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详细说明：2006测试测量和自动化解决方案文集pdf,该资料是基于计算机的测试测量和自动化应用方案2006年优秀论文的合订本，包含全部获奖论文。LabV正W特别奖基丁虚拟仪器的发动机试验台架系统.… 行业:汽车院校特别奖基于LabⅤIEW的智能车仿真平台 64 行业:高校/教育 N系统联盟商特别奖采用N模块化仪器构建业界领先的RFID测试系统. .67 行业:电信一等奖汽车基于N产品的高压共轨柴油机电控单元测试系统的开发作者:杭勇杨明陆娟职务:高级工程师公司:一汽无锡油泵油嘴研究所应用领域:汽车工业器输入信号,如共轨油压、踏板开度、PⅪ-7831 R FPGA板卡高速发生和采集关冷却水温度、机汕压力、燃油温度、增键信号,利用PX16512和继电器组合实挑战:发动机电控单元的开发面临着开压压力等,对输出到执行器,诸如各缸现了各种故障的发生。搭建出的测试系发效率和开发质量的双重压力,如何在的预喷、主喷以及泵油信号的宽度和相统在实际CU功能测试中的应用表明产品开发过程中快速地测试控制系统的位也要求能准确捕捉,以反映出控制系该系统能够高速模拟发生发动机在不司功能性、可靠性,在保证开发质量的前统真实的控制功能。同时,要求测试系工况下不同相位关系的轴和凸轮信提下,提高系统开发效率,是所有开发统具有故障发生模块,方便调试电控单号,结合其他如共轨压力、油门踏板和人员面前的难题。而在实际的发动机台元的诊断功能。这样在控制软件的设计温度信号的发生,通过对喷油脉宽和相架试验中,人为地产生故障是非常危险过程中,通过硬件在环的仿真调试,可位、泵油脉宽和相位的捕捉,实现了对的,可能会对控制器、发动机、台架设以快速地确认算法的功能,尽早地发现控制器在不同况下硬件电路、软件功备或试验人员造成伤害。因此,用测试和纠正软件功能锆误,降低开发成本,能的测试,进而为控制器的研发和调试设备模拟发尘各种故障信号组合,可以提高开发效率和开发质量。N公司的虚提供了很好的手段快速地对ECU进行该项功能的全面测拟仪器理念克服传统仪器功能单一,扩利用两块Ⅵ的现场可编程门阵列试,节约台架时间,降低测试风险。展开发困难的缺点,为电控高压共轨系 (FPGA)板卡PXI783R,一块用来发统控制单元的廾发提供灵活、完整的硬应用方案:利用N公司的软硬件产品件车环( Hardware-In- he-Loop)彷宴调生转速和捕捉同步信号,实现了高速、开发人员可以快速高效地搭建出电子控试平台,并建立产品EC功能检测设相位准确的发动机曲轴和凸轮轴信号的发生,一块用米捕捉喷沺和泵油信号制系统(CU)测试平台,其灵活的硬件备。木文介绍了该套系统的设计方案及转速信号采用Whl循环和平铺式顺序配置、图形化的编程方法,使用户可以其特点。 ( lat sequence)结构,第一个序列中为方便地开发出从简单的子系统测试到复杂全系统测试方案。在此基础上应用文叮调计时器,用来控制第二个序列信号 Teststand建立了一套ECU功能检测设软件调试平台建立点输出的速度,进而改变转速信号的频备,从而在整个开发流程中提供了一个根据高共轨控制器的输入信号相位率,该板卡上的另外5路AO用于发生轨从灵活的软件调试工具、软件功能测试要求、输出信号高速采样要求和故障发压信号、油门开度及其它温度信号,如刭馊件电路检测的完整解决方案。生原理,基于N公司软使件产品,利用图1所小。使用的产品: 网叫网A LabV正W7.1 LabV正 EW FPGA F Teststand 3.5 PXI-6229M系列数据采集卡 PXI-783R可重新配置的多功能IO卡 PX|-6512低价位工业数字输出卡 PXI-8464/2单口软什可选PXI-CAN接口 PX-6723静态和波形模拟输出板卡介绍高压共轨控制系统的软件廾发要求圈建立起一套硬件在回路仿真测试平台, 要求该平台能提供高速的相位准确的发动机曲轴和凸轮轴信号,以及其他传感图DbV正 EWFPGA小速信号发程完电话:(021)65557838·传真:(021)65556244 china. infoncom National nstruments 一等奖汽车程序中 While循环中的循环计数用来 △:200mV 控制当前循环各模拟输岀口电平的高 800mV 低,其逻辑根据所需信号的种类而定, 48.8m5 文屮的曲箝信号为每转48齿缺3齿,凸 LLTILATI 轮轴信号为每两转6齿加1齿。