利用​嵌入式​设计,​为​汽车​测试​系统​开发​新式​测量​传感器

 Luca Marassi, Loccioni Group

"我们​基于​NI​技术​所​特有的​灵活、​可靠​且​易​用​的​架构​设计​出了​一个​全新​的​汽车​测试​系统。" ​

- Luca Marassi, Loccioni Group

挑战:

设计​灵活​可靠​的​汽车​测试​系统,​测量​柴油​发动​机​喷​嘴​流量​并​绘制​相应​图表。 ​

解决​方案:

使用​NI LabVIEW​图形​化​编​程​环境​来​设计​用于​数据​采集、​管理、​处理​和​报告​生成​的​控制​程序。 ​

作者:

Luca Marassi - Loccioni Group
​Alessandro De Grassi - Loccioni Group
​Francesco Siano - Loccioni Group
​Carmine Ungaro - Loccioni Group

 

Loccioni​集团​以其​为​多个​领域​开发​自​定义​技术​解决​方案​来​确保​质量、​舒适​性​和​安全​性​而​享有​盛名,​被​公​认为​是​意大利​在​创新​方面​的​领袖。 我们​与​大学​和​研究​中心​紧密​合作,​采用​先进​技术​来​开发​和​执行​交​钥匙​系统。 我们​将​我们​在​测量​和​测试​方面​的​专业​知识​应用​于​汽车、​电器、​环保、​健康​和​制造​等​多个​行业​的​质量​控制、​自动​化、​信息​和​通信​技术、​能源、​服务。 在​实验​室​中,​我们​一直​强调​质量​的​重要性,​因为​我们​致力​于​成为​自动​化​测试​和​质量​控制​集成​系统​设计​和​部署​领域​的​高级​专家。 我们​主要​关注​两​个​行业: 汽车​和​电器。 目前,​我们​为​汽车​零件​制造​业​的​合作​伙伴​开发​自​定制​生产​线​和​测试​工作​台。

 

研究、​开发​和​生产

研发​实验​室​是​整个​团队​产生​想法​的“供血​心脏”。 实验​室​具有​很高​的​灵活​性​和​快速​适应​能力,​可​应对​汽车​领域​的​各种​挑战。 而且,​实验​室​还​可​用于​测试​和​验证​新​解决​方案,​并​执行​内部​用户​和​最终​用户​的​测量​活动。 我们​关注​的​领域​包括​压力​测量、​体积​流​率、​质量​流​率​和​喷​嘴​的​特征​记述。 对​喷​嘴​进行​特征​记述​是​Mexus​项目​诞生​的​起因,​Mexus​项目​是​一个​基于​NI​技术​的​创新​型​喷​嘴​专用​测量​系统​开发​项目。

 

 

由于​在​单​个​喷射​过程​中​需要​在​对​喷射​的​燃油​进行​详细​量化​的​同时​对​柴油​发动​机​喷​嘴​流量​进行​测量,​这个​项目​便​应运而生。 最终​开发​出来​仪器​产品​已​被​喷​油嘴​制造​商​广泛​应用​于​终端​产品​测试。 我们​的​目标​是​通过​先进​的​技术​提供​低成本​且​性能​高于​其他​现有​仪器​的​产品。

 

该​解决​方案​能够​可靠​准确​地​确定​表征​喷射器​的​两​个​基本​参数: 单​次​喷射​流速​和​瞬时​流速​图表。 该​仪器​提供​了​最高​每​转​10​次​喷射​(也​称为​多​点​喷射)​的​单​次​喷​油​量​测量。 通过​仿真​发动​机​在​3,000​转/​分​的​运行​状态,​系统​可​轻松​检测​到​每​转​的​喷射​读​出​值,​从而​实​时​提供​单​次​喷​油​量。 该​项目​的​创新​之​处​在于​解决​方案​所​使用​的​微积分​算法。 该​系统​采集​不同​的​模拟​信号,​并​对​其​进行​实​时​处理,​以​每秒​50​个​瞬时​值​的​喷​油​器​运转​速率​向​用户​提供​可靠​的​测试​结果。

