汽车空调电子调速器老化测试系统的设计。采用三菱Q00JCPU为主控器，MT4414T触摸屏作为人机界面。用户可直接在触摸屏上设置工作主电压、信号类型、5段老化参数；同时具有风机工作电流、风机转速、产品温度等参数的显示和历史趋势查看功能。并集成了烟感报警、声光报警器等报警装置，实现无人化安全监控。系统最终实现了电子调速器功能和性能的在线老化测试，可自动检测出产品的隐藏缺陷，为产品质量改进提供了决策依据。目前该系统已经应用于汽车空调电子调速器的产品老化测试中。
关键词：电子调速器 风机 老化
中图分类号：tP33 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0156-01
随着社会经济和科学技术的快速发展，汽车已经成为人们生活中的主要消费品之一，并逐渐影响和改变人们的生活。汽车空调电子调速器作为汽车空调的重要组成部分，市场需求也逐年扩大。目前市场上电子元器件的质量良莠不齐，真假难辨，严重影响了电子整机产品的质量。汽车电子因其工作环境的特殊性，本身比一般电子产品要求高，如何保证汽车空调电子调速器的质量能满足客户的要求，显得十分迫切。设计一种专门针对汽车空调电子调速器的老化测试系统可有效降低产品的故障率。电子整机产品的老化，是指接通电源在室温或高低温情况下进行连续若几个小时甚至几十个小时的正常工作，然后再检测产品的性能是否符合要求。在产品出厂前及时发现有异常的产品，送往检修部门检修。这种异常产品往往是由于元器件质量或生产工艺比如虚焊等造成的，一般检测工序不容易发现。同时在产品开发阶段，对样品进行老化测试，还可以全面了解产品的性能，对后期进行批量生产提供依据[1]。
1 硬件设计
汽车空调电子调速器老化测试系统主要由以下单元模块组成：PLC主控单元、人机界面单元、稳压电源单元、信号发生单元、风机转速检测单元、电压/电流采样单元、温度检测单元、报警单元等。另外还包括工作电压为12V/24V的大小功率风机若干个，基本可满足各型号电子调速器要求，所有模块和风机都安装固定在一个铝合金工作台上。系统主要结构框图见图1。
1.1 PLC主控单元
PLC主控单元负责系统各单元的协调控制，执行用户设定的各项操作。Q00JCPU是三菱MELSEC-Q系列PLC中的基本型CPU，是以小规模系统为对象的，最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I/O点数为1024点，可以使用梯形图、语句表、ST（结构化文本，类高级语言）、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00J为CPU、电源和主基板（带32点输入输出）一体机，同时内置串行通讯功能RS-232和RS485接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯[2]。系统中使用其RS-232接口与上海步科的MT4500触摸屏通信。RS-485接口与电源单元的数控直流稳压电源通信，用于设定当前电源输出。另外在0#插槽上额外配置了一个QJ71C24N通信模块连接信号发生单元。
1.2 人机界面单元
人机界面选用的是上海步科生产的MT4414T触摸屏，7寸TFT、65536显示彩色、800*480分辨率、4线精密电阻网络等，并具有COM0和COM2两个串口，支持RS-485和RS-232通信接口[3]。可直接与三菱Q00JCPU的RS-232接口连接进行通信数据交换。使用的通信协议是 MC协议，使用兼容3C帧，4格式。波特率 57600，数据位8，停止位1，奇校验。
1.3 稳压电源单元
为使系统操作更加简单和智能化，风机工作电压直接在触摸屏上设置。使用具有远程控制功能的数字稳压直流电源作为风机主电源，电源电压范围0～30V，最大输出电流50A，自带过流、过热等保护功能。完全可满足当前12V/24V常见功率的汽车空调电子调速器的测试老化需要。数字稳压直流电源与PLC之间采用的是自由通信协议。PLC可对电源进行开/关机、改变电压大小等操，并能实时读取当前输出电压、电流值和电源故障状态指示。
1.4 信号发生单元
产品老化过程中，需要定时间隔调整风机转速控制信号的大小，进而改变风机输出。常规的直流或函数信号发生器已经无法满足要求。系统采用的信号发生器是自制的汽车空调电子调速器专用信号发生器。可支持0～10V分辨率0.1V的直流输出；频率10～1000Hz，占空比0～100%的PWM输出；LIN-BUS总线输出；并且支持RS-485远程通信控制。PLC可通过QJ71C24N通信模块对其进行远程控制。
1.5 风机转速检测单元
在Q00JCPU的1#插槽上增配了一个脉冲I/O模块QD60P8-G，该通用模块可以测量转速检测装置输入脉冲的个数[2]。转速传感器采用的是霍尔型转速传感器SC12-20K，单片集成、高可靠性、温度特性好、响应频率大于20KHz、检测距离4mm、工作电压DC6～36V，三线NPN常开输出。在风机主轴上镶嵌一个直径10mm的永磁铁，将SC12-20K垂直对准永磁铁截面并固定离其4mm处。传感器使用24V供电，并将输出信号接到QD60P8-G的脉冲输入端。
1.6 电压/电流采样单元
Q64AD模拟输入模块，支持4通道模拟量输入。使用其中的3个通道分别检测风机两端电压、工作电流和电子调速器散热铝壳的温度。风机两端工作电压最大不超过主电源电压30V通过50K和10K电阻分压后接到Q64AD的通道1。将风机电源回路电缆穿过一个直流电流变送器LHB-50A，即可检测风机工作电路，变送器采用24V供电，输出4～20mA电流信号，在回路中串联一个250Ω的精密电阻，转换为1～5V电压信号送到Q64AD的2号通道。温度传感器使用的是K型热电偶变送器，温度范围设置为0～200度，输出4～20mA，同样使用24V供电，串接一个250Ω精密电阻后接到Q64AD的通道3。使用时只需将探头抵在电子调速器的散热铝壳上。
2 软件设计
系统软件分为触摸屏端上位机程序和PLC端下位机程序。MT4414T程序使用EV5000_V1.6_CHS开发环境编写，选择连接PLC型号为Mitsubishi Q00J，站号1、RS-232方式、波特率 57600，数据位8，停止位1，奇校验；上位机界面设计见图2。
本界面为系统用户操作界面，可直接在界面上设定主电压、信号类型、五段参数值、循环次数等；同时显示风机电流、风机转速、产品温度等参数，并绘制出风机电压、风机电流、风机转速、产品温度四个参数的历史趋势。主电压设置范围，0～30V；信号类型可选择DC、PWM、LIN-BUS三种目前主流的信号类型。当出现风机短路、烟感报警现象时，报警指示显示“故障”。
PLC端下位机程序在GX Developer Version 8开发环境下编写。程序主要分为下面几个模块程序。通信模块程序，包括PLC与触摸屏、数控直流稳压电源、信号发生器之间通信；风机电压检测模块、风机电流检测模块、风机转速检测模块、故障报警模块。
3 结语
本方案设计的汽车空调电子调速器检测老化系统已经形成产品，在汽车空调配件企业的产品老化车间使用，有效的检验了产品的性能和可靠性，大大降低了产品的出产故障率，提高了产品的市场竞争力。本文提出的电子调速器检测老化系统设计方案对其他电子产品老化检测具有一定的参考意义。
参考文献
[1]张冰.一种电子产品老化测试系统的设计与实现[J].工业控制计算机，2007.8：13～14.
[2]http：//cn.mitsubishielectric.com/.
[3]http：///.