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[NI技术]开发SCADA无线 电设备的自动化测试 系统

[NI技术]开发SCADA无线 电设备的自动化测试 系统

[NI技术]开发SCADA 无线 电设备的自动化测试 系统

Aprisa SR 典型应用网络图 "NI PXI 射 频平台是一个理想的 选择,因为它具有成 套的范例,组件易于 获取,并且运行快 速。工程师们用于理 解射频原理的时间变 少,这样他们就可以 集中精力开发更加优 化且易于使用的测试 序列应用。" - Christopher Farmer, CPE Systems The Challenge: 为一个智能监控和数 据采集 (SCADA) 无线 电设备设计和开发一 个具有成本效益的测 试解决方案,使其能 够适应较大的生产产 量,并可以进行一系 列复杂的设备编程、 测试和射频校准任 务,而且整个过程中 只需极少的操作人员 干预,每个单元的测 试时间少于5分 钟。

The Solution:

使用NI 射频 PXI技术,并结合 性能强大的NI TestStand 和NI LabVIEW软 件,开发一个可靠的 测试系统,提

供满足 大型组件测试要求所 需的灵活性。 Author (s): Christopher Farmer - CPE Systems Stephen Patterson -

Tim Streeter - CPE Systems

测试开发过程 NI 联盟合作伙伴 CPE Systems Pty Ltd (CPE)公司与各 个行业的领先者已经 合作长达15年之 久。他们在测试、视 觉、状态监测与控制 方面,设计和开发了 超过700个创新解 决方案。他们的客户 遍及航空航天、国 防、农业、电力/能 源/水、科研、信息 和通信技术、以及生 物医药行业。 4RF Communications 公司专门开发一点到 多点的远程无线链接 产品。 Aprisa SR 是一个点到多 点的智能SCADA 无线电系统,在 400MHz到 470MHz的许可 频段间运行,具有 12.5kHz带宽 和9.6 kbit/s容量的 窄带。它被应用于石 油、天然气和公用事 业公司的大范围检测 和控制应用中。基于 IP的设计具有更强 的安全性,对复杂的 SCADA 网络的处 理更加有效。上述的 无线电产品可配置为 一个基站、远程站或 者中继器,并使用大 量的串口和以太网接 口。 这一最新的低成本无 线电产品专门针对现 场应用而设计,并批 量地用于工业市场。 这意味着4RF Communications 公司需要改变测试策 略,以确保每个单元 具有较低的测试成 本,以及较高的吞吐 量,而且可以对产品 的许多功能都具有较 好的测试覆盖率。 4RF Communications 公司决定将测试系统 的开发外包给测试和 测量领域的领导者之 一,也是NI 联盟合 作伙伴的CPE Systems公 司。CPE 公司在 NI PXI 射频平台和 NI TestStand 和LabVIEW 开发环境方面的知 识,与4RF 在RF 测试和校准方面的丰 富经验形成了互补。

五分钟内完成板卡的 测试 适用于大批量生产 可无人值守运行 由非技术人员操作 用测试板卡一边上的 测试探针访问所有测 试点 包括一个调试工具

直流测试——用于测试组件 值、电源电压、电源 消耗以及低电压关 闭、开关面板和 LED指示的功能测 试。 内置自测试 (BIST )——用于引导加载程 序和软件安装,测试 RAM和闪存,并确 认以太网地址分配。 这些测试被编程到设 备中,并通过命令行 接口进行访问。

根据产品开发计划的 要求,测试系统与产 品需要并行开发,这 通常需要多个版本的 板卡设计。然而,由 于测试系统采用了特 殊的设计方法、非常 灵活,使得印刷电路 板(PCB )的重新 设计工作只需要改变 一下测试引脚布局 (也被称为钉床)即 可。通过使用NI 硬 件和软件,极大地提 高了CPE Systems公司 的能力,实现了同步 开发。而且,这一开 发过程也得益于 4RF Communications 和CPE Systems之间 的沟通,以及高效的 项目和配置管理过 程。 RF功能测试和校准——用于测试和校准 发射器、接收器和 Aprisa SR 板卡的系统功能。 开发系统时所面临的 挑战 测试分为三个主要领 域: 系统的测试目标如 下: 允许未来扩展其它产 品品种(更多的RF 频段和带宽)

NI TestStand 固有的模块化架构使 得所开发的测试序 列、LabVIEW 软件驱动以及测试夹 具硬件可以很容易地 分布在CPE Systems公司 位于澳大利亚和新西 兰的多个的办公室之 中,并允许多个开发 人员在远程分别开发 各个组件。该项目在 位于奥克兰的新西兰 办公室内统一协调, 系统在最终交付用
户 的生产设施(位于克 赖斯特彻奇)之前的 集成与测试工作也在 这里进行。

NI TestStand 固有的模块化架构使 得所开发的测试序 列、LabVIEW 软件驱动以及测试夹 具硬件可以很容易地 分布在CPE Systems公司 位于澳大利亚和新西 兰的多个的办公室之 中,并允许多个开发 人员在远程分别开发 各个组件。该项目在 位于奥克兰的新西兰 办公室内统一协调, 系统在最终交付用户 的生产设施(位于克 赖斯特彻奇)之前的 集成与测试工作也在 这里进行。

测试系统的主要制约 因素之一是测试时 间,每个板卡的测试 需共计要在5分钟之 内完成。这一测试时 间目标需要对射频校 准算法进行大量的优 化,以确保它们运行 更加高效。所选的 PXI 射频信号分 析仪和PXI 射频信 号发生器的速度和功 能要支持这个算法优 化过程。

Aprisa SR PCBA包括 射频发射和接收电 路,并且要在它的外 壳以外进行测试。因 此,需要考虑射频干 扰和屏蔽的问题,并 在夹具设计中需要确 保信号完整性和安全 性。通过使用产品外 壳的CAD 模型满足 了这一要求,用机器 制造了一个射频屏蔽 外壳,它形成了夹具 顶板的一部分。这种 屏蔽的方法使得来自 测试夹具的结果非常 接近于板卡在壳中时 所获取的结果。

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