LabVIEW在ABS模块耐久性智能监测中的应用虚拟仪器

LabVIEW在ABS模块耐久性智能监测中的应用虚拟仪器

北京瀚文网星科技有限责任公司

如下设计目标：

·         模拟ABS模块（被测试模块[UUT]）的输入；

·         完成与UUT的通信；

·         独立或同时给每个UUT供电和启动，并维持测试时各模块之间的时间间隔；

·         监测模块的输出和载荷，并将结果与期望值比较；

·         配置可以保存、下载和编辑的自定义测试序列；

·         跟踪测试进度，使我们可以暂停、停止，然后从停下的地方重新启动测试；

·         将测试结果保存在中心位置用于离线处理报告；

·         开发一个非常*的、简单易用且可靠的系统。

系统硬件

使用具有高性能的In Core 2 Duo T4700 2.16 GHz双核处理器和4GB RAM的NI PXI-8106控制器设计了这个系统。通过NI SCXI - 1102B或SCXI -1104信号调理模块读取系统中所有的80路模拟输入。通过NI PXI -6259 M系列数据采集（DAQ）模块将NI SCXI-1001机箱连接到系统上，并用该DAQ模块提供数字输出给定制的硬件板卡，该板卡控制输出信号到UUT。NI PXI -2569 100通道继电器模块控制继电器输出，从而控制电源和开关输入到UUT。

硬件设计的zui大挑战是在18个UUT的90个输出驱动器上完成限度测试。每一个输出驱动器有三种可能的信号类型：对电池（10到16VDC）恒定直流电压、对地恒定直流电压和100至350Hz且占空比为2％至98％的脉冲宽度调制（PWM）信号。

由于在整个基于用户配置的测试过程中，驱动器的输出不断地变化，所以，不管是何种信号类型，解决方案必须要有足够的适应能力来对任何信号变化类型进行限度测试。

传统的解决方案可能由几个计数器/定时器板卡、数字输入卡和继电器组成，而这个解决方案会增加系统体积的成本和处理器的工作量。考虑到顾客的预算、可用空间和已经提出的处理器密集型软件要求，我们得出的结论是需要一个更好的解决方案。

通过使用与NI PXI-7833R模块连接的NI C系列模块，我们减少了约85％的成本。我们消除了额外的PXI机箱所占用的空间和卸掉了所有针对场可编程门阵列（FPGA）目标的限度测试。NI 9151 R系列扩展机箱装载了几个NI 9425 C系列数字输入模块，提供高速调理信号输入到PXI-7833R上的FPGA以用于板载决策。

除了节省硬件之外，我们利用LabVIEW FPGA模块节省了成本和时间。我们是在LabVIEW程序框图上配置FPGA而不是用诸如VHDL的硬件描述语言（HDL）来编程，这大大减少了我们的开发时间。

使用WTI 硬件设计，我们实现了模块化的开发，并提供了一个可扩展的系统，如图1所示，该系统非常灵活，适应性强，且可以针对未来需求进行扩展。

系统软件

该系统是一个全功能的自动监测工具。操作者可以创建测试来完成各种功能，如改变输出电压、改变唤醒状态、生成驱动文件、改变被测模块（UUT）的输入（如车轮转速）、监测输入电压以及可选的变化量监测等。通过这个功能，操作者可以很容易地改变测试所需的参数，以适应多个版本的UUT，如图2所示。

该测试系统也包含了一个高度并行的监测和控制设置。我们通过在应用程序启动（测试控制器）时激活的对应的独立VI来控制每一个UUT，这些VI针对特定UUT发送相应的指令并记录UUT的变化。

我们实施了另一个并行的进程来监测一般的模拟输入和负载监控。该进程不断地检查各通道，并存储相应的测试控制器??可以访问的对象的相关信息。

另一个并行的独立VI（FPGA主机）负责所有与R系列卡上的FPGA控制器应用程序（FPGA应用程序）的通信。FPGA应用程序为18个模块中的每一个模块监测5个驱动信号，并将这些信号与理想信号（高电平、低电平或频率为X占空比为X的PWM信号）进行比较，如果信号没有按照用户定义的参数运行，则需要为每一个信号增加相应的计数器的计数。当测试控制器询问FPGA主机计数器的值时，它就访问其控制模块计数器的FPGA应用程序。如果不能达到这种级别的并行机制，测试时间将会大大延长，测试费用也会更昂贵。

测试系统是高度可配置的，操作者可以远程地建立一个测试请求。用户可以具体测试的时间、测试中需执行的驱动、期望的UUT输出类型以及在测试开发中UUT需要的输入类型。

测试配置完成之后，操作者就可以通过选择测试请求列表中的测试、查看测试详情以及按下启动按钮，开始进行测试。通过用户界面，操作者可以实时地观察任何变化和任何意想不到的载荷值。当测试完成时，用户可以单独停止端口，将模块拉出测试环境进行更新或检查，而不会干扰其它模块的测试，如图3所示。

测试系统中也包括LabVIEW数据库连接工具包，用于将所有的采集数据和测试设置参数存储在一个通过私有网络连接的数据库服务器中。通过这个接口，用户可以给任何一个测试站远程地配置和建立测试，操作者可以选择在该测试站上执行所需要的设置。多个测试站可以将数据存储在一个位置，这样简化了后处理报告。

用NI的FPGA技术实施了一个成功的解决方案

使用NI的FPGA工具来开发和实施一个解决方案，即使用非软件架构与商业现成品（COTS）硬件提供了一个高性价比、高可靠性的ABS监测系统，该系统对于ABS模块在耐久性验证测试期间的性能监测是一个非常有价值的工具。此外，我们通过减少硬件和使用无VHDL编程的FPGA技术节省了额外的成本。

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labview技巧/虚拟仪器与LabVIEW

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