汽车线束检测系统的设计与实现探讨

线束世界 2021-08-27 08:00

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近年来，随着社会经济的快速发展和人民生活水平质量的不断提髙，汽车的需求量在逐年增加，并且购买汽车时客户对汽车质量的要求也在不断提髙，特别是在汽车安全性上要求不断提髙。作为汽车系统内控制电路网络的主体，汽车线束具有非常重要的作用，因此，怎样确保它在制造过程中不发生故障以此避免对汽车的影响是一个非常重要的研究课题。在当今时代中国关于线束检测系统还处在初始研发阶段，特别是在功能和人性化等方面仍然具有很多缺点。而国外的线束检测系统相对而言已经比较成熟，但是价格较髙，所以根据我国汽车生产的需要开发一款完备的汽车线束检测系统具有非常重要的意义。

1 汽车线束和检测系统

众所周知，汽车线束是汽车电路控制网络中最为主要的组成部分，换句话说就是如果没有汽车线雜不会有汽车电路这一概念。而近年来随着用户对汽车安全性、稳定性以及舒适性等要求的不断提髙，组成汽车控制电路的线束变的越来越复杂。对于汽车线束，它主要是铜材料经过冲压形成接线端子与主接线连接后，外层再塑上绝缘材料，最后利用线束进行捆扎形成相应的电路组件。对其分析后知，所有线束都具有相同的构造，基本都是由供电电路、联接不同元件的插件以及由于保护的绝缘体等组成。在当今时代国内生产的线束检测装置主要是利用指示灯、蜂鸣器等最为基础的元件，通过检查连接是否有光或发声来判断线路是否正常运行。利用这种方式进行检测存在检测效率低、误判率髙，非常容易造成漏检和误检，也就在一定程度上影响了汽车的安全。对于国外线束检测系统，虽然已经比较成熟，但是价格相对较高，对于小型的线束生产厂家没有足够的资金来购买如此先进的设备。为此，为了最大程度的确保线束的可靠性，需要增强对其研究，尽最大可能的生产出性价比髙的检测装置。

2 存在的问题和设计思路

2.1 存在的问题

安装于汽车电路的线束可以确保汽车在多种恶劣的情景下都具有非常高的安全性，然而对于国内线束的生产却依然存在众多的问题，主要包括：开路、错位和短路。对于开路也就是我们在日常中提到的断路，而错位表示的是接出和接入线的排列出现错误；短路表示的是设备间直接通过线路进行连接，为此，本文在对线束可能产生故障的问题分析基础上，建立了对应线束发生故障与非故障的模型。

2.1.1 内部短路

对于系统内部出现短路，连接节点之间的导线往往是成对出现的，故障发生时，虽然在高端输入信号时仍然会产生响应，但是当使用矩阵的形式对信号进行表示时就会出现错误。

2.1.2 错位节点

发生这种故障时系统内的导线大多是成对出现的，存在这种问题的导线多通常情况下是成对出现的，即使在高端输入信号时仍然会产生响应，然而当使用矩阵的形式对信号进行表示时就会出现错误。

2.1.3开路节点

此种故障发生后，输入髙端信号时叶端不会产生响应。

2.1.4无故障模型

此种情景下无论从叶端还是根端输入效果一样。

2.2 系统的总体设计思路

对于汽车线束检测系统的开发的基本要求是要达到国内汽车生产相关厂家对检测系统的要求，其中主要包括：

（1）加快检测的速度，所开发的设备能够在很大程度上降低检测时间，从而也就降低了工人的劳动强度，并且能够实现自主检测、加紧等功能来提髙系统具有的自动化程度；

（2）所开发设备能够对三种故障进行准确检测，并且当三种故障同时出现时也能够对任何一种故障都能够进行准确分析；

（3）可以对整个运行系统进行实时监控以及准确全面的记录线束产生的基本信息，比如产品的型号、批次等，并能够对相关信息进行存档和备份；

（4）可以在尽可能短的时间内获取检测报告，并可以依据获得检测结果的准确分析故障，形成相应的拫表，为操作人员提供尽可能详细的故障诊断鎌；

（5）所设计产品可以同时检测多个故障，并且能够匹配上不同汽车的检测插口。

3 汽车线束检测系统的设计和实现

3.1 硬件构造

3.1.1 生产汽车线束的硬件主要有可编程控制器（PLC) 、气动的夹具、利用空气进行压缩的机器、对应的电磁换向阀等等。对于 PLC，本文选择由三菱公司生产的FX2N.80MR-001型 PLC，而对于台架材料，在产品中其主要的作用是支撑，因此在选择是要着重考虑的因素有低价格、实用性强、易加工等，在经过多重材料的对比后，最终选择有机玻璃。而对于气动夹具的选择，由于本文所研究的系统是对八根或者九根产品进行检测，所以在选择气动夹具时要根据检测对象的特点选择性价比最髙的产品；对于电磁换向阀，由于其最主要的功能是气缸的动作进行控制，所以选择产品时要充分考虑质量、体积、寿命等因素，并且在分析后所选择的产品还需要有两个工作量，在经过多种产品的对比后，最终选择4 V110.06型换向电磁阀与AFR1500型气动的二联件。

3.1.2 硬件设计和基本工作原理

硬件电路所形成的系统需要进行通断与绝缘电阻两种基本检测。对于通断检测，其主要检测的项目有开路、错位、短路、接触不良等几种情况，对于绝缘的检测主要是线束与线、线束和连接器之间的绝缘。所以在检测的时候主要做好以下几项工作。PLC要进行准确的设置，其在整个系统检测中具有的功能有提供检测获取的信息、开关量表达出的信号以及检测结果等。对应PLC端口的设置时：输出端：Y000-Y007与 Y010-Y020 检测获取的结果能够同时输出；Y033端口接蜂鸣器；Y040-Y043端口接电磁阀1_4；对于输入在X000-X007与 X010-X020量接口中釆取逐点输入方式；X040-X043端口接限位开关 1-4；X404端口连接的是开始按钮。其中 PLC的各个端口应该用导线连起来，以此保证线束可以和输入输出端口形成可靠地回路, 进而通过出现的信号现象对检测到的情况进行分析。

3.2 系统的软件构造

对于系统的软件主要从PC机和 PLC进行设计，其中 PC机的主要功能是用来收发数据，并对获取的数据和所建数据库中的数据进行比较以此判断故障的位置，并通过显示器将判断的结果实时显示。PLC使用 GX Developer软件，此款软件具有强大的功能，可以满足多种产品的开发与编程环境，另外，此软件还能实现在线调试、更改和监控程序。PLC作为线束检测系统最为重要的核心部分，它不但要能够实现对所有线束进行可靠检测，还需要对获取的数据进行实时处理，以此判断系统的运行状态，下面简要介绍检测的基本步骤：在对线束进行检测时，首先应该接通电源，保证系统处于等待状态，此时硬件电路上绿色指示灯闪烁，当绿灯闪亮后，将线束放入所设计系统并插到定位槽中，此时薄型气缸将线束夹紧，开始进行检测，并将获得的结果实施存储处理。当线束检测完毕后，气缸处于松开状态，取出线束，此时PC 机检测获得结果进行比对判断，绿色指示灯亮则表明线束无故障，否则表明线束存在故障。

4 结语

随着汽车工业和电力电子技术的快速发展，电子技术在汽车中的使用变的非常普遍。由于用户对汽车的安全、稳定和舒适等多种特性的要求不断提高，其自身系统具备的功能也在不断增多，所以就要不断提髙汽车线束检测的准确性和方便性。

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