述单片机主控模块能够控制更多的i/o口，所述i/o扩展模块与所述继电器控制模块相连，所述自动检测线路板的继电器控制模块通过导线接入至所述待检测电路，所述自动检测线路板的can通讯模块通过can_l、can_h两条总线与所述can总线分析模块相连，所述can总线分析模块通过数据线与所述上位机实时显示模块相连。

3、进一步地，所述待检测电路中所有用到的器件引脚都进行节点编号，绘制节点对照表，根据节点对照表将所有检测节点接入所述继电器控制模块。

4、进一步地，所述自动检测线路板包含系统电源模块、单片机主控模块、i/o扩展模块、can通讯模块、继电器控制模块，所述i/o扩展模块极大地扩展了单片机的i/o口，使得所述自动检测线路板能够提供多个检测节点，这些检测节点连接至不同的电路，便能对多个电路接线情况进行检测。

5、进一步地，所述can总线分析模块通过can_l、can_h两条总线与所述can通讯模块相连。

6、进一步地，所述上位机实时显示模块通过数据线与所述can总线分析模块相连，控制检测的进程。

7、进一步地，实现所述的用于电路接线故障的自动检测装置的检测方法包括如下步骤：

8、①对所述待检测电路中的器件引脚进行节点编号，为每个所述待检测电路设置检测数据，对所述待检测电路中所有的器件引脚进行节点编号后，绘制节点对照表，根据节点对照表将所有检测节点接入所述继电器控制模块；

9、②根据选择的电路连接关系，设置检测参数，将检测参数输入到数据生成及解析模型，便可得到检测数据及正确接线理论采集数据，而数据生成及解析模型由两个算法式组成，根据公式

10、式中：a为节点发送控制信号，b为节点接收控制信号，c为节点采集信号，以节点1为例，a1=1表示节点1发送+24v开关打开，a1=0表示节点1发送+24v开关关闭；b1=1表示节点1接收+24v开关打开，b1=0表示节点1接收+24v开关关闭，c1=1表示节点1已采集高电平信号，c1=0表示节点1已采集低电平信号，a、b、c的取值只能取1或者0，n为发射节点编号，m、p、q、...、v为接收节点编号，将发射节点编号和接收节点编号输入到数据生成及解析模型，便可得到检测数据a160-a1、b160-b1和对应正确接线理论采集数据c160-c1，将实际采集到的接线数据和检测数据输入到数据生成及解析模型，解析出发射节点和接收节点编号，由此得到真实的接线情况；

11、③数据生成及解析模型生成正确接线的检测数据，实际采集到错误接线数据的总类较多，对所有接线情况进行汇总、分类，一共分为以下5种情况，为了方便说明，以待检测电路采用三相异步电动机点动控制电路为例：

12、ⅰ正确接线：对应的节点相连，如三相异步电动机点动控制电路中的节点3、4、5通过导线相连；

13、ⅱ乱接线：不对应的节点连接在一起，如三相异步电动机点动控制电路中的节点3与除了节点4、5以外的其它节点通过导线相连，比如节点3与节点7相连；

14、ⅲ少接线：本应相连的节点，实际只连接部分，如三相异步电动机点动控制电路中的节点3、4、5三个节点需要通过导线相连，最后只将节点3与节点4相连；

15、ⅳ多接线：在正确接线的基础上，还将其它节点接入其中，如三相异步电动机点动控制电路中的节点3、4、5三个节点连接在一起的前提下，还将节点7通过导线接入其中；

16、ⅴ少接线+乱接线：只连接了部分对应的节点，在此基础上又连接了其它不对应的节点，如三相异步电动机点动控制电路中的节点3、4连接在一起的前提下，还将节点7通过导线接入其中；

17、④所述上位机实时显示模块通过所述can总线分析模块和所述can通讯模块将检测数据发送给所述单片机主控模块，所述单片机主控模块在收到检测数据后，通过所述i/o扩展模块控制所述继电器控制模块，控制多个节点进行电路接线检测，同时，所述继电器控制模块将采集到的接线数据返回给所述单片机主控模块，随即，所述单片机主控模块将采集到的接线数据发送给所述上位机实时显示模块，所述上位机实时显示模块将采集到的接线数据和前面生成的检测数据一同输入到数据生成及解析模型，解析出实际连接在一起的发射节点和接收节点编号，进而上位机对实际接线情况进行判断，若未接，所述上位机实时显示模块的显示界面接线步骤一栏对应位置不做变化，若正确接线，则绿色高亮显示，若乱接线，则红色高亮显示，若少接线，则黄色高亮显示，若多接线，则蓝色高亮显示，若出现少接线和乱接线组合这种情况，则紫色高亮显示；

18、⑤打开所述上位机实时显示模块，点击开始检测，电路接线故障自动检测装置开始工作，上位机实时显示接线情况，根据每个项目电路图进行接线，相应节点之间如果接线正确，所述上位机实时显示模块的显示界面接线步骤一栏对应位置绿色高亮显示，若未接，则不做变化，若接错，则根据错误接线种类显示对应的颜色，点击停止检测，电路接线故障自动检测装置停止工作。

19、与现阶段存在的技术相比，本发明的特点在于：

20、①本装置所设计的自动检测线路板能提供多个检测节点，本装置能供众多电路进行接线故障检测，适用范围广、通用性更强；

21、②设计的特定检测算法构成的数据生成及解析模型极大的简化了接线检测的流程，模块化的设计也使得整体结构更加简单、抗干扰能力更强。