开发一款可提供仪器控制、运动控制和数据采集功能的油泵支架总成测试系统。
使用NI CompactRIO硬件开发一款高度可靠的多功能实时测试系统。
XLM2线特性测试平台可测试泵支架总成的性能。在这个案例中，我们测试了12个通用(GM)和福特(Ford)的泵支架系统。测试的主要参数包括油体液位阻值（TSG电阻）、油泵启动电流、CO接地电阻、DRV接地电阻、油泵转动极性，以及产品条形码扫描。测试直接关乎泵支架系统的规范和质量。因此，将此特性测试平台设置为最后的生产线环节极其重要。
考虑到我们的测试要求，如果使用基于PCI数据采集的传统测试系统，测试会受到主机或测试环境操作系统的极大影响。基于可编程逻辑控制器(PLC)的开发也会受到数据采集速度和其他条件的限制。因此，我们选择使用NI CompactRIO技术。
CompactRIO是一款基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的开放式系统，可靠性和精确度都很高。NI针对复杂的工业环境开发了这款系统，特别适用于需要高可靠性和实时性能的相对恶劣的工作环境。与传统的PLC相比，CompactRIO的响应时间更短，数据采集的灵活性和控制性更强。因为它的底层硬件对用户开放，不受操作系统和数据采集模式的限制，所以具有很大的灵活性和可靠性。
测试系统架构
由于本系统支持许多类型的测试，单一的数据采集或I/O控制设备很难满足各种要求。在比较了各种选择之后，我们选择了NI cRIO-9074实时控制器，因为它提供了底层FPGA编程功能。
控制和数据采集 类型 | 输出类型 | 信号类型 | 测试 范围 | 测试 精度 | 使用的CompactRIO 模块 |
伺服控制的驱动脉冲 | 8位数字I/O | 脉冲 | 0 Hz到1,000 Hz | 1 Hz | NI 9401 |
伺服控制的反馈脉冲 | 8位数字I/O | 脉冲 | 0 Hz到100,000 Hz | 1 Hz | NI 9411 |
TSG测试电阻电压 | 16位 模拟 I/O | 电压信号 | 0 Hz到5 V | 0.01 V | NI 9205 |
DRV测试电阻电压 | 6位 模拟 I/O | 电压信号 | 0 Hz到5 V | 0.01 V | |
CO测试电阻电压 | 16位 模拟 I/O | 电压信号 | 0 Hz到5 V | 0.01 V | |
极性传感器 | 1位数字I/O | 数字输入 | -- | -- | NI 9476 |
条形码扫描仪 | RS232 | RS232 | ±1 | -- | NI 9870 |
汽缸电磁阀 | 1位数字I/O | 数字输出 | -- | --- | NI 9425 |
表2. 模块功能和采集量分析
当检测试样被正确地固定在测试连接件上时，系统会对它进行自动识别并判断是否合格。一旦识别，条形码扫描仪就会自动扫描测试试样的条形码。然后根据所选择的类型，确定是否执行TSG电阻测试。
系统可控制电机螺杆带动试样的浮子，执行TSG电阻测试。图6显示了特性测试过程的曲线。
如果试样通过了TSG电阻测试，系统就会开启电源，进入启动电流测试。同时，它会将最大启动电流与预设的极限值进行比较。 如果试样通过了启动电流测试，系统将打开极性传感器，并在上电状态下开始进行极性测试。 通过极性测试后，系统会确定是否需要执行DRV电阻测试。CO电阻测试过程与DRV电阻测试过程类似。在DRV电阻测试合格后，系统会根据选择的类型决定是否执行CO电阻测试。
基于CompactRIO的油泵支架测试平台专为油泵支架测试而开发。该系统已经投入生产，其测试结果很稳定。并且，该系统正逐步达到预期的效果。
Huabin Dai
United Automotive Electronic Systems Co.,Ltd.
China
Huabin.dai@uaes.com