汽车安全检测线智能化控制系统设计与实现

1、汽车安全检测线智能化控制系统设计与实现赵文秀1,武洪修1,曹 愚1,姜晓峰2(1 齐齐哈尔市交警支队机动车检测站;2 齐齐哈尔市道路运输管理处摘 要:论述一种汽车安全检测计算机智能化控制系统的组成和设计要点。该系统采用集中控制模式,具有智能化功能,自动识别上线车辆和车型,全自动灯光测量,多媒体提示信息,系统界面友好、自动化程度高、检测快速准确。关键词:汽车测试;检测线;自动化中图分类号:U472 9 文献标识码:B 文章编号:1008-3383(200207-0051-03 Design and materialization of computer intellectual control

2、system in auto safety detection stationZHAO Wen-x iu1,WU Hong-xiu1,CAO Yu1,JIANG Xiao-feng2Abstract:T his treatise discuss about composit ion and desig n motif of computer intellectual control system in auto safety detection this system,adopt concentratio n control model,characterize intellectual fu

3、ncion.identifify the v e hicle and type in line by itself,full automation lig ht measure,multi media clue information,system boundar y friendship,high automation,as well as g uicr and accurate detection.Key words:automobile detection;detection line;automatio n1 前 言汽车安全检测线智能化控制系统是在原有手动安全检测的基础上,通过技术改造

4、,采用先进的微电子技术、计算机技术、智能化控制技术等现代化手段形成的一种自动化系统,它与普通自动线相比,具有自动化程度高、功能齐全、测试快速准确、运行稳定可靠的特点,是一般安检线控制系统的更新换代产品。我们根据齐齐哈尔公安交警支队机动车检测站的汽车安全检测线自动化改造研究项目,在研制高水平的智能化控制系统方面做了一些尝试性的工作,取得一些成果,并为其它同类检测线的技术改造和升级换代积累了有益的经验。2 智能化控制系统的组成智能化控制系统除具有一般自动线的全部功能以外,还增加车辆自动识别、灯光自动跟踪、多媒体语音、文字和彩色图像提示信息、数据鉴别处理以及系统故障监测等功能。这些功能较好地弥补了普

5、通自动线的不足,提高了系统的自动化程度和运行稳定性,真正实现了各种车型连续上线,各工位同步工作,在总体上构成一个高效、灵活的自适应控制系统。系统主要由以下子系统组成:(1车辆定位、识别系统;(2灯光动态跟踪控制系统;(3数据鉴别、采集、管理系统;(4多媒体提示系统;(5监控系统;(6登录及报表输出系统。3 系统总体设计总体设计的任务是确定检测线的总体布局、系统的主要性能指标、控制模式、软硬件设计要点及线路网络工程等。3 1 系统总体布置系统总布置以原有设备布局为基础,以尽量提高全线综合效率为原则,合理地均衡各工位的工作节拍,尽量减少等待的时间。综合考虑各工位车辆定位要求和对驾驶员的操作提示,安

6、装必要的位置传感器和显示装置。同时还要兼顾到便于安装和布线,减少室内空气污染和保证整体布局的整洁美观。自动线总体布置见图1。整个检测线分排放、灯光、侧滑、轴荷、制动等五个工位,布置九对光电传感器以辅助车辆定位。三个主要工位排放、灯光、制动均布置音箱和彩色监视器,提供语音、文字和多彩的图像提示信息。系统使用两台微机并行工作,一台为登录计算机,用来输入车辆数据,布置在入口的登录机房,另一台为主控微机负责监控全部检测作业,布置在出口处的主控机房。3 2 系统控制模式系统总体控制方案见图2,采用集中式控制模式,用一台计算机作为系统的控制中心,集设备控制、数据采集、提示信息和控制输出于一体,对整个系统实

7、施集中控制。与普通的分布式控制模式相比,它有四个方面的优点:(1系统总体工作协调性好。能较好地均衡各工位的工作节拍,提高效率;512002年第7期总第(101期 黑龙江交通科技 图1 系统总布置图(2有利于充分发挥计算机的能力,减少控制环节,提高系统稳定性和可靠性;(3接口标准化。主控机的接口采用标准的工业控制模板,与分布系统中的工位机相比,成本低、兼容性好,可扩展性强;(4结构简单,不仅极大地方便了安装工作,还在总体上提高了系统的可靠性,这种结构也便于实现产品的标准化和系列化。4 硬件设计要点系统硬件设计的任务是具体设计各种信号采集和处理电路、设备控制电路、计算机接口电路、语音 电路和图像驱

8、动电路以及系统的网络工程。图2 系统总体控制框图4 1 智能识别由于车辆连续上线检测,系统必须正确地识别每一辆车和它们的轴数,否则就会产生数据错位现象。整车的识别由车辆的位置信号P(i、检测标志信号F(i和操作提示信号T (in,st op,out 三者配合实现,其逻辑关系表述如下:P(0+F(0=T (inP(1+F(0=T (stopP(1+F(1=T (out P(0+F(1=F (0式中,P(i、F(i中的i 取值为0或1分别代表信号的有、无。为防止干扰信号,每个P (i都要进行有效性判别,传感器的布置要兼顾大、中、小型车辆。轴数的识别由轴数传感器和轴数计数器配合实现,该传感器应尽量贴

