C-RIO柔性测试技术在XLM-2线功能测试台中的应用

摘要：油泵支架功能测试台主要用于油泵支架各项性能的测试，不但需要系统具有高精度与高实时性，而且需要其设备具有高可靠性与现场抗干扰的能力。基于FPGA的C-RIO测试技术必将给工业测试场合带来一种全新的测试理论,从而给工业测试技术带来重要而深远的影响。

关键词：液位阻值测试;C-RIO测试系统;分布式采集;LabVIEW

　　前言

XLM2线功能测试台主要承担对油泵支架总成各项性能的检测。主要针对通用公司以及福特公司的12种配套车型的油泵支架系统进行测试。其主要测试参数包括：油体浮子液位阻值(TSG电阻)、油泵启动电流、CO接地电阻、DRV接地电阻、油泵转动极性以及产品条码扫描等一系列关键参数。其测试结果直接关系到油泵支架系统的出厂指标以及产品质量，其功能测试台处于整条生产线最终检测环节而显得异常重要。

针对以上测试要求，若采用传统的基于PCI数据采集的测试系统进行开发，受到上位机操作系统以及测试环境的影响较大。而基于PLC进行开发又会受到采集速度等条件的限制。本文采用美国国家仪器(NI)公司近年来最新推出的C-RIO测试技术进行开发，它是一种基于底层FPAG进行编程的技术，包含一个实时控制器与可重新配置的FPGA芯片，底层硬件资源对用户开放，避免了受到软件操作系统以及固有采集模式的限制，具备良好的灵活性与可靠性。

　　测试系统功能及硬件构架

测试系统如图1所示，测试功能可以分为3个基本部分。

设备仪器控制：包括TSG电阻测试驱动伺服电机控制、扫码仪控制以及极性探测器控制。其中TSG电阻测试要求控制测试电机处在恒速条件下。整个过程分为三个阶段，如图2。

模拟信号采集：包括对TSG电阻、CO电阻以及DRV值的测量。

I/O控制：包括对负压吸紧气缸、CO探针气缸、DRV上推气缸，DRV探针气缸以及多个继电器进行信号输出控制，同时对工件识别光电开关、高度上下限接近开关，零位接近开关、安全继电器以及双手控制器进行输入信号捕捉。

测试系统的构架：由于本系统功能测试类型较多，单一的数据采集设备或I/O控制设备都难以满足要求。经过多次比较与选型，本测试系统采用NI公司最新推出的C-RIO测试技术，基于低层FPGA编程的C-RIO 9074进行系统构架。该系统接线实物电气图如图3所示。

　　测试系统软件组成

系统的软件界面如图4所示，其操作功能如图5所示。

自动测试功能：系统具备自动测试功能，其详细测试工艺后文详述。

手动测试功能：系统具备对测试运动控制部件进行手动控制功能，可进行所有运动控制的手动调整，方便系统调试。

校验功能：由于本测试系统长期运行于生产线，测试的稳定性与准确性非常重要。本测试系统软件设计了光电开关校验，高度校验，TSG阻值校验，DRV阻值校验，CO阻值校验，启动电流校验，极性校验。通过相应操作界面定期对系统进行校验，可保证系统长期测试的可靠性。

测试工件参数选型：本系统内部设置各种生产线测试工件类型，通过测试工件选型，测试参数将自动加载入测试界面。

测试数据记录：在工件测试结束后，测试过程中的数据将自动记录并保存。

　　系统自动测试工艺过程

过程如图6所示。

(1)工件识别。当工件被正常装入测试夹具后，系统将对工件进行自动识别并判断是否合格，如果工件识别正确，则进行下一个工序测试。如果没有工件放入，或工件放置位置错误，则系统自动提示工件识别错误报警并停止测试。需手动复位，并重新开始测试。

(2)扫描条码识别。当工件被识别后，扫描条码器自动打开对测试工件进行条码扫描。如果扫描编码与预设扫描客户编码一致，系统自动判断扫描条码合格，关闭扫描条码器，并进行下一道工序测试。如果扫描编码与预设扫描客户编码不一致，则系统自动提示扫描条码错误报警并停止测试。需手动复位，并重新开始测试。

(3)TSG电阻值测试。当工件条码扫描合格后，系统将根据型号选择，确定是否进行TSG电阻测试。如果TSG电阻测试被选中，系统将自动进行TSG电阻测试。否则，系统将跳过本道测试工序，进行下一道工序的测试。在此过程中，系统将控制电机测试丝杆带动被测工件的浮子进行TSG电阻测试，并将整个测试过程以高度为横坐标，以测试阻值为纵坐标的测试特性曲线记录下来，同预先设置好的检验范围进行对比。如果测试点测试结果均在检验范围内，则判定TSG电阻测试合格，进行下一道工序测试。如果其中一个或多个测试数据超过检验范围，则系统自动提示TSG电阻测试错误报警并停止测试。需手动复位，并重新开始测试。

(4)启动电流测试。TSG电阻测试合格后(如果系统选择进行TSG电阻测试)，系统将自动