de Steve Bale, TBG Solutions
Provocarea: Efectuarea a peste 50.000 de teste per UUT (unitate supusă testelor) în paralel, fiecare având 500 de puncte de testare, cuprinzând o mare varietate de tipuri de semnale – totul într-o cameră HASS (Highly Accelerated Stress Screening) unde sunt supuse la o serie de suprasolicitări pentru detectarea defecţiunilor de fabricaţie şi a erorilor de proiectare.
Soluţia: Utilizarea LabVIEW, a software-ului TestStand și a platformei hardware NI PXI pentru dezvoltarea unui echipament de testare complet automatizat. Acesta foloseşte modelul TestStand de procesare pe loturi, instrumentaţia PXI și soluţiile NI de comutare.
Defectele de fabricație și problemele de fiabilitate pot duce la alterări ale misiunilor, ducând la consecințe dezastruase sau chiar fatale și pierderi financiare semnificative pentru industria de sisteme avionice militare. Pentru a diminua acest pericol, producătorii de echipamente sunt nevoiţi să efectueze teste de tip HASS pentru a expune defectele latente din componente și ansambluri, asigurând produsului o calitate și fiabilitate sporită. Testarea HASS este o formă de testare avansată de supunere a produsului la suprasolicitări, concepută pentru a-i îmbunătăți fiabilitatea prin caracterizarea eșecurilor și utilizarea informațiilor obţinute pentru optimizarea procesului de proiectare și de fabricație. Încercările la cicluri de temperatură și vibrații sunt de obicei efectuate în timpul procesului de testare HASS.
TBG Solutions avea nevoie să dezvolte o soluție pentru a testa în paralel trei plăci de circuite imprimate (PCB) din cadrul unui sistem la distanță.
TBG Solutions este membru al reţelei National Instruments Gold Alliance Partner, fiind specializat în realizarea la comandă, pentru producție, de soluții automatizate de testare și măsură, întreținere a sistemelor, instruirea şi consilierea unui spectru larg de clienţi.
Sistemul de testare
Figura 1: Imagine CAD a rack-ului echipamentului de testare.
Sistemul de testare efectuează 50.000 de teste electrice, inclusiv de tensiune, rezistență, curent, capacitate electrică, frecvenţă, fază și decuplare – totul pe trei unități paralele situate într-o cameră HASS. Sistemul de testare generează și execută profile HASS, iar operatorii pot exclude sau include teste specifice, pot să ajusteze nivelurile de temperatură și vibrații precum și rampele de accelerație. Testarea paralelă complet automatizată implică simulare de aeronavă și măsurători foarte precise de capacitate și testare în încărcare cu declanşare.
Sistemul de testare utilizează un controler PXI-8106 şi un șasiu PXI-1045 cu 18 sloturi, împreună cu trei multimetre digitale PXI-4065, un osciloscop PXI-5105, multiple dispozitive multifuncţionale de achiziţie de date DAQ şi diverse plăci de comutare pentru măsurători extrem de precise, flexibile şi uşoare. Cu ajutorul LabVIEW, am dezvoltat un driver de interfaţă pentru fiecare instrument din cadrul sistemului, iar cu ajutorul TestStand am reușit să le integrăm cu ușurință într-o secvență de test împreună cu alte componente, astfel încât să creăm secțiuni flexibile ce ulterior ar putea fi adaptate din mers.
Am profitat din plin de opţiunile de testare paralelă, disponibile în TestStand, pentru a testa cele trei unităţi într-un singur lot, sincronizând începutul şi sfârşitul fiecărui test. Echipele TBG Solutions și TBG Manufacturing au proiectat și construit întreg sistemul, folosind instrumente de proiectare şi producţie asistate de calculator (CAD și CAM), mediul de dezvoltare grafică de sisteme LabVIEW și software-ul TestStand.
Figura 1 prezintă o imagine CAD a sistemului de testare, cu dispozitivul PXI poziţionat în spatele unui panou, accesibil din partea posterioară a rack-ului de 19 inch.
În Figura 2, o interfață cu utilizatorul TestStand personalizată, prezintă o imagine de ansamblu a testelor în curs de desfășurare pentru fiecare unitate și o vedere tabelară a rezultatelor. Interfaţa cu utilizatorul folosește interfaţa de programare a aplicaţiilor (API) TestStand pentru a afișa informațiile cerute de operator.
Beneficiile sistemului de testare
Figura 2: Interfaţa cu utilizatorul a echipamentului de testare.
Sistemul testează trei unităţi în paralel, reducând în același timpul individual de testare pentru o singură unitate de la trei ore, la doar 45 de minute.
Acest lucru înseamnă o creștere de 12X a capacităţii de testare, micșorându-se astfel semnificativ costurile pentru producător și, implicit, pentru consumator. Prin utilizarea de instrumente software de dezvoltare de sisteme, operatorii pot schimba secvenţele şi buclele de testare cât şi parametri HASS precum: nivelul de vibraţii, temperatura şi rampele de accelerație. Operatorii pot crea un profil specific de test pentru a reproduce o situație oarecare din lumea reală pentru un anumit component. Datorită flexibilității sistemului, operatorii pot efectua diagnosticări, teste de depanare şi cercetare-dezvoltare.
Concluzii
Sistemul final efectuează cu succes peste 50.000 de teste per UUT în paralel, controlând, în acelaşi timp, camera HASS.
LabVIEW şi TestStand ne-au oferit un pachet complet de funcționalități ușor de utilizat, astfel încât dezvoltatorii şi proiectanții au reuşit să se axeze pe cel mai bun mod de efectuare a testelor pe fiecare unitate, în loc să se preocupe de construirea sistemului de execuţie a testării. Cu ajutorul mediului grafic de dezvoltare LabVIEW, a software-ului de administrare a testelor TestStand şi a altor soluţii de la NI, echipa TBG Solutions a dezvoltat un sistem flexibil, uşor de menţinut, ideal atât pentru sarcinile curente, cât şi viitoare.
Această tehnologie a contribuit la dezvoltarea de teste extrem de coezive și integrate fără constrângeri, la creșterea flexibilității de testare și a capacităţii de reutilizare a modulelor software. ￭
Despre autor: Steve Bale, TBG Solutions, steve.bale@tbg-solutions.com
Paşii următori
• Descărcaţi LabVIEW
• Descoperiţi alte aplicaţii care utilizează platforma hardware NI PXI