Vorteile von NI-Schaltmodulen

NI bietet Hochdichteschaltung für eine Vielzahl von I/O-Punkten von DC bis RF. Anwendungen für diese Switches reichen von universellen Funktionstests bis hin zu anwendungsspezifischen Modulen für parametrische Halbleitertests, Hochleistungsfehlerinjektion und Radartests bis zu 40 GHz. Diese Switches verwenden verschiedene Relaistypen, darunter elektromechanische Anker-Relais, Reed-Relais, Solid-State-Relais sowie Feldeffekttransistoren (FETs).

^{Abbildung 1: NI bietet eine große Auswahl an PXI-Schaltern zum Schalten von Hochspannungs-, Hochstrom- und Hochfrequenzsignalen.}

NI-Switches bieten die folgenden Vorteile, die Ihren Testentwicklungsprozess vereinfachen und die Gesamtkosten für Tests senken können.

Hardware-Scanning

Die Maximierung des Durchsatzes ist eine häufige Anforderung in automatisierten Testanwendungen. Um den Systemdurchsatz zu erhöhen, unterstützen viele NI-Schaltmodule Hardware-Scanning, mit dem Sie eine Liste von Switch-Verbindungen in den Onboard-Speicher des Switchs herunterladen und die PXI-Backplane zur Kommunikation mit anderen Geräten wie einem DMM nutzen können. Dadurch wird der Software-Overhead bei herkömmlichen softwarebasierten Scan-Listen entfernt und der Determinismus und die Geschwindigkeit der Ausführung der Scan-Liste erhöht.

Beim hardwaregetakteten Handshaking gibt das Messgerät, z. B. ein DMM oder RF-Analysator, nach jeder Messung einen digitalen Impuls aus und triggert so den Schalter, seine nächste Verbindung in der Scan-Liste zu schließen. Dieser Prozess gewährleistet optimalen Durchsatz, da der gesamte Messablauf hardwaregetaktet ist und keine zusätzlichen Softwareverzögerungen aufweist. In Abbildung 2 wird dieser Prozess veranschaulicht.

^{Abbildung 2: Mit Switch- und DMM-Handshaking können Sie hardwaregetaktete Scan-Listen erstellen.}

Aufgrund dieses Determinismus hat zusätzliche Softwareaktivität (z. B. zusätzliche Datenverarbeitung) keinen Einfluss auf die Ergebnisse des Hardware-Handshaking-Tests, wie es bei der Softwareabtastung der Fall ist.

Tabelle 1 zeigt die Verbesserung der Ausführungszeit von Hardware-Handshaking. Dies sind Benchmark-Ergebnisse für 1.000 geschaltete DMM-Scans mit einem FET-basierten Multiplexer und einem NI-PXI-DMM. Der Einsatz von Hardware-Handshaking verlängerte die Ausführungsdauer um mehr als 46 Prozent. Beachten Sie auch, dass der Hardware-Handshaking-Anwendungsfall robuster gegenüber zusätzlichen Softwareverarbeitungsaufgaben ist, was die Ausführung von Software-Scans stark verzögert.

^{Tabelle 1: Scanning erleichtert hardwaregetaktete Messungen und erhöht den Durchsatz.}

Predictive Maintenance 

PXI-Schaltmodule von NI erfassen und speichern die Anzahl der Relaiszyklen an Bord des Moduls. Anhand der Relaiszählwerte können Sie vorhersagen, wann ein Schaltmodul kurz vor dem Ende seines Lebenszyklus steht. Mit dieser Funktion können Sie den Prozess der Identifizierung von Relais vereinfachen, die ersetzt werden müssen, und kostspielige Ausfallzeiten vermeiden.

Einige Matrixschalter sind mit dem NI Switch Health Center ausgestattet, einem integrierten Tool zur Diagnose von Relaisausfällen. Das Switch Health Center testet jedes Relais innerhalb des angegebenen Moduls und erzeugt einen grafischen Bericht, der detailliert angibt, welche Relais offen oder geschlossen hängen.  

^{Abbildung 3: Das Switch Health Center bietet umfassende Wartungswerkzeuge für bestimmte Matrixschalter.}

Darüber hinaus bietet NI verschiedene Schaltmodule mit FETs und Halbleiterrelais (SSRs) an. Da diese Komponenten keine beweglichen Teile haben, verfügen sie über eine unbegrenzte mechanische Lebensdauer. 

