基于CPCI总线的便携式电磁阀测试设备设计

系统组成见图2，主要由ACME公司的GCP-382计算机、外接直流电源、A/D板（16位）；控制驱动板、采样板、隔离放大器及各种电缆组成。

GCP-382计算机包括单板机和显示器。配有IDE接口，可以通过外挂光驱进行系统安装，平时的数据输入输出通过USB接口和网络接口进行。

控制板和采样板通过备份板的设计来适应不同类型的阀门，测试设备的测试接口、采样电路、测试软件均应采用组态化设计思路，根据不同的测试对象组合出不同的测试状态。设6个数据采集通道，单通道采样频率不低于10KHz，最多可同时测试3路自锁阀，同时可对6路普通电磁阀进行测试。但同时测试的自锁阀状态应该相同（均为正端控制或均为负端控制）。

图2 检测仪工作原理图

采样电阻和泄放电阻的切换涉及到采样电阻板的换装，因此必须在测试前进行切换，不能在测试中进行热切换。

采样单路与被测对象直接相关，因此被测对象的组合形式不同，则采样电路板就不同。由于被测对象的组合方式不能确定，因此设计中提供了最常用的4种采样电路板。

控制电源采用外接方式，电源参数可由用户自定。

阀门动作时的控制精度≤±2ms，系统时间测试精度≤±0.1ms，系统电流测试精度≤0.03A。

转接电缆：对应不同的阀门接插件配备不同的测试电缆，电缆的设备端采用通用接口。

4. 硬件设计

采样模块：根据测试对象不同配备不同的采样电阻和泄放电阻，本检测仪中设计的4种不同组合的采样板。采样板的尺寸结构与CPCI总线的3U板卡相同，嵌入主机机箱内，便于插拔。主要端口有：与A/D板间端口、与控制板间端口、阀门端口。采样板面板设A/D接口和阀门接口，每个回路设计电流8A以上；采样板泄放电阻可拆换；测试电阻自锁阀用0.4欧姆，普通阀用0.8欧姆；电磁阀电缆接插件选用易插接类型。

控制驱动板：采用FPGA作为控制器，通过总线形式与主计算机通信，进行自主控制，驱动固态继电器控制被测阀门，该控制驱动板可以根据主计算机的指令确定正负端控制方式。驱动板的尺寸结构与CPCI总线的3U板卡相同，嵌入主机机箱内，便于插拔。与主机间通过总线连接，与外界通过端口连接。

主要连接端口有：直流电源端口、与采样板间端口。通过总线接受指令，自主计时并控制；功率回路设6路12只固态继电器（分别控制6路正端和6路负端），控制电流10A以上，每路设易拆装的8A保险丝，面板上每路有发光二极管显示工作状态；控制板与采样板相连的电缆可设于机箱内部连接，接插件带锁，电缆较软，长度可保证一块板拉出机箱并露出插座位置。

测试电缆：对应不同的阀门接插件配备不同的测试电缆，电缆的设备端采用通用接口。