9、近地面布置,防止车下附件误触发。4 2 灯光动态跟踪控制在安全检测线上,普遍采用自动灯光测试仪,仪器共有上、下、左、右和跟踪等5个自由度,可以在一定范围内自动跟踪前照灯的光轴位置。由于车辆的差异,实际前灯位置变化范围很大,上下方向约0 7m,左右方约0 5m,仅利用仪器自身的跟踪范围远远不够,为此我们设计一种动态跟踪控制系统,它以硬件功能为主,配合必要的控制指令,实现灯光检测的完全自动化。系统的工作流程如图3所示。与采用行程式控制相比,它能有效地克服停车位置不当所造成的误判,可靠性更高,检测速度更快,检测一台车不超过1min 。图3 灯光自动控制流程图4 3 多媒体提示信息多媒体提示信息系统由

10、两个模块组成,语音模块和一机多屏幕显示模块,它们都在主控机控制下运行,二者相对独立工作,互不影响。语音模块采用电子语音技术。为了节省主控机时间和内存,将语音电路设计成一个独立的功能模块,它主要由接口电路、语音转换电路、存贮电路和功率放大电路等组成,系统结构如图4所示。图4 语音模块框图52 黑龙江交通科技 2002年系统的核心是一片专用语音处理集成电路T6668,其内部集成话筒放大器、A/D、D/A转换器、计算机接口等功能,可外接1MB动态存储器,最大录放时间为128s,可以分成16段,段间隔任选。段选由4位地址线编码决定,加3位控制线,共占7位接口线。语音输出信号由T DA2003放大后分时

11、送给各工位的扬声器放音,系统输出音频功率为5W。文字图像显示由安装在各工位上的彩色监示器来实现。其丰富多彩的显示画面是普通灯箱或占阵式发光二级管显示屏望尘莫及的。该系统的核心技术是!一机多屏显示系统,它利用地址切换原理,使一台计算机分时驱动多台显示器,显示内容互不影响。其关键技术是多屏控制接口卡,它在普通VGA 卡的基础上增加逻辑选择电路而成,将其制成标准的接口板插入主控机扩展槽内。在实际设计中,根据需要采用!一带四系统,四台显示器,一台置于主控机房,三台分别布置在排放、灯光、制动三个主要工位上。5 软件设计要点系统软件设计分两大部分,一是给总控机用的监控程序,它负责管理检测线上的全部作业;二

12、是给登录机用的键盘和数据处理程序,它分别管理键盘、打印机、串行通讯和检测数据处理。5 1 监控程序设计系统监控程序是影响系统工作性能的关键,要保证车辆连续上线,各工位必须并行工作,其控制逻辑错综复杂。因此,设计这部分程序必须从整体入手,通盘考虑,逐级理顺工作次序,合理安排每一步骤,协调各种逻辑关系,确保万无一失。程序设计要点是:(1采用结构化程序,将各种检测作业都编成功能函数,供主程序调用; (2采用查询的方式采集各传感器信号,不用中断方式,以免破坏逻辑关系;(3采用前一工位封锁后一工位的级联式控制,保证检测次序和防止数据错位;(4以限制采样时间的方法排除车身附件和外部干扰;(5用多次采样,分

13、段均值后再比较的办法保证采集到所需的峰值信号;(6在每台计算机中开辟能存储100台车辆数据的环形队列作为数据堆栈,当检测与登录不同步时,数据不会丢失或错乱。5 2 登录软件登录软件设计相对较简单,它由键盘管理函数、修改函数、查询函数、统计函数、打印函数、通讯函数和主函数组成。其中,为保证传递数据准确无误,在通讯函数中采用!软件握手的方式,即把一个字符传输两次,比较相同后再确认,否则视为无效。用这种方法能有效地防止干扰,保证通讯的可靠性。6 使用效果这条自动化检测线于1997年6月投入运行,累计检车近27000台,高峰时5台车同时在线检测,日检车达240台,除外观检查和排放检测的插取样管作业外,

14、各工位均无需人工参与,基本实现了无人化检车。与其它自动线相比,检测效率提高一倍,检测数据误差低于5%,重复精度高于98%。经过半年检车的实际运行,该系统各项指标均达到了设计要求,系统设计考虑全面,技术成熟,实际使用效果很好,完全符合实际检车需要。该项成果具有巨大的社会效益和经济效益,推广应用前景非常广阔。收稿日期:2002-01-16(上接第50页采用强力研磨工艺修复缸筒。强力研磨工艺可修复比原公差超差2.5倍以内的缸筒。它通过强力研磨机对尺寸或形状误差超差的部位进行研磨,使缸筒整体尺形状公差和粗糙度满足技术要求。按照实物进行测绘,由专业生产厂按缸筒制造工艺重新生产,进行更换。也可运用T S311减磨修补剂修复缸筒。T S311减磨修补剂主要用于对磨损、滑伤金属零件的修复。修复过程中,用合金刀在滑伤表面剃出1m m以上深度的沟槽,然后用丙酮清洗沟槽表面,用缸筒内径仿形板将调好的T S311减磨修补剂敷涂于打磨好的表面上,用力刮平,确保压实,并高于缸筒内表面,待固化后,进行打磨留出精加工余量,最后通过研磨使缸筒整体尺寸、形状公差和粗糙度达到要求。但这种修复缸的寿命及可靠性不高。3.3 活塞杆、导向套的检查与维修活塞杆与导向套间相对运动副是引起外漏的主要因素,如果活塞杆表面镀铬层因磨损而剥落或产生纵向拉痕时,将直接导