Korry Electronics利用虛擬儀器的強大功能設計出波音787 Dreamliner飛機上使用的控制面板
"我們使用LabVIEW可以快速地開(kāi)發(fā)新的測試軟件，而且可以對CAN總線(xiàn)數據進(jìn)行無(wú)限制的控制。PXI-CAN卡非常容易配置，而且有著(zhù)高度的操作可靠性。"
- Allen Cutler, Korry Electronics
挑戰:
開(kāi)發(fā)CAN總線(xiàn)測試系統，與智能化航空電子設備的控制面板進(jìn)行交互、顯示開(kāi)關(guān)狀態(tài)、控制面板的點(diǎn)亮功能，同時(shí)報告面板的狀態(tài)數據，如部件編號和序列號等。
解決方案:
使用NI公司的LabVIEW進(jìn)行快速開(kāi)發(fā)，NI PXI-CAN板卡配以即時(shí)可用的NI LabVIEW 驅動(dòng)庫，同時(shí)使用NI TestStand對生產(chǎn)測試步驟進(jìn)行管理并且進(jìn)行自動(dòng)報表生成。
作者:
Allen Cutler - Korry Electronics
我們Korry Electronics 公司需要一個(gè)解決方案，來(lái)測試用在新型波音787飛機飛行控制臺上的一系列控制面板。我們需要滿(mǎn)足該項目苛刻的時(shí)間表——只有16 個(gè)月，比以前任何波音飛機的開(kāi)發(fā)項目都要短。787系統的核心采用了開(kāi)放式構架，因此將比現有的飛機更為簡(jiǎn)單而且可以提供改進(jìn)的功能。其中一個(gè)實(shí)例就是狀態(tài)監測系統，飛機將進(jìn)行自我監測，并且將維護需求報告給地面的計算機系統。
在航空工業(yè)中，控制面板供應商們正在尋求ARINC-429 總線(xiàn)的低成本替代品，而且由于高速總線(xiàn)帶寬和數據有效載荷的需求，他們逐漸轉向了基于CAN 總線(xiàn)的解決方案。我們需要在每個(gè)待測設備上與多條CAN 總線(xiàn)進(jìn)行通信并對其進(jìn)行監測，來(lái)獲取正確的CAN數據，并且發(fā)送控制數據，調整點(diǎn)亮及設定其它的面板功能。我們選擇了NI 公司的LabVIEW，它與NI PXI-CAN 板卡及方便易用的NI LabVIEW 驅動(dòng)庫兼容，可以按照項目要求進(jìn)行快速開(kāi)發(fā)。
控制面板發(fā)送離散的數字開(kāi)關(guān)數據和表示每個(gè)開(kāi)關(guān)的位置的獨特的數據字。對于包含旋轉式電位器和編碼器的控制面板，數據值將根據旋轉的方向而增加或減少。CAN數據字設定所有控制面板的點(diǎn)亮級別并使用開(kāi)關(guān)命令來(lái)設定控制面板指示器。在生產(chǎn)測試中，我們每次測試一個(gè)控制面板。在質(zhì)量測試時(shí)，我們對NI PXI 測試系統進(jìn)行配置，使其可以通過(guò)CAN總線(xiàn)同時(shí)對多個(gè)控制面板進(jìn)行測試。
硬件和系統結構
測試系統硬件包含兩個(gè)NI PXI-8461/2 CAN 接口，它們和多個(gè)繼電器板、電源以及數字萬(wàn)用表卡被安裝在一個(gè)PXI機箱中。系統可以同時(shí)監測4 個(gè)獨立的CAN 總線(xiàn)和全部的離散I/O 及直流電源。每個(gè)控制面板將發(fā)送特殊的CAN總線(xiàn)ID，供LabVIEW程序使用。這樣，測試系統就可以對使用在飛機上的CAN 總線(xiàn)數據集線(xiàn)器進(jìn)行模擬了。
測試軟件全部使用LabVIEW 編寫(xiě)，在自定義的子程序中集成了NI-CAN 驅動(dòng)，用于對特定CAN 地址上的CAN 端口進(jìn)行初始化，并進(jìn)行CAN總線(xiàn)數據幀的讀取。我們還創(chuàng )建了子程序用于將接收到的數據與預期的數據幀進(jìn)行比較。對于每個(gè)CAN 總線(xiàn)會(huì )話(huà)而言，首先打開(kāi)并設定CAN和對象網(wǎng)絡(luò )接口，然后是CAN讀取操作，最后關(guān)閉會(huì )話(huà)。對于點(diǎn)亮功能而言，指定的CAN 數據被發(fā)送到控制面板。我們還編寫(xiě)了實(shí)時(shí)監測開(kāi)關(guān)位置的程序，同時(shí)對每個(gè)面板的CAN數據進(jìn)行監測，一旦檢測到變化，將向日志文件寫(xiě)入時(shí)間戳數據。
在生產(chǎn)測試中，我們使用NI TestStand 來(lái)控制測試序列和生成測試結果報告。第一步是提示操作者設定每個(gè)開(kāi)關(guān)、旋轉式電位器和編碼器到指定的位置。測試軟件面板上會(huì )圖形化地顯示待測單元上每個(gè)開(kāi)關(guān)的位置。第二步是創(chuàng )建HTML日志文件來(lái)記錄測試中的誤差數據。在一個(gè)場(chǎng)景中，控制面板上所有的指示器全部點(diǎn)亮，使得操作者可以視覺(jué)化地檢查指示器是否正確地點(diǎn)亮。我們創(chuàng )建了發(fā)送CAN消息的子程序用于控制面板的點(diǎn)亮，可以使用LabVIEW 刻度盤(pán)，發(fā)送CAN 數據來(lái)實(shí)時(shí)地控制亮度級別，從無(wú)亮度到全亮度級別。在另一個(gè)場(chǎng)景中，操作者點(diǎn)擊測試軟件面板，通過(guò)發(fā)送CAN消息到控制面板，來(lái)單獨命令每個(gè)指示器進(jìn)行點(diǎn)亮。
結論與展望
我們利用NI 公司的軟硬件，成功地開(kāi)發(fā)出了在波音787 飛機上使用的一系列復雜的基于CAN總線(xiàn)的控制面板。我們使用LabVIEW可以快速地開(kāi)發(fā)新的測試軟件，而且可以對CAN 總線(xiàn)數據進(jìn)行無(wú)限制的控制。PXI-CAN卡非常容易配置，而且有著(zhù)高度的操作可靠性。我們將在未來(lái)的幾年里，使用NI 公司的測試硬件和軟件開(kāi)發(fā)測試儀器用于那些需要高效快速完成開(kāi)發(fā)的項目。
