Aufgabe bei dieser Entwicklungsarbeit war es, ein modulares Messsystem zu entwickeln, dass beliebig konfigurier- und erweiterbar ist. Die Aktualisierungszeit des Gesamtsystems sollte bei ca. 5ms liegen und es sollte über eine LabView® Applikation komplett konfigurier- und steuerbar sein.

Prüfstation

Der Aufbau des Prüfsystems erfolgte in 19“-Bauweise, wobei zwei Racks Platz für bis zu 16 beliebig konfigurierte Prüfbaugruppen bieten. Die Geräteanbindung an den PC wurde über ein, bei arnotec programmiertes, FPGA-Kommunikationsmodul mit Ethernetschnittstelle realisiert und ermöglicht die Steuerung sämtlicher Funktionen des Prüfgeräts, ebenso wie das Auslesen von erfassten Messdaten und Gerätesetups. Das Datenprotokoll wurde so ausgelegt, dass das Prüfrack jederzeit um zusätzliche Prüfbaugruppen erweitert werden kann, somit steht das Rack auch für zukünftige Messaufgaben zur Verfügung.

Jede Prüfbaugruppe verfügt über einen 32Bit Mikrocontroller, der über einen 4Mbit SPI Bus an das Kommunikationsmodul angeschlossen ist. Anzahl, Steckplatz und Konfiguration der Prüfbaugruppen im Rack sind frei wählbar und können jederzeit an neue Anforderungen angepasst werden.

 

Merkmale:

  • Hohe Taktzeiten (~5ms) durch schnelle Ethernetanbindung und interne HighSpeed SPI Kommunikation zwischen 32Bit Controllern
  • robuste modulare Ausführung
    in 19“-Industrieracks
  • nachvollziehbare Messergebnisse, durch integrierte Selbsttestfunktionen
  • beliebige Konfiguration des Racks mit verschiedenen Messkarten
  • Vollständige  Steuerung und Konfiguration der Prüfstation über eine NI LabView®-Software

Anwendung:

–          Einsatz in der Produktion und Entwicklung als Prüf- und Testgerät von Industriesensoren

 

Beispiele einzelner Prüfbaugruppen

CPU-Baugruppe

Prozessoreinheit: Mit dieser Einschubkarte ist die Prüfung der Prozessoreinheit des Prüflings möglich. Prüfbar sind sämtliche Kommunikationsschnittstellen wie RS232, CAN und RS485. Des Weiteren ist die Simulation einer LVDS Displayschnittstelle und eines ZigBee Moduls möglich.

  • RS232 Schnittstellen konfigurierbar zwischen 4.800 und 115.200 baud
  • RS485 und 6* CAN Schnittstellenprüfung
  • Simulation einer LVDS Displayschnittstellen
  • Prüfung eines ZigBee Moduls

 

Merkmale:

  • Hohe Taktzeiten (~5ms) durch schnelle Ethernetanbindung und interne HighSpeed SPI Kommunikation zwischen 32Bit Controllern
  • robuste modulare Ausführung
    in 19“-Industrieracks
  • nachvollziehbare Messergebnisse, durch integrierte Selbsttestfunktionen
  • beliebige Konfiguration des Racks mit verschiedenen Messkarten
  • Vollständige  Steuerung und Konfiguration der Prüfstation über eine NI LabView®-Software

Anwendung:

–          Einsatz in der Produktion und Entwicklung als Prüf- und Testgerät von Industriesensoren

 

Prozessoreinheit: Mit dieser Einschubkarte ist die Prüfung der Prozessoreinheit des Prüflings möglich. Prüfbar sind sämtliche Kommunikationsschnittstellen wie RS232, CAN und RS485. Des Weiteren ist die Simulation einer LVDS Displayschnittstelle und eines ZigBee Moduls möglich.

