Für einen führenden Hersteller von Großdieselmotoren, wurde ein Systemtester für den vollständigen Funktionstest von Steuergeräten entwickelt. Insgesamt drei Systeme wurden realisiert, je eines wird in der Leiterplatten- und Geräteproduktion als End-of-Line Tester eingesetzt, ein drittes steht im Entwicklungslabor und liefert dort wertvolle Informationen für die Weiterentwicklung des Steuergerätes.

Ziel ist die Prüfzeitverkürzung nach dem ersten Serienanlauf sowie die deutliche Erhöhung der Prüftiefe. Weiterhin werden Temperatursensoreingänge,
Analogsignal und Überwachungsschaltungen hochgenau kalibriert und damit eine hohe Austauschbarkeit der Geräte mit gleich bleibender Qualität sicher gestellt.

Bei der Umsetzung wurden folgende Kundenanforderungen umgesetzt:

• Hochgenaue Stimulation und Kalibrierung für Temperatursensoren, Thermoelemente, PT100, PT1000
• Prüfung der Power-Ausgangsstufen unter Last bis 150V und 25A Burst
• Software zum Auswerten und Speichern der Prüfergebnisse
• Paralleltest von zwei gleichen Prüflingen

Implementierte Lösung:

Als Grundlage für die Testerimplementierung wurde ein Konrad-Standardtester aus der Baureihe KT-6000 "Paul" verwendet. Die Messtechnik ist für extrem hohe Leistungsanforderungen ausgelegt und basiert auf Standard-Messkarten in einem PXI-System, ergänzt um die Analogbuserweiterung ABex^® sowie der High-Power-Erweiterung HiPex. Für den Test des Großdieselmotor-Steuerungscontrollers mit Einspritzung wurde eine spezielle Lastmatrix für das HiPex-System entwickelt. Der Tester verfügt über eine Wechselsatzschnittstelle über Virginia Panel mit extrem hoher Steckzyklenzahl.

Zu den technischen Detaillösungen gehören:

• Analogverstärker bis 30V zur I/O Stimulierung mit Impulsen, Frequenzen und Signallevel
• Ansteuerung der Analogverstärker über DAQ-Karte NI PXI-6221 mit Waveformfunktionen
• Differentielle Stimulierung der Sensoreingänge mit geringster Thermospannung
• Lastmatrix 10A Schaltleistung, 20A kurzzeitige Spitzenströme, nicht geschaltet 24V/110V, 32 Relais pro Karte,
  skalierbar bis zu 11 Karten pro Chassis, Schalten von induktiven Lasten
• Messungen: U, I, R, cont, short, AI, AO, DI, DO, High Voltage Diodentest (bis 150V)
• Vereinfachtes Debugging durch auftrennbaren Power-Bus
• Testcase orientierte Softwarestrukturierung für hohe Anzahl gleichartiger I/O Punkte
• Optional Testprogrammentwicklung mit Requirement Dokumenten auf Excelbasis mit automatischer Testsequenz-Erzeugung
  für NI TestStand
• Prüflingkalibrierung – Kalkulation und Download von Kalibrierkonstanten in den Prüfling
• Auswertung und Speicherung der Prüfergebnisse und Kalibrierdaten

Hardware des Testers:

• PXI Testsystem mit Standardinstrumenten von NI und anderen führenden Herstellern, u.a.
• 7,5 Digit DMM
• 16Bit ADC/DAC Karte
• R-Dekade zur Sensorsimulation
• 2 port CAN Schnittstelle mit Umschalter
• Analogbus-Erweiterung ABex und High-Power Erweiterung HiPex

Analogbuserweiterung ABex^®:

• Messmatrix: 6x KT AM-301
  (2 Gruppen zu je 576 Kanälen auf 4 Busse, 2x 3x 172 576 Signalmatrix Messpunkte)
  100VDC, 0.5A
• Signalverschaltung über integrierte Busbackplane zu 7,5 digit DMM, DAQ-Karte, R-Dekade und CAN-Schnittstellen

High-Power Erweiterung HiPex:

• Lastmatrix: 6 x 32 Relais mit 10A Schaltleistung
• Aufschaltung von Lastwiderständen und integrierte Strommessung (kurzzeitig 30A und 150V)

Adaption und Schnittstelle:

• Manuelle Wechselsatz-Adapter
• Virginia Panel Schnittstelle KT-REC-21-84TE mit modularen Steckern mit 20.000 Kontaktierzyklen

Software des Testers:

• NI TestStand: Ablaufsteuerung, Editor, Debugger
• NI LabVIEW: FKT-Testschrittbibliothek
• KT-SequenceGenerator: Automatische Erzeugung von TestStand-Testsequenzen aus Requirement-Dokumenten
• KT-OP: Benutzeroberfläche, Debugging
• KT-Stat: Ergebnisauswertung, Ermittlung Prozessfähigkeit

Fazit:

Zwei Testsysteme werden bei zwei Fertigern in der Leiterplatten- und Geräteproduktion eingesetzt. Ein drittes System steht im Entwicklungslabor.

Ziel ist die Prüfzeitverkürzung nach dem ersten Serienanlauf sowie die deutliche Erhöhung der Prüftiefe. Weiterhin werden Temperatursensoreingänge,
Analogsignal und Überwachungsschaltungen hochgenau kalibriert und damit eine hohe Austauschbarkeit der Geräte mit gleich bleibender Qualität sicher gestellt.

Links und Downloads:

Datenblatt KT-335000 EOL-Tester für Großdieselmotor-ECUs

HiPex Lastsystem

ABex Analogbussystem