基于虚拟仪器研制的油泵支架成品性能综合检测系统
使用的产品:
软拧开送油阀件:LabVIEW 7 PDS;
硬件:PXI-1042; MXI-3 KIT; PXI-4070; CSM-10A; PXI-2503;PXI-6527; SCB-100 I/O Connector; SH-FLEX; TB-2605; 等等。
挑战:
在不熟悉NI公司产品的前提下,采用虚拟仪器技术,应用LabVIEW, 配合各种现场信号,通过自学,在不到两个月的时间内,独立完成项目设计、采购、制造、调试和验收,达到对六种不同车型产品自动完成综合性能测试和数据储存的功能。
应用方案:
采用NI公司Multimeter卡注塑机、Switch卡及DI/DO采集卡,配以各种接近开关、磁性传感器、电磁阀、测漏仪、温控仪、按钮、开关、指示灯及可控稳压源等开发的一个性能可靠,性价比高、柔性灵活的基于虚拟仪器技术的油泵支架综合性能测试系统。
介绍
本文着重介绍了哈飞百利/哈飞路宝/昌河微面/奇瑞A11/奇瑞B11/奇瑞等车型的油泵支架自动化生产线成品综合性能检测工位的基本结构,详细叙述了基于NI公司的硬件框架和在LabVIEW软件平台上开发的虚拟仪器控制和测试系统的功能和实现。
测试项目包括启动电流测试、插头接线极性测试、液位传感器极限位置阻值测试、液位传感器阻值断点测试、插针导通性能测试、液位传感器高度阻值测试、低油位报警测试和泄露性能测试,同时对合格产品进行标签打印。
一、 集成系统的确定
由于汽车行业新车型开发的周期越来越短,根据我公司设备的实际使用情况,对PLC加仪表控制系统、组态软件系统和虚拟仪器系统这三种方案经过充分的论证,进行集成系统的选择。
首先,由于柔性化的原因,排除了PLC加仪表控制系统;接着,在对国内外组态软件系统和虚拟仪器系统进行了详细的调查和了解,从控制、测量、应用、柔性和可靠性等多方面进行了分析对比后,认为NI公司在软件和硬件领域完美的结合将有利于系统的开发、集成与维护,NI公司兼备软件和硬件两方面的优势是其它公司无法比拟的。在与NI公司的技术/市场人员接触后,发现他们对客户很负责也很热情,在进行方案探讨过程中给出很多有益的建议,并且最主要的是LabVIEW 软件编程简单易学,界面友好,功能强大,性能稳定,开发周期短,符合自制设备的要求。
最终决定选择NI公司的虚拟仪器产品作为设备研制核心进行综合性能测试项目的设计。
二、 测控硬件覆膜机的选择
本项目采用PXI构架结构,系统共需要生产现场数字输入信号39路,数字输出信号37路和进行直流电压、直流电流和各种阻值的测量。
选择NI公司的PXI 1042八槽机箱;选择MXI3 kits实现与计算机连接;选择万用表卡PXI 4070进行产品电性能的测试,该卡最大的优点是显示为6位半,采样率高达到1.8MS/s,对测试快速动态电阻的变化将带来极大的可靠性和方便性;选择多用复用器PXI 2503,进行电性能测试信号的自动切换;考虑冗余性,选择两块静态数字采集卡PXI 6527,该卡为24VDC的24路输入、24路输出,实现现场数据的采集与传递。
三、 测控系统的功能
1. 工艺过程
由于产品综合性能检测的项目较多,在设计时将本项目(综合性能测试)分为两部分:工位一和工位二。工位一包括产品的启动电流测试、油泵插头接线极性测试、液位传感器能谱仪两端极限位置阻值测试、液位传感器连续滑动阻值断点测试、插头接线间导通性能测试、液位传感器高度阻值测试和低油位报警测试等项测试;工位二包括产品的泄露性能测试和实现对合格产品进行标签打印的功能。
油泵综合性能检测工位的工艺流程为启动电流测试→极性测试→两端极限阻值测试→阻值断点测试→导通性能测试→高度电阻测试→低液位报警测试→泄露测试→打印标签。
2. 系统功能
测控系统除将实现六种油泵支架综合性能测试的基本功能外主要特点 1.体积小,还要求具有自动测试功能、手动测试功能、设备校验功能、工件识别功能、产品选择功能、系统报警功能、设备安全功能和数据存储功能等多项功能。自动测试功能用于实际生产动作过程;手动测试功能用于人工操作设备;设备校验功能用于设备的日常校验;工件识别功能用于防止误操作;产品选择功能用于实现产品的选择;系统报警功能用于设备异常提示和维护提示;设备安全功能用于防止生产安全事故的发生,保护人身安全。
3. 系统设计
本次设计的虚拟仪器系统需要测试的物理量最终归结为直流电压(4.9~ 5.1V),直流电流 (0~3冲击.0A)和各种电阻阻值(0~310Ω)。由于所测的产品多,各产品间的测试点多且各不相同,按照通常的工业控制设计,需要的仪表较多,柔性化程度不高。特别是对于液位传感器阻值断点性能测试,由于要大行程的装备并不是全部用于软包装材料的检测求的测试速度高,数据采样率最少要达到12Hz,而且此时测试的速度要很低。普通电阻表的输入采样率通常为2.5Hz,虽然在以前其它生产线的设计制造中通过定制,使电阻表的输入采样率达到12Hz,但由于测试点多,需要的电阻表多达十块,在进行品种切换时柔性很差。经过仔细的考虑,最终选择NI公司高性能的PXI 4070、PXI 2503与PXI 6527组成测试系统进行
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