Sistema de teste de fim de linha para o módulo inteligente de potência Chrysler RS

Dave Dodge, Focus Software Inc.

"Utilizando o LabVIEW com PXI e SCXI, o sistema executa o rigoroso procedimento de testes em um tempo menor que os 20 segundos por peça exigidos pela produção."

- Dave Dodge, Focus Software Inc.

O desafio:

Criar um sistema teste de fim de linha de produção para um módulo inteligente de potência Chrysler RS (IPM - intelligent power module). O sistema testa todos os relês de potência e circuitos do módulo, testa sua funcionalidade e também busca falhas por curtos-circuitos ou circuitos abertos.

A solução:

Utilizando o LabVIEW e o hardware da National Instruments, criamos uma aplicação de teste robusta que completou todas as rotinas de teste para o módulo em um tempo menor que os 20 segundos exigidos.

Introdução


Focus Software, Inc. se associou à ET&B, uma joint venture formada pela Exemplar Manufacturing e a Thomas & Betts, para projetar e implementar um procedimento de teste para módulos inteligentes de potência utilizados na produção de automóveis. O sistema de teste é necessário para testar toda a funcionalidade do módulo, incluindo o teste de detecção de curtos-circuitos e circuitos abertos em menos de 20 segundos por módulo. Foi selecionado o NI LabVIEW com PXI e SCXI com base em sua flexibilidade, viabilidade e robustez.

 

Hardware

O sistema de teste requer a execução do ciclo dos módulos de relês, e o teste de mais de 60 circuitos para condições de curto-circuito ou circuito aberto. Para testar o módulo, o sistema precisa ter 72 entradas analógicas, 16 relês eletromecânicos,16 saídas digitais, 16 entradas digitais e a capacidade de comunicação pelo barramento SAE J-1850. Um sistema PXI foi selecionado com base em sua habilidade de combinar um computador industrial robusto com o poder e flexibilidade do SCXI. O chassi PXI-1010 foi utilizado assim como um chassi de 12 slots SCXI-1001 para fornecer capacidade para a grande quantidade de sinais necessários. O PXI-8156/233 e os módulos correspondentes são necessários para realizar o controle e testes dos módulos, assim como comunicar com diversos instrumentos de apoio para o teste. Vários relês no IPM exigem o comunicação com o protocolo veicular SAE J-1850. Para completar essa comunicação, foi selecionado um instrumento de comunicação do barramento J-1850 chamado SenseNET. Esse instrumento é produzido pela Netlynx e foi escolhido com base em sua poderosa arquitetura, da mesma maneira que a flexibilidade fornecida pelos drivers do LabVIEW que o acompanham. Uma porta serial RS-232 é utilizada para comunicar com o componente SenseNET.

 

Software

O software de teste foi elaborado utilizando o LabVIEW. Esse software é necessário para a execução contínua, sem a intervenção do usuário durante os ciclos de teste. Ele utiliza uma arquitetura avançada de máquina de estados com E/S digitais para comunicação com o hardware de teste de bancada, com a finalidade de completar o teste sem auxílio externo. Diversas funcionalidades estão presentes no software para permitir a capacidade de manutenção, autoteste e backup.

 

Autoteste de Sistema

Quando o sistema se inicia, ele automaticamente executa o diagnóstico de autoteste para garantir que o testador está funcionando corretamente. O autoteste consiste em checar todos os canais de entrada de DAQ, configurar e ler o hardware SenseNET, definir as alimentações e bancos de carga do GPIB e testar a comunicação com a bancada de testes. O sistema fornece um feedback para o usuário com o intuito de ajudar no diagnóstico de possíveis irregularidades.

 

Editor de Sistema

Com o editor de sistema, que é um utilitário de instalação, os usuários podem customizar o teste. O mesmo possui uma característica chave, que é a configuração do teste para o modo de depuração. Esse modo auxilia a diagnosticar questões específicas de cabeamento ou problemas com o IPM. Executar o teste passo a passo pausará o sistema após cada etapa de teste. A pausa interrompe a sequência de testes, mas não interrompe a aquisição de dados, assim, o operador pode inspecionar as leituras de tensão para determinar as áreas problemáticas do sistema. O editor de sistema também fornece um método bem simples de programar atualizações. Se uma atualização de software fica disponível, o usuário pode atualizar o programa simplesmente clicando no botão de atualização. Assim, o software abrirá um utilitário de atualização e fechará o programa de teste. Quando o programa de atualização for completado, o sistema reiniciará para o programa atualizado.


Executando Testes

Enquanto opera no modo normal, o “run test” é simplesmente uma caixa de status indicando o teste que está sendo executado e o resultado se houve falha ou se passou. Se o usuário posicionar o testador no modo de depuração, então o software mostrará todos os status analógico, digital e do J-1850. A sequência de teste realiza mais de 50 passos isolados enquanto está sendo executada. Etapas que verificam circuitos em curto ou aberto realizam verificações em mais de 70 níveis de tensão de entrada analógica. A temporização é rigorosamente controlada, então cada passo dura apenas o quanto ele realmente necessita. Se o módulo passar nos testes, uma legenda é impressa e aplicada à peça pela bancada de testes. Se ocorrer uma falha, um código de erro é gerado para indicar o tipo de falha. A bancada de testes, então, imprime o código de erro em uma etiqueta e coloca o módulo em um recipiente de falhas.

 

O software organiza todas as falhas através do número de peça em um arquivo de log diário. O arquivo de log informa os códigos de falha, data, hora e número das peças. Ele é utilizado mais tarde para retornar módulos ruins do recipiente de falhas para análise. O arquivo é, então, impresso e é realizada uma cópia de segurança pelo usuário ao final do expediente.


Gerenciamento de Arquivos

O sistema fornece um utilitário para impressão, cópia de segurança e apagamento de arquivos de log. Esse utilitário também informa o tamanho do arquivo, assim como o espaço livre no disco rígido. Para imprimir, realizar uma cópia de segurança ou apagar arquivos de log, o usuário simplesmente seleciona os arquivos de log apropriados e executa a função desejada. O software realiza uma checagem de erros bem extensa para ajudar a prevenir que o usuário cometa erros.


Resultados

 

A Focus Software desenvolveu o sistema de teste de módulo de potência, um sistema de teste de produção para teste de fim de linha para um módulo de distribuição de energia utilizado em minivans Chrysler. O módulo consiste em dúzias de relês mecânicos e de estado sólido, que controlam a distribuição de energia do veículo para sistemas como ignição, faróis, limpadores e buzinas. O testador de fim de linha é um sistema robusto o suficiente para testar a funcionalidade, curtos, e circuitos em aberto dos módulos de produção. Utilizando o LabVIEW com o PXI e o SCXI, o sistema de teste executa um procedimento rigoroso de testes em menos que os 20 segundos de tempo exigido por peça.



Para mais informações, entre em contato com:
Dave Dodge

Focus Software, Inc.

6111 Jackson Rd., Suite 117

Ann Arbor, MI 48103

Tel: (734) 994-1505

Fax: (734) 994-1506

E-mail: dave@focussoftwareinc.com