王浩

摘要：随着我国经济技术以及人民生活水平的提高，对于汽车的使用需求不断增加，且质量要求不断提升，尤其是安全性方面，要求不断提升。而当前日、美等汽车发达国家处于领先地位的汽车线束检测设备和系统虽然功能齐全，但价格也是十分昂贵，性价比相对较低，不能根据客户的特殊需求进行独立订购。而国内一些厂家生产的线束检测系统虽然价格较低，但是在人性化以及功能性等方面却存在一些不足。因此，有必要设计一种能够满足国内汽车生产实际情况的线束检测系统。

关键词：线束检测；汽车检测系统；系统设计

引言

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，但是价格较高，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汽车线束和汽车线束检测系统

汽车线束是汽车控制电路网络的主体。随着人们对汽车舒适性、安全性、排放性和经济性的要求，汽车线束越来越复杂。线束是由铜材冲制而成的接触件端子在与电线电缆压接后，外面塑压绝缘体以线束捆扎形成连接电路的组件，其基本构造是一致的，主要是有电路、联插件、绝缘体三部分组成。目前国内对汽车线束的检测主要采用指示灯、蜂鸣器等，通过观察是否有光和声音来判断线路的通断情况，这种传统的检测方法效率较低，而且准确性也较差，容易造成漏检或错检，从而影响汽车的安全。

2存在的问题和设计思路

2.1汽车线束检测系统存在的问题

汽车线束能够保证汽车在各种恶劣的环境和行驶环境下具有更高的安全性，但是线束在制造过程中还存在诸多问题，主要包括三方面：开路、错位和短路，开路即断路，错位即接出线与接入线排列错误，短路即线与线之间存在短路或者绝缘体的性能不佳。根据线束的故障问题建立了三种汽车线束故障模型和无故障线束模型。（1）存在内部短路。内部短路节点的导线多是成对出现的，虽然在输入高端信号时叶端有响应，但是如果用矩阵来进行描述相应信号，会造成矩阵排列异常。（2）存在错位节点。存在这种问题的导线多是成对出现的，虽然在输入高端信号时叶端有响应，但是如果用矩阵来进行描述相应信号，会造成矩阵排列异常。（3）存在开路节点。存在这种问题的导线在输入高电平信号时叶端没有响应。（4）无故障模型。这种情况是叶端输入与根端输入完全一致。

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、加紧等功能来提高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，形成相应的报表，为操作人员提供尽可能详细的故障诊断依据；（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

2.3汽车线束检测系统的功能需求。

根据当前国内汽车生产厂商对汽车线束检测系统的基本要求，确定汽车线束检测系统的主要功能需求如下：其一，能够对汽车线束存在的典型故障进行检测，诸如接触不良、断路、短路以及线路错接等问题，而且对同时出现几种故障进行分析；其二，尽量提高检测速度，缩短检测时间，且能够有效的减轻检测操作人员的工作强度，基本实现对待检测线束的自动夹紧、自动连接与检测等基本功能，提高检测的自动化程度；其三，能够与汽车多种形状的插口和插件匹配，能够针对多个插件的复杂线束同时进行检测；其四，能够实时的获取汽车线束检测的结果，并针对检测到的故障进行诊断与预判，并生成诊断报表等，给操作人员提供诊断参考的依据；其五，能够保证上位机对整个系统进行实时的监控，并记录下线束检测获得的相关信息，诸如线束的批次、检验人员以及线束型号等等，存档之后便与日后的查看。

3汽车线束检测系统的设计和实现

3.1汽车线束检测系统的硬件构造

汽车线束检测系统硬件设备的选择：硬件设备主要包括可编程控制器、台架材料、气动夹具、空气压缩机、电磁换向阀等。（1）可编程控制器（PLC）：本设计中使用三菱FX2N.80MR-001型PLC。（2）台架材料：作为整个系统的支撑结构，在选取时要选取成本低、安全耐用、容易加工的设备，本设计中采用有機玻璃作为台架材料。（3）气动夹具：本设计中采用包含8根电线和9根电线的线束作为检测对象，因而在选择气动夹具的相应模块时选取性价比较高的产品，所需的气缸选取结构小巧、占用空间小的气缸，本设计中选取SDA20x12型气缸，整体的驱动行程在10mm之间，在室温下工作，工作压力控制在0.3～0.4MPa之间。（4）空气压缩机：选取ZB.0.10/8直联型便携式空压机，排气压力为0.8MPa，功率为0.75kW，进气量为100L/min。（5）电磁换向阀：其主要功能是对博型气缸的松开和夹紧进行控制，要求重量轻、体积小、工作寿命长，而且需要有两个工作位置，本设计中使用4V110.06型换向电磁阀和AFR1500型气动二联件，将工作压力控制在0.5MPa之间。

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GXDeveloper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。

3.3汽车线束检测的总体实现

在对汽车线束检测系统的主要功能进行分析检测的基础上，结合检测过程中汽车线束存在的主要故障类型等，对汽车线束的检测原理进行分析与总结，对断路、短路以及错位等基本的故障类型进行了特定的分析和研究，并针对不同的夹具模块进行了设计，得到了系统的总体结构设计方案。

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，所以就要不断提高汽车线束检测的准确性和方便性。为此，本文基于汽车生产中存在的相关问题，在保证与线束一致的前提下，开发了一款线束检测系统。与传统的功能相比，本文设计的系统具有检测速度快，精度高等众多优点，因此在现实中值的推广。

参考文献：

[1]沈杨，方千山，林天华，等.基于PLC和HMI人机界面的红外线全自动桥切机控制系统[J].石材，2016（4）.

[2]徐波，钟珞，刘长江.基于PLC和组态软件的隧道监控系统设计[J].微计算机信息，2016.

[3]朱建亭，陈雷.汽车线束设计及测试系统研究[J].工业2016（8）：00077-00077.