万外,为 Ch1周期了实现喷汕和泵汕信号捕捉处理时与转 1.251ms 速信号相位的同步,在每两圈曲轴信号 ChI 第一齿上升沿位置产生一捕捉同步信 799 号,实际发生的发动机1500转信号如图 Ch1周期 1.251ms 喷油信号和泵油信号的捕捉是测试屮的关键,直接反映软件的控制输出, 设计中是通过测量驱动电路中电流波形来获得,选用 Honeywell的电流传感器 Ch1 100V Ch2 100V M200ms A Ch3 1.5 对喷油信号需精确获取喷油脉宽和喷油 166月2005 Ref2 omv 20.0从s+v41.2000ms 14:24:10 相位,对泵油信号主要是获取凊确的相位,对脉宽宽庋测量精度要求不高。图2实际发生的传速与酸捉间步信号图3为 LabVIEW fpga中的程序,显示了一路啧油器控制信号和一路泵油信号的测量流程。在测试程序中,首先利 AtpC ot: Tools rome曾kw 用速度信号发生模块中的捕捉同步信号来触发测试开始,确保测试开始点与发动机工作相位的严格同忐,进而保证结果中喷油和泵油信号相位的准确性。图4所示为电流信号测量的原理图, 以唢油器电流信号为例。首先针对信号幅值确定两个阈值,分别为电流上升阈值叩和下降阈值dow。在测试中,测试 ay Pump 2 程序经触发,以恒定的采样吋间间隔对电流波形进行采样,首先寻找上升 D厘沿,当在第nl个循环找到后,把nl值写入预设数组第一行,程序转入寻找下降凸n2,写入数组第二行,接着是后一个脉冲的n3、n,(n2-n)*△t和(m4-13)*t则图 LabWieWfpga中信导测序为主预喷射的喷油脉宽。找到每一缸喷油信号的上述时间, 再考虑各缸相位和当前转速,则可以最终计算出喷油信号相对于该缸上止点的提前角。实际测量中,FPGA板卡对各通道能实现的最小采样时间间隔Δt为 0006ms,相当于发动机转速3000转时的 0.108℃4 在FCI控制功能中,对故障的识别 down 和处理非常重要,必须给予详细的功能测试。但在实际的发动机台架试验中, up 人为地产生故障是非常危险的,可能会对控制器、发动机、台架设备或试验人 n 员造成伤害。因此,用测试设备模拟发生各种故障信号组合,可以快速地对图4流信测量原理图 2 National Instruments 电话:(021)65557838传真:(021)65556244china.infon.com 等奖汽车 FCU进行该項功能的全面测试,节约台信号断路、短路、对地短路或对电源短J939协议的收发单元,与FC节点进行架时间,降低测试风险。方案中采用NI路等故障模拟联调,测试和监控ECU节点单元对协议 PX-6512数字量输出板卡和继电器组另外,结合软件中CAN1939协议开的满足情况合,在图5的故障发生控制面板通过对下发的需要,我们利用PX18464CAN卡在图6所示为我们在标准的19控制柜中安拉式菜单的选择,实现了各种输入输出 Lab view屮方便地开发出灵活的、满足装的PX控制器,控制器上部安装有监视喷油器1 曲轴信号无故障无故随断路故障模式安全管理对地短路凸轮轴信号对电源短路厂无故障用户登陆喷油器3 轨压 administrator 无故无故了密码喷油器4 油门 4ck来无故障无故障登陆通过喷油器5 增压压力无故障无故障喷油器6 水温无故障无故油泵1 油温无故障无故障油泵2 气温严无故无故一 k35bVEW中放障发生制面板 """"" 图1)19y挂制烂中的P环器M饭大电话:(021)65557838·传真:(021)65556244 china. infoncom National nstruments 一等奖汽车器,下部则安裝有键盘鼠标、接口电路上,考虑到成本,选用MXI-4接口的PⅪ-品功能测试项,如ECU上电检测、内有板卡及负载,图7为在 LabView中编制的PC8331板卡,直接用PC机控制N硬检测、输入输出端口功能检测、驱动电主控制界面件。