  • RS232 Schnittstellen konfigurierbar zwischen 4.800 und 115.200 baud
  • RS485 und 6* CAN Schnittstellenprüfung
  • Simulation einer LVDS Displayschnittstellen
  • Prüfung eines ZigBee Moduls

 

Analog-Prüfbaugruppe: Die analoge Prüfbaugruppe enthält mehrere analoge 4-20mA und 0-10V Simulationen, um die Eingangsbeschaltungen des Prüflings zu prüfen. Eine Besonderheit ist, dass die Signale über feste Stufen (Netzwerk aus Präzisionswiderständen mit Referenz), oder über einen AD-Wandler ausgegeben werden können. Dabei ist die Versorgung der Prüfschaltungen galvanisch zur Betriebsspannung der restlichen

Analoge Baugruppe

Baugruppe getrennt.Durch die schnelle Aktualisierungszeit von 5ms lassen sich mit der Spannungsquelle auch anspruchsvolle Signalkurven erzeugen.

  • 4 x 0…10V-Spannungssimulation ratiometrisch oder referenziert
  • 8 x 4…20mA-Stromsimulation ratiometrisch oder referenziert
  • 4 x Simulationsschaltung diagnosefähiger Digitaleingänge
  • Ausgangsspannungen wählbar und galvanisch gegen Ub getrennt
  • Alle Ausgänge kurzschlußfest gegen Betriebsspannung und Masse
  • Status-LEDs zur Anzeige der Ausgangsbeschaltung

 

Digital-Prüfbaugruppe:  Auf der Digital-Prüfbaugruppe sind Funktionseinheiten bestückt, die die Prüfung diagnosefähiger Digitaleingänge erlauben. Es können High/Low/Open- und hochohmige Eingangszustände simuliert werden, die Ausgangsspannung ist variabel.Zur Simulation von PWM Lasten sind 50W-Hochlastwiderstände auf Kühlkörpern bestückt, die High- oder Lowside schaltbar sind.Um Highspeed Eingänge zu testen, verfügt die Prüfbaugruppe über mehrere 0-10kHz Frequenzerzeuger, die separat in 1Hz Schritten ansteuerbar sind.

Die Ausgangsspannungen sind per PC-Schnittstelle frei wählbar.

 

  • 8 x PWM-Lastmodule mit integrierten Kühlkörpern
  • 8 x Simulationsschaltung diagnosefähiger Digitaleingänge
  • 4 x 0-10kHz Frequenzerzeuger
  • Ausgangsspannungen wählbar und galvanisch gegen Ub getrennt
  • Status-LEDs zur Anzeige der Ausgangsbeschaltung
  • Alle Ausgänge kurzschlußfest gegen Betriebsspannung und Masse

 

Technische Daten

Versorgungsspannung:maximale Konfiguration:Funktionseinheiten der Prüfstation (Auszug): 

 

 

 

 

 

 

 

Besonderheiten:

 

 

 

24V DC/6A für die interne Beschaltung9-55V DC zur Versorgung des Prüflings16 beliebige Messkarten

  • FPGA-Kommunikationsmodul zur Umsetzung von 100MBit Ethernet auf 16* 4Mbit SPI-Schnittstellen
  • Aktivierung der Prüflingsversorgung über überwachte Lastrelais
  • Spannung-, Strom-, Isolations- und 4Leiter Widerstandsmessung
  • PWM Lastmodule mit internen 50W Lastwiderständen High-/Lowside Betrieb
  • Prüfung diagnosefähiger Digitaleingänge
  • Signalerzeuger 0-10kHz in 1Hz Schritten mit 0.1% Toleranz
  • 0-10V DACs mit 12 Bit und 0.5% Toleranz
  • 0-20mA Simulation, 12Bit und 0.5% Toleranz
  • Temperaturmessung in 0.1°C Schritten
  • Prüfung von CAN, RS232, RS485 und ZigBee Schnittstellen
  • Beliebige Beschaltung aller Funktionseinheiten über kaskadierbare externe Messleitungsmultiplexer

 

Komplette Steuerung und Konfiguration des Gesamtsystems  erfolgt mit entsprechender

LabView®-Software

 

 

 

Mehr Infos unter:

 

arnotec GmbH
Dunantstraße 7
D-76131 Karlsruhe

E-Mail info@arnotec.de
Internet www.arnotec.de