NI 스위치 클리닉

그림 1. NI Switch Health Center는 완료된 릴레이 테스트와 결과로 나타나는 HTML 리포트를 보여줍니다.

스위치 모듈은 각 카드의 경로 조합을 통해 신호를 보내 각 릴레이의 상태를 확인하여 테스트합니다. 테스트가 완료되면, 각 릴레이가 정상 동작, 오픈 고착, 클로즈 고착, 또는 보드의 오류로 인해 테스트 불가로 판정됩니다. 기능 테스트가 완료된 후, 특정 스위치 모듈은 각 릴레이의 저항 변화를 테스트하여 저항 변화가 큰 릴레이에 대해 경고를 반환합니다. 테스트 결과는 릴레이 카드 다이어그램에 오버레이되고 소프트웨어 토폴로지 위치가 표시된 테이블에 나열되므로 교체가 필요한 릴레이를 물리적으로 찾고 영향을 받을 수 있는 경로를 식별할 수 있습니다.

그림 2. 통합 릴레이 테스트는 실패한 릴레이에 대해 물리적 위치와 소프트웨어 토폴로지 위치를 제공합니다.

릴레이 테스트에서 사용되는 신호가 의도하지 않게 외부 회로에 연결되는 것을 방지하려면, NI 스위치 클리닉은 모든 케이블 또는 교환 가능한 테스트 인터페이스 (ITA)를 NI 스위치 모듈에서 분리해야 합니다. NI SwitchBlock의 경우, 안전 인터록 회로는 모든 외부 연결이 해제될 때까지 릴레이 테스트가 실행되지 않습니다. 이와 동일한 회로는 프런트 커넥터가 노출될 때 릴레이 카드를 아날로그 버스에서 분리하는 데에도 사용되므로, 릴레이 카드가 핑거 세이프(finger safe) 상태가 됩니다. 

그림 3. NI 스위치 클리닉은 릴레이 사이클 카운트 및 통합 릴레이 테스트를 위한 원스톱 서비스입니다.

각 릴레이 테스트가 끝나면, 각 릴레이 카드의 모든 릴레이 상태와 사이클 카운트를 문서화하는 리포트를 생성할 수 있습니다. 이 리포트는 HTML로 생성되며 시스템의 각 릴레이 카드의 모델 페이지로 온라인으로 연결되는 링크가 포함되어 있습니다. 또한 각 릴레이 카드에 대한 하드웨어 다이어그램이 포함되어 교체해야 하는 릴레이의 실제 위치를 확인합니다.

그림 4. HTML 리포트를 생성하고 저장하여 시간 경과에 따른 릴레이 상태를 추적합니다.

대부분의 NI 스위치 모듈은 수명이 끝났거나 단락되었거나 오픈 고착된 릴레이에 대한 현장 교체 옵션을 제공합니다. NI 스위치 도움말에는 릴레이 제조업체 정보와 함께 각 릴레이 카드에 대한 "릴레이 교체" 토픽 헤드와 릴레이 교체 방법에 대한 설명이 포함되어 있습니다. 교체 절차를 완료한 후 새 릴레이의 수명을 추적하려면 릴레이 카운트 리셋하기를 참조하십시오. 

예를 들어, 그림 5와 같이 NI 2810의 릴레이를 교체하는 방법과 릴레이 제조업체 및 부품 번호 정보는 NI 스위치 도움말 파일에서 찾을 수 있습니다.

그림 5. NI Switches Help에는 각 NI 스위치 모듈의 릴레이 교체에 대한 섹션이 포함되어 있습니다.

NI 스위치 모듈용 릴레이 교체 키트에는 보통 10개의 릴레이가 포함되어 있습니다.

참고: 유닛이 보증 기간 중에도 사용 중인 릴레이를 교체해야 하는 경우, 도움말 문서의 설명에 따라 릴레이를 올바르게 교체해도 보증에 영향을 미치지 않습니다. 