使件板卡中选用PⅪ-622输出转逑路功能检测等。测试数据主要通过电流 ECU功能检测设备开发信弓,PX-6723输出模拟量信号,PXx-传感器和CAN通讯数据获得,为此定义在FCU软仁调试设备开发成功后,6512发生数字量信号,其余DO结合继电了简单的CAN通讯协议,通过测试设备公司提出了开发一套产品FCU功能检测器产生故障,PX-8464实项CAN通讯的请求,ECU回复相应的数据。图8所示仪的需求,用于出厂前ECU质量控制。并利用 Teststand件进行测试项目管理为开发完成的检测设备图,图9为我们在软件调试设备开发的原理基础和报告生成,根据需要增加了相关的产 TestStand口调用的主要测试步骤 eNola发动刺测试承 El Edt Sperate Fools Browse Widow Hslp 电控单元测试平台中国一汽集团司无油家油研汽所系统测试步骤鲁压压大喷油提首角 1500 2500- 12U" 手工试 2:00 sU50 750 1000 snn- T3.13BDC 态工况测试油器1喷油图2喷油器3喷油器4略油器5喷油器6 11.626111.001911.638811.213910.4715102524 预脉宽(u) CM试油思4 暗油6 主喷峰宜主喷保持电流(△ 测试报告区取22A23286 主喷脉宽(u) 出系統值电流闪A)扔点电流(4)宽u 16502a048 油柔2 图7 Labview的主探制界面图8电控单元功能检 4 National Instruments 电话:(021)65557838传真:(021)65556244china.infoni.com 一等奖汽车￥Test5tand-5 equence Editor[Edt】-[ C: Documents and Settings\ HY桌面0811seq1 Ba File Edit iew Execute Debug Configure Source Control Tools window Help ,今 st Description Flow Properties Requirements Comment 必初始化 Action. ADchannelselection, vi 短路测试 Numeric Limit Te,0.2<=x<=35,短路测试 CAN握手 Pas5F5 ail Test,CAN握手1. Post Action 获取ECu的ID Pass/Fail Test,获取ECU身份证1,vi Precondition, Post 静态数字端口试Pas5 ail Test,静态数字端口测式2ⅵ 静态模拽端口测试 Pass/ Fail Test,静态模拟端口测试1,ⅵi 选通喷油器和泵 Action,选通喷油器和泵v 动态工况1 Pass Fail Test,动态工况14vi Precondition 动态工况2 Pass/Fail Test,动态工况24.vi Precondition 园动态工况3 Pass/Fail Test,动态工况34v Precondition 因关闭电涯 Ain,关闭K1K2K3v No Steps selected Number of Steps: 11 Edit User: administrator Model: C: \. TestStand 3. 5(Components WNI Models, TestStandModels(Seq A 图1eS切nd/ECU圆试步主要测试步骤的测试内容如下: 设计的时序依次改变数字端口、模拟端到了应用,能够准确有效地发现新制初始化: 口的电平。在测试设各发出CAN请求帧ECU存在的软硬仁问题,为生产线上该步骤工要完成测试流程的配置,后,ECU采集信号,并将测试结果打包品BCU的质量控制提供了有效的工具。包括哪些测试步骤需要进行,各步骤中通过CAN发送给测试设备,测试设备通的具体测试参数的设置等过比较发出与收到的数据,进行判别结论短路测试该测试步骤覆盖了ECU所有效字、模拟美国国家仪器公司拥有丰富的软该步骤完成ECU上电时电源模块测端口通道的功能测试。