基于Labview PXI的發(fā)動(dòng)機(jī)管理模塊測(cè)試
一、系統(tǒng)硬件
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201706/350716.htm此臺(tái)測(cè)試儀為生產(chǎn)線設(shè)計(jì)使用,分別在不同的工位配合不同的夾具使用。NI公司的虛擬儀器技術(shù)使用成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)和模塊化的高性能硬件為我們系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的支持。同時(shí),NI公司豐富的產(chǎn)品線,也讓我們?cè)谶x型,確定方案時(shí)變得游刃有余。測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示:
圖1 測(cè)試原理示意圖
1.總體架構(gòu)
由于業(yè)界主導(dǎo)的PXI架構(gòu)采用PC技術(shù),保持了PCI總線的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),NI公司的PXI平臺(tái)堅(jiān)固耐用。因此,在本系統(tǒng)中,選用了基于PXI總線結(jié)構(gòu)的虛擬儀器系統(tǒng),其中PXI系統(tǒng)由嵌入式PXI控制器PXI8196和PXI機(jī)箱組成,承擔(dān)著控制中心的重要作用。
2.模擬量輸入部分
使用M系列NI PXI-6251數(shù)據(jù)采集板卡的一個(gè)模擬輸出通道模擬個(gè)8個(gè)車載傳感器(此模塊為KONKA AE06 0III系統(tǒng))狀態(tài),對(duì) ECM 模塊 A/D 部分的懸空,對(duì)地短路,高電平,中電平進(jìn)行測(cè)試。將模擬輸出值與ECM通過K-LINE通訊值比較,如誤差在標(biāo)定的許可范圍內(nèi),則判定此部分電路質(zhì)量合格。測(cè)試結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù),以文字方式顯示在屏幕上,方便操作工識(shí)別。同時(shí)在后臺(tái)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)方便現(xiàn)場(chǎng)工程師調(diào)閱。
3.開關(guān)量輸入部分
使用NI PXI-6528工業(yè)數(shù)字I/O板卡模擬0/12V開關(guān)信號(hào),用輸入值與ECM通訊后的讀取值判定模塊硬件功能是否符號(hào)質(zhì)量要求。PXI-6528的各通道間隔離特性,完全可以承受高頻干擾和尖峰高電壓的沖擊,避免了因設(shè)備或人為誤動(dòng)作造成不必要的損失。
4.頻率輸入部分
使用M系列NI PXI-6251數(shù)據(jù)采集板卡的另一個(gè)模擬輸出通道模擬不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸(60-2齒)轉(zhuǎn)速信號(hào),測(cè)量ECM模塊轉(zhuǎn)速調(diào)理電路是否正常工作。
5.開關(guān)量輸出部分
為確保該部分驅(qū)動(dòng)IC具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力,使用NI PXI-6251板卡的8個(gè)AI通道測(cè)量驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)MOSFET箝位與導(dǎo)通電壓。
6.PWM量輸出部分
此部分的8個(gè)輸出量為模塊重要輸出信號(hào),方便驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)點(diǎn)火,噴油,怠速空氣調(diào)整馬達(dá)。
對(duì)于怠速馬達(dá)IAC,使用負(fù)載箱的步進(jìn)馬達(dá),測(cè)量線圈驅(qū)動(dòng)電流是否達(dá)到要求。對(duì)于點(diǎn)火和噴油共六個(gè)感性負(fù)載,噴油器flyback 電壓達(dá)70V左右,點(diǎn)火線圈flyback尖峰值電壓高達(dá)380V,我們使用調(diào)理電路衰減后用NI PXI-6251的模擬輸入通道進(jìn)行采集測(cè)量。
7.通訊部分
我們?cè)O(shè)計(jì)RS232與K Line兩種方式與ECM測(cè)試模塊進(jìn)行通訊,在生產(chǎn)測(cè)試的時(shí)候可以通過一個(gè)硬件切換開關(guān)任選一種切換方式。通過正常的問答式通訊判斷此部分電路是否合格。
測(cè)試儀器設(shè)計(jì)完成后外觀如圖2所示
圖2 使用虛擬儀器技術(shù)的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)物圖
二、軟件設(shè)計(jì):
LabVIEW是NI公司推出的一種基于圖形化編程語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái),具有功能強(qiáng)大的函數(shù)??鞄?kù),大大減少了測(cè)試所需的硬件設(shè)備,軟件開發(fā)的周期,特別適用于測(cè)試和控制系統(tǒng)的開發(fā),結(jié)合相應(yīng)的硬件功能模塊,能夠方便的進(jìn)行采集和分析相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù),并能實(shí)時(shí)顯示、記錄、回放、打印最終的測(cè)試結(jié)果。本系統(tǒng)使用的是LabVIEW 7.1開發(fā)環(huán)境,軟件主要設(shè)計(jì)思想為建立良好直觀地交互式人機(jī)界面,使整個(gè)測(cè)試的操作工作變的簡(jiǎn)單、易行,減少錯(cuò)誤操作率。為了使操作員和現(xiàn)場(chǎng)工程師都可以方便快速判定目前的測(cè)試狀況,把整個(gè)交互界面分為文字界面與數(shù)字界面。
