无人值守的温控器寿命与温漂综合测试系统

为了检测各生产批次不同型号温控器的加工、装配质量，进而考核其恒温特性，温控器生产厂家需要对其产品进行寿命、温漂实验。
寿命实验用于检测给定周期内，温控器双金属片、接点片弹力的变化情况，银接点的烧蚀程度，通、断电时间，以及接点片的跳变频率。
温漂实验用于考核给定时间内，温控器的温度浮动范围是否在给定界限内。要求检查温度的峰、谷值、均值和差值的变动情况。这两项实验要求长期不停机的运行。
传统的寿命实验过程是靠普通的继电器、鼓风机和齿轮式计数器实现的。由于长期频繁的启停动作，这些实验装置、元器件极易损坏。据统计，每个月毁损的实验元、器件约占本月整个实验装机量的三分之一。由此带来的经济损失十分严重。更为严重的后果是，元器件故障常常引起实验数据丢失，实验常常会因故停止或给出不合理的实验报告。
同样，传统的温漂实验是通过物理仪器如温度打点仪，依在纸带上打点的形式记录温度测量曲线。这种方式的缺点是需购买多台测量仪器，并配置大量的纸带；完全靠人工定时读取数据，因而误差较大；一旦出现故障如热电偶脱落，无法及时报警。
据此，温控器生产厂家提出了彻底改造发生两大实验系统的要求。在完全取消原有物理控制元、器件的基础上，新的寿命、温漂综合测试系统在功能上要求能自动统计测量数据资料，自动追综错误，自动出错报警并紧急拉闸，能监控大电流、高电压回路，自动定时开、关测量通道，抗干扰能力强，具有远程通信和分布式控制能力，能自动生成实验报告。测量通道数可视需要自由增减。在使用上要求人机界面简单，学习时间短，并能够作到无人值守。

依据应用系统的设计方案，我们提出了实施计划。考虑到温控器寿命实验回路电流、电压均为非标准值，例如，有的实验电流、电压为15A 125V，有的则要求10A 250V。因此，在信号接入FP模块之前，进行了必要的信号调理。

使用模拟输入模块要集回路中温控器的通断状态并监测电路负载有无损坏，用单刀单掷继电器模块控制鼓风机以决定是否对发热盘进行吹风冷却。实际应用中，我们对该继电路模块加入了暂态过程保护电路，并引入压缩空气取代原来的鼓风机，使冷却效果更佳。用离散输出模块取代物理电源开关，实现用软件的一致性。使用热电偶模块采集温漂实验对象的温度。为防止电磁信号对温度测量的干扰，我们在热电偶的冷端使用了屏蔽电容。使用NI的AT-485串行界面卡作为主机与支持485通信协议的网络模块之间的传输控制接口，确保数据通信的可靠性。用无触点的固态继电器取代寿命实验中易损坏的普通继电器，保证实验过程的连续性。
由于温漂、寿命实验需要24小时不停机的连续测试，普通的PC机不能承受这样的负荷，故选用工业计算机作为服务器主机。在测试回路电源开关控制方面，使用了本地与远程相结合的软件控制方式，用户可以就近接通、关闭测量通道电源。为避免无关人员的恶意操作，采用密钥机制对控制开关操作予以保护，保证系统安全运行。
对于温漂实验，为降低环境和电磁噪声干扰，除了在热电偶的冷端连入屏蔽电容外，我们还对调压设备使用了屏蔽保护罩，同时将原来的敞开式实验台架更换成封闭式，避免了流动空气对测量点的影响，利用所提供的低通滤波器并施以Z变换，使系统能准确拾取到各个时刻温度的峰谷值。监视各I/O模块的错误信息。一旦网络报错，应用系统坷立即保存测量数据和故障时刻并终止程序的运行过程。下一次启动系统时，可依故障时刻自动计算出实验中断时间。用户可据此回溯整个实验过程的故障历史记录。
系统设计的另一个目标就是使用户的学习时间最短和无人值守。本着这个原则，系统在设计时首先采用了简化人机交互过程的方法，即尽可能的将交互信息安排在一个操作界面内，做到一目了然。利用安装的方式将各种系统配置文件、动态链接库打包到目的路径中，并生成注册信息。因此，用户无须对应用系统进行特别的维护。，事实上，用户对本系统的学习时间只要1天。其次，利用多线程功能和对不同优先线的应用程序的支持，将数据处理引擎置于后台，这样既保证了应用程序的执行效率，又使用户可专注于前台的监控处理。
当系统接收到错误消息时，可根据其发生时间来决定是否振铃报警或自动切断电源。各个通道的监控、分析引擎是相互独立的，用户可任意加载/卸载某一通道的引擎而还会影响其它通道的正常工作。为了能自动拾取到各个时刻的测试峰、谷值，以便据此计算出温度漂移量，系统采用了自适应模式匹配机制，每天定时开关电源，并自动采集温度测量值。若遇较大的干扰。比如发生热电偶脱落或浮贴现象，系统会及时报警，以使操作人员能及时排除故障。