件、硬件系列产品,其强大的软硬件功试,道过对上电过程中供电电流的监动念工况测试1、2、3: 能,灵活方便的 Lab view编程工具,帮测,确定供电电路中有无短路、淅路枚在该步骤中,测试设备发生曲轴和助我们在很短的时间内,快速方使地建障,确休上CU测试的安全凸轮信号,ECU驱动执行器动作。通过立起满足高标准、高灵活性的·套电控 CAN握手预设的3个特定工况的运行,对驱动电流高压共轨控制单元开发平台和一套产品完成测试设备与FCU之间的CAN通的峰值大小、脉宽宽度、信号相位进行功能测试平台。讯测试,并建立连接,为后续测试的数监测,检测ICU功率驱动电路的功能和基丁开放工业标准的计算机技术为据获取做准备。软件算法的正确性。同时,对CU发出基础的虚拟仪器技术,其灵活性和可扩获取 ECU ID: 的基于1939协议的CAN报文进行监测。展性是传统仪器所无法比拟的,相比国测试设备按照协议发出CAN请求, 测试完成后,生成报告,显示测试际上专用的汽车电子测试设备,N方案 lCU回复软件中的CU编号。该编号将通过与否,不通过项在报告中高亮显具有很好的价格优势和极大旳灵活性, 作为测试报告的文件名,方便报告管示,方便检修人员定位。测试报告自动相信在我们后续的汽车电控产品开发和理以FCU编号存盘,为后续的质量跟踪报生产过程中,N公司的软硬件产品将会静态数字端口、模拟端口测试: 务得到更大的应用。测试设备不发生转速信号,只按照上述流程已经在实际ECU检测中得电话:(021)65557838·传真:(021)65556244 china. infoncom National nstruments 二等奖建筑业基丁GPS技术实现分布式数据同步采集系统作者:詹永麟职务:软件丌发公司:上海巨一科技有限公司应用领域:桥梁健康监测 PX-8187PXI主控制器缓慢的损害。对桥梁进行实时监测,为 PXL-6652同步时钟模块 ∫及时获知桥梁的健康状况,对各种突挑战:构建大型分们式数据同步采集系PX602计数器/定时器发时间做出响应,以及进行必要的养护统,该系统分布在近30公里长的东海大PX-4472B动态信号采集卡 L作,延长桥梁的使用寿命。监测数据桥上,范围较广,同时大桥处于外海, 还能进行进一步研究分析,对桥梁的基并担负着连接市区与深水港枢纽的重介绍础研究具有非常人的帮助任,因此需要对桥梁健康状况进行实时采集系统自身的环境限制导致设各为什么要使用时钟同步技术?由于监控,而监测数据的正确性对于桥梁的的分散性,保证各个采集设备之间数桥梁属于较为特殊的结构,构造范围很评估和研究显得尤为重要的同步性,使之分析出来的结果更具有广,监测点分散在各处,很多监测项日研究和使用价值,并在一个可控的成本又具有实时性的特点,例如地震、台应川方案:使用( TPS PPS时钟同步技下实现,是摆在设计者面前的难题。相风、交進事故等等,对于各部位监测数术,对分布在桥体各个位置的集机站对于其他2种技术方案:基于短距离低成据需要非常准确的时间同步,一般的数据采集技术难以达到监测要求,如果不进行采样时钟同步,每个采集机站都采本的机箱同步技术和基于长此离高成本采用时钟同步技术,极有可能造成各个用N公司的PXI控机箱以及相关的板卡的卫星同步技术。(PSPP是一种集2者监测点采集数据时间上的微小误差,不与(PS时钟同步信号接收器相连。在此优点于一身的时钟同步技术。不仅能获仅造成监测结果的不准确,还严重影响使件基础上,通过N公可 LABVIEW半台得和高成本技术相同的效果,并且还能了对桥梁健康的研究分析。而通过以及相关软件开发包来设计开发整个同节约大量成本。 GPS时钟同步技术完全可以避免这些问步采集系统。止文使用的产品分布式实时采集系统概述 GPS PPS技术和其他时钟同步技术 LabView 71 东海大桥由于身处外海海域,不仅介绍与较 NI-SYNC时钟同步开发包需要经受海水腐蚀、地震台风自然灾如图1所示,整个采集系统分散在桥 PXT-1045PⅪ机箱害、还有各种邇行匚具对桥梁结构造成梁的各个部位。