릴레이 카드 중 하나의 릴레이의 대부분을 동시에 교체해야 하거나 보드 중 하나가 손상된 경우, ni.com의 지원부에 문의하십시오. 이는 전체 새로운 모듈을 구입하는 것보다 더 저렴한 경우가 많습니다.

기계적 릴레이의 수명은 유한하기 때문에, 테스트 시스템의 신뢰성을 위해 정확한 릴레이 사이클 개수를 유지하는 것이 중요합니다. NI 스위치 모듈은 온보드 릴레이 카운트 추적 기능을 제공하며, 이는 NI 스위치 클리닉, NI-SWITCH Soft Front Panel, 또는 NI-SWITCH 드라이버를 통해 확인할 수 있습니다. 릴레이 카운트는 스위치 하드웨어에 저장되므로, 하드웨어가 시스템 사이에서 이동하는 경우 릴레이 작동을 쉽게 모니터할 수 있습니다. 이 정보를 사용하면, 예방 릴레이 유지 관리를 수행하고, 비효율적인 스위칭 코드를 감지하고, 일부 어플리케이션에서는 보드 전체에서 릴레이 사용률을 균형 잡아 릴레이 카드의 수명을 연장할 수 있습니다.

그림 6. NI 스위치 클리닉은 장기적인 신뢰성을 위해 릴레이 사이클 카운트를 표시합니다.

어플리케이션을 위해 릴레이를 선택할 때 고려해야 할 중요한 특징은 릴레이 주기에서 일반적으로 지정되는 수명입니다. 한 사이클은 릴레이를 열고 닫는 동작으로 정의됩니다. 대부분의 스위칭 제품은 기계적 및 전기적 예상 수명 모두를 제공합니다.

기계적 수명은 무부하 스위칭 조건 (전기적 부하 없이 스위칭됨)에서 릴레이가 견딜 수 있는 일반적인 사이클 횟수이며, 굽힘 아마추어 또는 리드 스위치 내의 금속 피로를 기반으로 합니다. 이 값은 전기적 수명보다 몇 차례 높을 수 있으며 스위칭 시스템에서는 거의 도달하지 않습니다. 

활성 전기 신호, 특히 고성능 신호를 스위칭하면 릴레이 접점에서 아크가 발생합니다. 이 아크로 인해 접점 표면에 피트(pit)가 발생하고 접점 마모가 가속화됩니다. 전기적 수명 스펙은 접점 저항이 특정한 값보다 높아지거나, 리드 릴레이의 경우 리드 스위치 접점이 용접되어 닫히기 전 로드 상태에서의 스위치 사이클 수입니다. 이 전기적 수명 스펙은 주어진 릴레이의 사이클 한계로 사용되는 경우가 많습니다. 그러나 테스트 시스템에서 전환되는 부하가 릴레이 스펙을 결정하는 데 사용된 부하와 일치하지 않는 한 릴레이 오류의 선행 지표로 사용할 수 없습니다.

릴레이 카운트 추적을 사용하여 각 릴레이와 각 릴레이의 부하에 대한 예상 수명을 보다 정확하게 결정할 수 있습니다. 또한 모니터링된 경우, 추적을 사용하여 시간 경과에 따른 릴레이 오류를 예측할 수 있습니다. NI-SWITCH 드라이버를 사용하여 언제든지 하드웨어에서 이 정보를 읽고 테스트 코드에 통합하여 릴레이가 전기 수명을 초과할 경우 사용자에게 경고를 보냅니다.

시간이 지남에 따라 스위칭 코드의 비효율성 때문에 릴레이 카운트 사이에 큰 차이가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 아날로그 버스 0을 사용하여 릴레이 카드 1의 열에서 릴레이 카드 2의 열에 신호를 연결하는 경우, 각 카드의 첫 번째 행에 각 열의 릴레이를 닫은 다음 각 카드의 아날로그 버스 릴레이를 닫아 아날로그 버스 0에 연결해야 합니다 (그림 4의 빨간색 경로 참조). 그런 다음 릴레이 카드 1의 같은 열을 릴레이 카드 2의 다른 열에 연결하려면, 가장 효율적인 방법은 행을 릴레이 카드 B의 열 릴레이로 바꾸고 나머지 세 개의 릴레이를 닫아두는 것입니다(그림 4의 녹색 경로 참조). 그러나 소프트웨어가 두 번째 경로를 연결하기 전에 네 개의 릴레이를 모두 연결 해제하면, 네 개의 릴레이 중 세 개가 불필요하게 사이클됩니다.