Compliance und Sicherheit 

Alle NI-Schaltmodule sind von den entsprechenden Zertifizierungsstellen anerkannt. Je nach Land, Staat oder Fürstentum können Zertifizierungen für die Verwendung in der Region notwendig sein. Bei einigen Zertifizierungen, wie CE, kann die Compliance intern getestet werden. Für viele Module sind jedoch zusätzliche Compliance-Tests durch eine externe Zertifizierungsstelle erforderlich.

^{Abbildung 4: Schaltmodule von NI sind immer für die entsprechenden Spannungspegel zertifiziert.}

Als Hochspannungsmodule gelten alle NI-Module mit Nennspannungen größer als 60 VDC oder 30 VAC und 42,2 V_p. Diese Module sind von UL (und gegebenenfalls VDE oder Demko) zertifiziert, um sicherzustellen, dass sie alle Sicherheitsbestimmungen erfüllen.

Integration und Support 

Neben einer Vielzahl von PXI-Schaltern verfügt NI über andere PXI-basierte Instrumente wie Oszilloskope, Funktionsgeneratoren und RF-Generatoren/-Analysatoren, mit denen Sie vollständig integrierte automatisierte Testsysteme mit Diensten und Support auf Systemebene erstellen können. Mit dem NI System Assurance Program erhalten Sie Ihr PXI-System vollständig montiert und getestet, mit installierter Software und benutzerdefinierter Dokumentation für Ihr System. Zusätzliche Stufen des NI System Assurance Program verlängern die Standardgarantie von drei Jahren auf drei oder fünf Jahre, um sicherzustellen, dass Sie Reparaturservices für alle Module in Ihrem PXI-Chassis haben. Als Milliardenunternehmen kann NI Ihnen auch bei der Entwicklung und Wartung langlebiger Testsysteme helfen, indem es Ihnen maßgeschneiderte Services wie erweiterte Reparaturoptionen, global verwaltete Ersatzteile, vorbeugende Wartung und Lebenszyklus-Engineering bietet.

^{Abbildung 5: Das NI System Assurance Program bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit, Ihr System in Betrieb zu nehmen.}

Darüber hinaus ist die Schaltsoftware von NI für Softwareumgebungen wie NI TestStand, LabVIEW und LabWindows™/CVI optimiert und gründlich getestet, um die beste Softwareerfahrung für jeden PXI-basierten Switch zu gewährleisten. Darüber hinaus bieten NI-Anwendungsingenieur:in weltweit nicht nur lokalen Support für Probleme im Zusammenhang mit NI-Switches, sondern können auch bei der Fehlersuche in anderen Problemen im Zusammenhang mit NI-PXI-Produkten und NI-Software helfen. Durch die Unterstützung der anderen Hardware- und Softwarekomponenten in Ihrem Testsystem vereinfacht NI nicht nur die erstmalige Entwicklung, sondern gewährleistet auch einen dauerhaft unterbrechungsfreien Systembetrieb.

NI bietet umfassende Schaltsoftware-Tools, die eine Reihe von Funktionen bieten, vom interaktiven Öffnen und Schließen von Relais bis hin zur Entwicklung von Software auf Anwendungsebene, die mit Testmanagementsoftware interagiert. Darüber hinaus bietet der NI-SWITCH-Treiber ein einheitliches Software-Erlebnis mit anderen Gerätetreibern von NI, wodurch Sie Schulungen und Kenntnisse aus der Programmierung anderer Geräte wiederverwenden können.

Soft-Frontpanels

NI-Switches verfügen über ein interaktives Soft-Frontpanel, mit dem Sie schnell mit dem Modul beginnen und grundlegende Operationen zum Öffnen und Schließen von Relais durchführen können. Das Soft-Frontpanel bietet Echtzeit-Statusaktualisierungen der aktiven Schaltverbindungen und gibt Ihnen die Möglichkeit, Relaisverbindungen während einer Testausführung zu überwachen und zu bearbeiten. Zudem lässt sich die interne Relais-Schaltanzahl über die Soft-Frontpanel abrufen, um die Anzahl der Schaltvorgänge pro Relais während dessen gesamter Lebensdauer anzuzeigen.