桥梁按照区域划分为若 (7-50)m连续梁 60)m连续粱区 PM094PM101 54~P160 主诵航孔塔顶风速 13.2n/s 0(0)0(0) 主通航孔塔顶风向 191 主通航桥面风速 m/s 0(0) 0(0) 主通航桥面风向 118.0° 主通航桥面大气温度 27.T℃ 140m跨辅通航孔主通航桥面大气湿度 PM239~PM243 9 主通航桥面能见度 120m躔辅通航孔 ○0(0 主通航桥面降雨强度 0. Onn/h PM144~PM148 0(0) ○0(0) 0(0) (5-70)m连续梁 PM412~PM417 颗珠山桥 PM470~FM475 主通航孔 0(0) 0(0) PM333~PW338 ◎0(0) 0(0) 0(0) 160m跨辅通航孔 FM417~PM421 O0(0) 图桥梁健原胎测系统的面警胎测图 6 Natio nal Instruments 电话:(021)65557838·传真:(021)65556244chinainfon.com 等奖建筑业干区段,在主要几个区段中安置着信号连,以其中一个模块作为主模块,其余机箱同步技术采用主从时模块同采集机站,各个采集机站之间相距几公的作为从模琭;主模块内部的时钟信号步的方式,以一个时钟模块的内部时钟里甚至十几公里,每组采集杋站玓和通过冋轴电缆同步从模块內部的讨钟信作为其余时钟模块的参考时钟,員然理 GS同步衬钟接受器相连, GPS PPS接收号,PX-4472B都用次信号作为采样时论上同步的准确性可以保证,但是由于器接受GPS时钟同步信号,做相应的处理钟。时间戳同步可以采用网络时间服务信号通过电缆作为载体发送,长时间运得到时钟同步信号和绝对时间戳并发送器。行后,电缆的自身老化以及外部的突发给PX采集设备,采集设备接收处理后的2 GPS IRIG-B时钟同步技术: 事件是否会对信号的造成干扰,不得而 PS同步信号,达到同步整个分有式采集该技术与 GPS PPS技术极为相似,都知。而其它2种GPS技术,在时钟信号的系统。是通过GPS接收器接收Gs同步信号,做传输上都采用上星无线发送,极少极少这里说的时钟同步有2方面含义相应的处并发送给采集设备做采集同会受到信号干扰,唯一需要担心的是信 ●数据釆样频率的同步,包括釆样时钟步,和 GPS PPS所不同的是RIGB时钟同号按收天线的维护。信号的脉冲同步以及相位同步。步信号中含有绝对时间,需要由PX.3)成本对比时间轴上的同步,即采样点时间标签6608来接收该信号,并将其解析为可用机箱同步技术由于无需额外的GPS信的同步。的时间戳。号接收设备,所以成本最低。 GPS IRIG 只有2方面都达到同步,才能称为真3三种时钟同步技术的比较: B技术不仅需要额外采用相对昂景的PXL 止的司步采集。 1)适用性 6608,还须包括 GPS IRIG-B信号接收器目前除了 GPS PPS村钟同步技术方案机箱同步技术由于电缆的局限性,的成本。而 GPS PPS可以把PX8换成外,主要还有其他2种时钟同步技术方距离过长会导致信号衰减,很难做到公使宜的PX6602,PX6653成PXI 案: 里级数的时钟同步采集,所以在本系统6652,并且 GPS PPS信号接收器的成本远 1机箱直连衬钟同步技术: 中无法适用。而 GPS PPS和 GPS IRIG-远低丁 GPS IRIG-B 土要采用了PX665刑钟可步模块的B技术都米用卫星来作为同步时钟信号传时钟频率共享技术,每个采集设备中都输的载体,可以做到无地域限制的同步三. GPS PPS时钟同步技术的系统组成装有PXI6653时钟同步模块,然后用同采集,符合本系统的同步需求该系统主要由GPS接收器和NI 轴电缆把各个采集设备的6653模块相2)准确性 PXI采集设备2大部分组成。结构如图2: GPS卫星系统 GPS时钟大线 GPS时钟大线 GP时钟发生器 Symmetricom XL-AK GPS时钟发生器 Symmetricom XL-AK 同轴电缆同轴电线 RS232数据电缆 BNC转SMB RS232数据电缆 BNc转sMB PXI PXI 8187652 图2 GPS PP的钟同步系统组成图电话:(021)65557838·传真:(021)65556244 china. infoncom National instruments

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