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[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试 完美集成了超过 10种NI软硬件 - 陈 群, The Challenge: 在50秒内测量产品 超过10项的性能， 期间需要和多种设备 采用不同协议通信， 比如CAN, Profibus, RS232等。 The Solution: 该项目主要测试汽车 中某部件的多项性 能，包括电流，电 压，温度/压力传感 器，马达特性等。首 先利用 Profibus建 立现场 Master PLC 和 Slave PXI computer通 信，实现测试过程传 递和测试结果交互， 通过8461 CAN interface 实现与ECU通 信， 从而通过 ECU控制该汽车部 件的动作，并且通过 6229多功能数据 采集模块捕捉整个动 作过程中需要测量的 物理量。采用 TestStand 可以非常方便的搭 建测试流程及保留各 步骤测试结果。 典型的PXI系统 Author (s): 陈 群 - 引言 现代化的工厂车间批 量生产装配的产品， 除了要进行各项原材 料检查外，还要在装 包发货之前模拟成品 功能进行整体性能检 查，以确保送到客户 手中的产品都是合格 件。 针对特定产品，我们 利用NI公司的 PXI控制系统和 TestStand 和LabView软 件构建了一套完整的 包含电压，电流，电 阻，温度，气压等综 合性全自动测试平 台。 测试平台示意图如图 1所示，包含如下测 试功能： 检查产品内部温度传 感器是否正确 检查产品内部压力传 感器是否正确 测试产品电流，电阻 测试产品流量 测试产品内部泵的工 作能力 图1 测试示意图 系统总体设计框图 该测试平台主要包 括：PLC, PXI controller, ECU, 待测件， 以及外围的测试电路 及气路。整体框架示 意图如图2所示。  1/5  图2 系统设计框图 该性能测试台属于自 动化生产线的一部 分，PLC （Programmable Logic Controller） 作为Master， 负责与前后邻居工作 台通信，并且负责本 工作台测试前的准备 工作，比如气缸动作 等，控制自动测试的 起停，并将测试结果 传递给服务器。 PROFIBUS作 为PLC和NI controller 通信的桥梁，实现两 者的实时不间断通 信。 PROFIBUS现 场总线是世界上应用 最广泛的现场总线技 术，既适合于自动化 系统与现场信号单元 的通 讯，也可用于 可以直接连接带有接 口的变送器、执行 器、传动装置和其它 现场仪表及设备，对 现场信号进行采集和 监控，并且用一对双 绞线替代了传统的大 量的传输 电缆，大 量节省了电缆的费 用，也相应节省了施 工调试以及系统投运 后的维护时间和费 用。 PXI （PCI eXtensions for Instrumentation， 面向仪器系统的 PCI扩展)）是一 种由NI公司发布的 坚固的基于PC的测 量和自动化平台。 PXI结合了PCI 的电气总线特性与 CompactPCI 的坚固性、模块化及 Eurocard 机械封装的特性发展 成适合于试验、测量 场合应用的机械、电 气和软件规范，这使 它成为测量和自动化 系统的高性能、低成 本运载平台。PXI 继承了PCI的电气 信号，使得PXI拥 有如PCI bus 的极高传输数据的能 力，而在软件上是完 全兼容的。另一方 面，PXI采用和 CompactPCI 一样的机械外型结 构，因此也能同样享 有高密度、坚固外壳 及高性能连接器的特 性，目前已成为一种 主流的试平台。一个 PXI系统由几项组 件所组成，包含了一 个机箱、一个PXI 背板 （backplane）、 系统控制器 （System controller module）以及 数个外设模块 （Peripheral modules）， 如图3所示。 图3 典型的PXI 系统 ECU配合 controller 在测试过程中和产品 内部进行通信，获取 内置温度及压力信 号，并根据测试流程 起停控制内部泵的工 作。与NI controller 通过CAN总线进行 交互。CAN （Controller Area Network）国际标准化的属于现场总线的范 畴，它是一种有效支 持分布式控制或实时 控制的串行通信网 络，具有突出的可靠 性、实时性和灵活 性，在汽车电子领域 具有广泛的应用。该 项目通过使用NI公 司的ECU Measurement and Calibration Toolkit，非 常方便的实现了用 CAN对ECU进行 通信。 NI controller 作为测试台的核心部 件，负责所有与测试 相关的内容，并汇总 显示所有测试结果。 NI PXI- 8105是业界首款 双核PXI嵌