LabVIEW在ABS模塊耐久性智能監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用虛擬儀器

LabVIEW在ABS模塊耐久性智能監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用虛擬儀器

北京瀚文網(wǎng)星科技有限責(zé)任公司

如下設(shè)計(jì)目標(biāo)：

·         模擬ABS模塊（被測(cè)試模塊[UUT]）的輸入；

·         完成與UUT的通信；

·         獨(dú)立或同時(shí)給每個(gè)UUT供電和啟動(dòng)，并維持測(cè)試時(shí)各模塊之間的時(shí)間間隔；

·         監(jiān)測(cè)模塊的輸出和載荷，并將結(jié)果與期望值比較；

·         配置可以保存、下載和編輯的自定義測(cè)試序列；

·         跟蹤測(cè)試進(jìn)度，使我們可以暫停、停止，然后從停下的地方重新啟動(dòng)測(cè)試；

·         將測(cè)試結(jié)果保存在中心位置用于離線處理報(bào)告；

·         開(kāi)發(fā)一個(gè)非常*的、簡(jiǎn)單易用且可靠的系統(tǒng)。

系統(tǒng)硬件

使用具有高性能的In Core 2 Duo T4700 2.16 GHz雙核處理器和4GB RAM的NI PXI-8106控制器設(shè)計(jì)了這個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)NI SCXI - 1102B或SCXI -1104信號(hào)調(diào)理模塊讀取系統(tǒng)中所有的80路模擬輸入。通過(guò)NI PXI -6259 M系列數(shù)據(jù)采集（DAQ）模塊將NI SCXI-1001機(jī)箱連接到系統(tǒng)上，并用該DAQ模塊提供數(shù)字輸出給定制的硬件板卡，該板卡控制輸出信號(hào)到UUT。NI PXI -2569 100通道繼電器模塊控制繼電器輸出，從而控制電源和開(kāi)關(guān)輸入到UUT。

硬件設(shè)計(jì)的zui大挑戰(zhàn)是在18個(gè)UUT的90個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器上完成限度測(cè)試。每一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器有三種可能的信號(hào)類型：對(duì)電池（10到16VDC）恒定直流電壓、對(duì)地恒定直流電壓和100至350Hz且占空比為2％至98％的脈沖寬度調(diào)制（PWM）信號(hào)。

由于在整個(gè)基于用戶配置的測(cè)試過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)器的輸出不斷地變化，所以，不管是何種信號(hào)類型，解決方案必須要有足夠的適應(yīng)能力來(lái)對(duì)任何信號(hào)變化類型進(jìn)行限度測(cè)試。

傳統(tǒng)的解決方案可能由幾個(gè)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器板卡、數(shù)字輸入卡和繼電器組成，而這個(gè)解決方案會(huì)增加系統(tǒng)體積的成本和處理器的工作量?？紤]到顧客的預(yù)算、可用空間和已經(jīng)提出的處理器密集型軟件要求，我們得出的結(jié)論是需要一個(gè)更好的解決方案。

通過(guò)使用與NI PXI-7833R模塊連接的NI C系列模塊，我們減少了約85％的成本。我們消除了額外的PXI機(jī)箱所占用的空間和卸掉了所有針對(duì)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）目標(biāo)的限度測(cè)試。NI 9151 R系列擴(kuò)展機(jī)箱裝載了幾個(gè)NI 9425 C系列數(shù)字輸入模塊，提供高速調(diào)理信號(hào)輸入到PXI-7833R上的FPGA以用于板載決策。

除了節(jié)省硬件之外，我們利用LabVIEW FPGA模塊節(jié)省了成本和時(shí)間。我們是在LabVIEW程序框圖上配置FPGA而不是用諸如VHDL的硬件描述語(yǔ)言（HDL）來(lái)編程，這大大減少了我們的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

使用WTI 硬件設(shè)計(jì)，我們實(shí)現(xiàn)了模塊化的開(kāi)發(fā)，并提供了一個(gè)可擴(kuò)展的系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)非常靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，且可以針對(duì)未來(lái)需求進(jìn)行擴(kuò)展。

系統(tǒng)軟件

該系統(tǒng)是一個(gè)全功能的自動(dòng)監(jiān)測(cè)工具。操作者可以創(chuàng)建測(cè)試來(lái)完成各種功能，如改變輸出電壓、改變喚醒狀態(tài)、生成驅(qū)動(dòng)文件、改變被測(cè)模塊（UUT）的輸入（如車輪轉(zhuǎn)速）、監(jiān)測(cè)輸入電壓以及可選的變化量監(jiān)測(cè)等。通過(guò)這個(gè)功能，操作者可以很容易地改變測(cè)試所需的參數(shù)，以適應(yīng)多個(gè)版本的UUT，如圖2所示。

該測(cè)試系統(tǒng)也包含了一個(gè)高度并行的監(jiān)測(cè)和控制設(shè)置。我們通過(guò)在應(yīng)用程序啟動(dòng)（測(cè)試控制器）時(shí)激活的對(duì)應(yīng)的獨(dú)立VI來(lái)控制每一個(gè)UUT，這些VI針對(duì)特定UUT發(fā)送相應(yīng)的指令并記錄UUT的變化。