 

该​系统​还​可​确定​每次​喷射​的​喷​油​量。 由于​排放​法规​变得​越来越​严格,​该​信息​对于​记述​喷​油​器​的​特性​就​显得​愈​为​重要。 因此,​为​制造​商​提供​更​详细​的​信息​来​帮助​他们​实现​更高​的​燃烧​效率​以及​减少​油耗​或​排放​到​环境​中的​污染​气体​具有​重要​意义。

 

技术​集成

为了​确保​测量​的​可靠性,​我们​使用​NI​产品​来​支持​该​项目。 Mexus​控制​项目​使用 LabVIEW 来​管理​数据​采集、​处理​和​报告​生成。

 

 

Mexus​系统​的​一个​重要​元件​是​喷射​燃油​和​执行​特定​测量​的​喷射​室,​也就是​可​方便​安装​各种​控制​传感器​和​阀门​的​汽缸。 喷射​室​及其​控制​系统​的​模型​是​使用 LabVIEW​控制​和​仿真​模块 来​建立​的。​此​阶段​使用​LabVIEW​图形​化​编​程​环境​在​计算​机​中​执行​仿真。 在​原型​阶段,​通过​NI​基于​PC​的​数据​采集​板​卡​(用于​执行​功能​特征​记述​和​验证)​使用​同​一个​PC​和​Windows​平台。 该​项目​的​重要​开发​阶段​要求​具有​更​精密​的​喷射​室​模型。 这​可​通过 LabVIEW​系统​识别​工具包 来​实现,​该​工具​包​可​用于​获取​喷射​室​的​转移​函数,​因而​可​设计​相应​的​控制​算法。

 

为了​实现​大型​部署,​我们​需要​一个​采用​无​故障​技术​的​硬件​设备,​该​设备​应​能够​连续​运行,​体积​小巧,​且​适用​于​工业​环境。

我们​选择 NI CompactRIO 系统​来​确保​与​软件​的​最大​兼容​性。 该​硬件​可​帮​我们​快速​从​原型​设计​过渡​到​部署,​并​确保​我们​能够​满足​采样​率​要求​和​实现​过程​的​实​时​确定​性​控制。

 

在​该​解决​方案​中,​用户​界面​​是​由​触摸​屏​电脑​控制,​该​电脑​配备​了​通过​LabVIEW​进行​编​程​的​Windows XPe​操作​系统​并​可​通过​以太​网​连接​到​CompactRIO。 开发​解决​方案​时,​我们​最​重要​的​优势​是​使用​单一​的​开发​环境​完成​设计、​原型​到​部署​的​各个​阶段。 该​优势​降低​了​与​第三​方​编​程​语言​连接​的​需求。 LabVIEW​还​提供​了​用于​开发​集成​的​极​高​灵活​性、​易​用​性​和​硬件​控制。

 

Mexus​的​最终​产品​保证​了​测试​操作​中的​最高​可靠性。 项目​采用​创新​的​方法​来​确保​测量​的​准确​度,​以​确保​测试​符合​最​严格​的​法规。​基于​NI​技术​所​特有的​灵活、​可靠​且​易​用​的​架构,​我们​能够​设计​出​一个​全新​的​汽车​测试​系统。

 

由于​我们​具有​的​专业​知识​和​与​NI​的​技术​合作​伙伴​关系,​Loccioni​集团​为​汽车​世界​提供​了​一个​创新​型​产品,​该​产品​具有​易​于​使用​的​界面​和​无​需​机器​停工​的​一流​测试​标准。

 

作者​信息:

Luca Marassi
Loccioni Group
​Tel: +39.0731.8161
l.marassi@loccioni.com

​ ​The injection chamber and its control system were modeled using the LabVIEW Control Design and Simulation Module. ​
​ ​The Mexus control program uses LabVIEW to manage data acquisition, processing, and reporting. ​