操作工或工程師輸入相應(yīng)的ID和密碼認(rèn)證后,將所測(cè)試的產(chǎn)品放置在夾具上,界面上相應(yīng)的限位指示燈電點(diǎn)亮。然后配置相應(yīng)的XML格式的Config文件之后,掃描產(chǎn)品條形碼,即開始測(cè)試。
開始測(cè)試時(shí)系統(tǒng)先檢查ECM模塊是否在夾具上放置到位,如未放置好將無法進(jìn)行下一步測(cè)試,系統(tǒng)產(chǎn)生提示。隨后軟件開始工廠測(cè)試模式步驟。
ECM模塊各個(gè)部分的測(cè)試結(jié)果顯示在主操作界面上,以向下滾動(dòng)方式出現(xiàn)在文字檔內(nèi),提示目前的測(cè)試進(jìn)度。同時(shí)測(cè)試燈會(huì)以2Hz的頻率開始閃爍提示目前正在進(jìn)行測(cè)試。
單個(gè)循環(huán)測(cè)試速度可以在20S內(nèi)完成。整個(gè)測(cè)試設(shè)計(jì)為順序步驟測(cè)試,但是為使整個(gè)模塊功能測(cè)試全部完成,前一步測(cè)試結(jié)果只存入數(shù)據(jù)庫(kù),軟件繼續(xù)進(jìn)行下一步測(cè)試,測(cè)試完成后所有模塊測(cè)試數(shù)據(jù)顯示在測(cè)試結(jié)果界面,同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)與最終質(zhì)量判定結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
圖4 軟件主界面
圖5 測(cè)試數(shù)據(jù)顯示界面
存檔數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目包括:測(cè)試時(shí)間,測(cè)試人,S/N碼,單項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù),測(cè)試結(jié)果等,每個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試記錄生成一行記錄,同列數(shù)據(jù)記錄可以用來分析此批產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性,以及方便質(zhì)量控制工程師做出進(jìn)一步的零部件質(zhì)量管控。
測(cè)試完成后,使所測(cè)試的產(chǎn)品退出工廠測(cè)試模式,在FQC工位的測(cè)試儀器將清除模塊故障碼。軟件斷開點(diǎn)火鑰匙,停止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào),控制繼電器切斷ECM模塊電源供應(yīng),這樣就完成一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)模塊在汽車上的停機(jī)步驟。
通過系統(tǒng)上千次的驗(yàn)證測(cè)試與測(cè)試工程師手動(dòng)測(cè)試結(jié)果相比較之后,證明此測(cè)試系統(tǒng)確實(shí)可以完全代替測(cè)試工程師進(jìn)行可靠的質(zhì)量判定。
三、結(jié)論
本文討論了基于National Instruments公司虛擬儀器技術(shù)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理模塊測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)是我們?yōu)閲?guó)內(nèi)第一款完全自主研發(fā)設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)而設(shè)計(jì)開發(fā)的。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的質(zhì)量缺陷誤報(bào)率以及漏報(bào)率是很低的,尤其是本測(cè)試系統(tǒng)存在著大量線束并伴有高壓電磁干擾的情況下,能達(dá)到極其穩(wěn)定,可靠的測(cè)試效果,是令我們非常滿意的。
得益于NI公司先進(jìn)的基于PXI總線的虛擬儀器系統(tǒng)以及功能強(qiáng)大的硬件及其硬件驅(qū)動(dòng)庫(kù),配以LabVIEW圖形化編程平臺(tái)所提供的簡(jiǎn)便的編程環(huán)境,強(qiáng)大的數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力,使得整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)調(diào)試,到軟件設(shè)計(jì)調(diào)試,驗(yàn)收的開發(fā)周期大大縮短,僅一個(gè)半月的時(shí)間,我們就順利的完成了任務(wù)。這大大提高了我們系統(tǒng)測(cè)試的效率,為生產(chǎn)線產(chǎn)能的大幅提升做出了重大的貢獻(xiàn)。值得稱道的是,在開發(fā)過程中,
NI公司的技術(shù)支持工程師也給予了我們很多的指導(dǎo),這幫助我們更快更好地完成了測(cè)試項(xiàng)目,在此,表示感謝!
評(píng)論