我們實(shí)施了另一個(gè)并行的進(jìn)程來(lái)監(jiān)測(cè)一般的模擬輸入和負(fù)載監(jiān)控。該進(jìn)程不斷地檢查各通道，并存儲(chǔ)相應(yīng)的測(cè)試控制器??可以訪問(wèn)的對(duì)象的相關(guān)信息。

另一個(gè)并行的獨(dú)立VI（FPGA主機(jī)）負(fù)責(zé)所有與R系列卡上的FPGA控制器應(yīng)用程序（FPGA應(yīng)用程序）的通信。FPGA應(yīng)用程序?yàn)?/span>18個(gè)模塊中的每一個(gè)模塊監(jiān)測(cè)5個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將這些信號(hào)與理想信號(hào)（高電平、低電平或頻率為X占空比為X的PWM信號(hào)）進(jìn)行比較，如果信號(hào)沒(méi)有按照用戶定義的參數(shù)運(yùn)行，則需要為每一個(gè)信號(hào)增加相應(yīng)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。當(dāng)測(cè)試控制器詢問(wèn)FPGA主機(jī)計(jì)數(shù)器的值時(shí)，它就訪問(wèn)其控制模塊計(jì)數(shù)器的FPGA應(yīng)用程序。如果不能達(dá)到這種級(jí)別的并行機(jī)制，測(cè)試時(shí)間將會(huì)大大延長(zhǎng)，測(cè)試費(fèi)用也會(huì)更昂貴。

測(cè)試系統(tǒng)是高度可配置的，操作者可以遠(yuǎn)程地建立一個(gè)測(cè)試請(qǐng)求。用戶可以具體測(cè)試的時(shí)間、測(cè)試中需執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)、期望的UUT輸出類型以及在測(cè)試開(kāi)發(fā)中UUT需要的輸入類型。

測(cè)試配置完成之后，操作者就可以通過(guò)選擇測(cè)試請(qǐng)求列表中的測(cè)試、查看測(cè)試詳情以及按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)用戶界面，操作者可以實(shí)時(shí)地觀察任何變化和任何意想不到的載荷值。當(dāng)測(cè)試完成時(shí)，用戶可以單獨(dú)停止端口，將模塊拉出測(cè)試環(huán)境進(jìn)行更新或檢查，而不會(huì)干擾其它模塊的測(cè)試，如圖3所示。

測(cè)試系統(tǒng)中也包括LabVIEW數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具包，用于將所有的采集數(shù)據(jù)和測(cè)試設(shè)置參數(shù)存儲(chǔ)在一個(gè)通過(guò)私有網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。通過(guò)這個(gè)接口，用戶可以給任何一個(gè)測(cè)試站遠(yuǎn)程地配置和建立測(cè)試，操作者可以選擇在該測(cè)試站上執(zhí)行所需要的設(shè)置。多個(gè)測(cè)試站可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)位置，這樣簡(jiǎn)化了后處理報(bào)告。

用NI的FPGA技術(shù)實(shí)施了一個(gè)成功的解決方案

使用NI的FPGA工具來(lái)開(kāi)發(fā)和實(shí)施一個(gè)解決方案，即使用非軟件架構(gòu)與商業(yè)現(xiàn)成品（COTS）硬件提供了一個(gè)高性價(jià)比、高可靠性的ABS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)于ABS模塊在耐久性驗(yàn)證測(cè)試期間的性能監(jiān)測(cè)是一個(gè)非常有價(jià)值的工具。此外，我們通過(guò)減少硬件和使用無(wú)VHDL編程的FPGA技術(shù)節(jié)省了額外的成本。

        公司經(jīng)NI認(rèn)證，已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴，為您提供運(yùn)動(dòng)控制、電子設(shè)計(jì)、視覺(jué)和射頻以及無(wú)線等諸多領(lǐng)域的解決方案，技術(shù)咨詢以及資源整合。所提供服務(wù)確保符合NI產(chǎn)品認(rèn)證和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更有效地使用NI資源，提供優(yōu)質(zhì)的NI產(chǎn)品及LabVIEW軟件服務(wù)。

        公司不但代理NI全系列產(chǎn)品，更為您提供LabVIEW軟件服務(wù)。在NI產(chǎn)品使用過(guò)程中，或者由于時(shí)間關(guān)系，或者NI產(chǎn)品本身功能比較復(fù)雜，導(dǎo)致工作無(wú)法順利開(kāi)展。這些都可以交給我們來(lái)解決。我們不僅僅是代理，更為您提供技術(shù)解決方案。公司在設(shè)備開(kāi)發(fā)與集成方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，為您提供完整的解決方案?？梢蕴峁┙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、有機(jī)玻璃設(shè)計(jì)與加工、電路設(shè)計(jì)、機(jī)箱選型、開(kāi)孔與絲印、線纜及連接器選型與加工等服務(wù)。

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labview技巧/虛擬儀器與LabVIEW

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