^{Abbildung 6: Das Soft-Frontpanel ermöglicht die interaktive Steuerung von Relais innerhalb des Schaltmoduls.}

Programmierung in LabVIEW oder LabWindows/CVI

PXI-Schaltmodule von NI werden mit dem NI-SWITCH-Treiber programmiert, der unabhängig von Modul oder Topologie eine einheitliche Treiber- und Programmierschnittstelle für alle NI-Switches bereitstellt. Der NI-SWITCH-Treiber ist für Programmierumgebungen wie LabVIEW, LabWindows/CVI und NI Measurement Studio optimiert. Die enge Integration in Entwicklung und Test stellt sicher, dass NI-Switches ein überlegenes Benutzererlebnis gegenüber Gerätetreibern von Drittanbietern bieten. Im Folgenden finden Sie einige der Softwarefunktionen von NI-Schaltern:

• Integrierte Messpaletten
• Beispielprogramme für den Einstieg
• Detaillierte, integrierte LabVIEW-Hilfe
• Gründliche Fehlerbehandlung und Meldungen

^{Abbildung 7: Beispielprogramme in den NI-SWITCH- und NI-DMM-Treibern zeigen Ihnen, wie Sie den Switch mit anderen Geräte verwenden.}

Zusätzlich zu diesen grundlegenden Programmier-APIs bietet NI ein Software-Programmierpaket namens NI Switch Executive zur abstrakten Switch-Programmierung und beschleunigt so die Entwicklung Ihres Systems. NI Switch Executive bietet folgende Funktionen:

• Aliasing: Der Umgang mit Tausenden von Kanälen ohne Abstraktion ist verwirrend und zeitraubend. Mit der Aliasing-Funktion können Sie Ihre Kanäle und Routen intuitiv benennen, um die Programmierung zu vereinfachen.
• Graphische Konfiguration: Das Graphical Route Configuration Utility für NI-Switches macht die Konfiguration zu einer einfachen Point-and-Click-Operation. Verwenden Sie Schaltillustrationen anstelle von Textfeldern, um einzelne Routen oder Routengruppen zu erstellen. Sie können auch die Kanalnamen anpassen und fest verdrahtete Kanäle aus diesem interaktiven Utility definieren.
• Excel-Integration: Mit der Import-/Exportfunktion können Sie Ihr virtuelles Gerät in eine Datei exportieren und in Microsoft Excel öffnen. Bearbeiten Sie von dort aus Ihre Konfiguration und erweitern Sie Ihre Kanalanzahl mit den Textbearbeitungsfunktionen und erweiterten Formeln. Wenn Sie mit Ihren Änderungen zufrieden sind, können Sie Ihre Konfiguration wieder auf ein neues oder vorhandenes virtuelles Gerät importieren. Mit den Textbearbeitungsfunktionen von Excel sparen Sie erhebliche Programmierzeit.

^{Abbildung 8: NI Switch Executive erhöht die Abstraktion und spart Programmierzeit.}

Darüber hinaus vereinfacht NI Switch Executive die Wartung Ihres Switch-Codes durch interaktive Debugging-, Validierungs- und Reporting-Tools und bietet APIs für LabVIEW und LabWindows/CVI. Sie können NI Switch Executive Routen und Routengruppen auch nativ von NI TestStand aus aufrufen, was die Entwicklung vereinfacht und die Wiederverwendung von Programmcode maximiert. NI Switch Executive und NI TestStand sind zwei der automatisierten Test-spezifischen Software-Tools in der NI Automated Test Option zum Kernpaket der NI Developers Suite.

Sowohl auf Modul- als auch auf Systemebene bieten PXI-Schaltmodule von NI Vorteile, die von Tools zur Steigerung des Durchsatzes und der Entwicklungseffizienz bis hin zur engen Integration mit anderen Geräten im PXI-Chassis reichen. Darüber hinaus bietet NI eine umfassende Softwareerfahrung, mit der Sie schnell in Betrieb gehen und Langzeittestsysteme entwickeln und warten können. Hunderte von verschiedenen Schalttopologien mit einer Vielzahl von Relaistypen und I/O-Spezifikationen sind im PXI-Formfaktor verfügbar.

^{Für die Verwendung der Marke LabWindows wurde eine Lizenz bei der Microsoft Corporation eingeholt. Windows ist ein in den USA und anderen Ländern eingetragenes Warenzeichen der Microsoft Corporation.}