그림 7. 4개의 릴레이 중 3개는 빨간색 경로와 녹색 경로 모두를 공유합니다. 빨간색에서 녹색으로 전환할 때 이 릴레이를 닫아두면 릴레이 사이클이 최소화됩니다.

스위치 코드를 최적화하기 위해, NI Switch Executive API에는 경로를 모두 검사하는 연결 및 연결 해제 VI가 포함되며, 두 경로 모두에 공통된 릴레이를 닫은 상태로 두어 릴레이 작동을 최소화합니다. 또는 여러 연결 모드를 사용하여 테스트 기간 동안 과도하게 사용되는 릴레이를 닫아 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.

차동 신호가 1와이어 매트릭스를 통해 연결되면, 그림 5와 같이 릴레이의 거의 절반이 사용되지 않습니다. 릴레이 카운트 추적을 통해 이러한 유형의 릴레이 사용을 확인할 수 있으며, 소프트웨어의 변경과 행-열 신호 라우팅을 사용하는 스위칭의 약간의 배선 변경으로 균형을 맞출 수 있습니다.

그림 8. 차동 신호를 스위치하면 릴레이를 사용하지 않는 경우가 많습니다. DMM의 HI와 LO를 교체하고 소프트웨어를 약간 변경하면 릴레이 사용의 균형을 맞출 수 있습니다.

그림 9. 열 대 열 신호 연결을 사용하는 시스템에서는 외부 배선을 변경하지 않고 차동 신호의 릴레이 활용도 균형을 맞출 수 있습니다.

온도는 저항 레벨과 데이터 측정값에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 모듈 온도를 모니터하면 사용자가 테스트 조건을 보다 잘 이해하고 고려할 수 있습니다. 일부 NI PXI 스위치 모듈에는 온도 측정값을 보고하는 내장 온도 센서가 있으며, 이는 NI 스위치 클리닉 또는 NI-SWITCH Soft Front Panel 또는 NI-SWITCH 드라이버를 통해 확인할 수 있습니다.

그림 10. NI-SWITCH 드라이버는 niSwitch 프로퍼티 노드를 통해 보드 온도에 액세스할 수 있습니다.

일부 NI PXI 스위치 모듈에는 저항 릴레이 테스트가 통합되어 있어 추가된 NI 스위치 클리닉 기능으로 릴레이 저항의 변화를 확인할 수 있습니다. 시간 경과에 따른 접촉 저항의 큰 변화는 릴레이가 수명 종료에 가까우거나 이미 도달했음을 나타낼 수 있습니다. NI Switch Health Center는 통합 릴레이 저항 테스트를 사용하여 저항의 변화가 있는지 테스트합니다. NI 스위치 클리닉을 사용하여 릴레이 테스트를 실행할 때, 각 릴레이의 저항 변화를 확인하여 릴레이의 수명이 끝나고 있는지 확인할 수 있습니다. 각 릴레이에서 최소, 최대, 평균 저항 변화를 포함하여 여러 저항 측정값이 수행되고 보고됩니다. 통합 릴레이 저항 테스트는 디바이스를 제조할 때 측정된 기준 저항에 대한 저항의 변화를 보고합니다. 기준값에서 저항이 크게 변하면 릴레이를 곧 교체해야 한다는 것을 알 수 있습니다. 

그림 11. NI 스위치 클리닉에는 보드 온도 및 릴레이 저항의 변화가 표시됩니다.

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• 어플리케이션에 맞게 NI SwitchBlock 구성
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