Le NI CompactRIO au cœur de testeurs de terrain durcis d'équipements militaires

Author(s):
Russell Blake - G Systems, L.P

Industry:
Government/Defense, Aerospace/Avionics

Products:
CompactRIO, LabVIEW, Distributed I/O, FPGA Module

The Challenge:
Construire un testeur automatisé, portable et durci que les soldats peuvent facilement transporter et utiliser dans des conditions environnementales sévères pour leur garantir que leurs équipements sont toujours aptes au combat.

The Solution:
Créer un testeur personnalisé compact et portable utilisant le CompactRIO et le Module LabVIEW FPGA pour bénéficier d'un grand nombre de voies analogiques et d'E/S numériques pour gérer les communications I2C et série.

Le test sur le terrain d'équipements militaires est tout à fait essentiel pour garantir le succès des combats. L'automatisation de ce processus réduit les erreurs et le temps passé. Cet article d'utilisateur traite de l'automatisation d'un testeur militaire portable.

Un prestataire spécialisé dans le domaine militaire a décidé de revoir la conception et d'automatiser son système de test existant, en choisissant G Systems, partenaire Alliance de National Instruments, afin de travailler sur le projet grâce à une expérience passée positive. Le système d'origine consistait en une application logicielle et en un caisson additionnel doté de câbles. L'application logicielle, ou l'interface utilisateur, s'exécutant sur un PC portable donnait les instructions à l'utilisateur pour effectuer la procédure de test. Le caisson contenait des charges et des relais, qui pouvaient être connectés aux équipements sous test, via des câbles. Pendant un test typique, l'interface utilisateur notifiait le soldat de commuter manuellement les relais et de réaliser les mesures analogiques avec un multimètre numérique manuel autonome, ou d'effectuer un auto-test sur le caisson en utilisant des bouchons. Le soldat devait ensuite documenter les résultats des tests.

Le nouveau système automatise les étapes matérielles et enregistre automatiquement les résultats de test, réduisant le temps de test et améliorant leur précision en éliminant les tâches manuelles sujettes à erreur. Le testeur portable, conçu par G Systems, remplace et automatise le précédent testeur. Le matériel peut être contrôlé à distance depuis l'application logicielle de test, fonctionnant sur le PC portable, en utilisant un ensemble de commandes définies. Ainsi, le testeur fonctionne comme un instrument de mesure.

Matériel industriel et durci

Lors du choix du matériel, le composant le plus important fut le contrôleur du testeur. NI CompactRIO a été retenu pour sa simplicité et sa souplesse de programmation mais également pour ses certifications environnementales. Le testeur automatisé de G Systems fonctionne dans des conditions extrêmes. Le testeur peut être utilisé dans le monde entier avec une source d'alimentation à courant alternatif ou continu et est compatible avec le standard MIL-STD-1275B. Le testeur est aussi certifié pour traiter les chocs et les vibrations définis par le standard MIL-STD-810E. De par sa complexité et de son grand nombre de câbles, le testeur inclut une gestion totale de la fonctionnalité d'auto-test en intégrant des connecteurs d'auto-test pour chaque câble. Cela élimine le besoin d'avoir recours aux bouchons autrefois utilisées pour l'auto-test d'un câble et offre une meilleure couverture d'auto-test.

Aperçu logiciel et architecture

L'architecture est conçue pour être flexible et permet un pilotage déporté. Ainsi, il est possible de contrôler le testeur portable depuis l'application de test du client située sur le PC portable.

Le NI CompactRIO a une application LabVIEW Real-Time embarquée qui s'exécute automatiquement en utilisant la fonctionnalité intégrée de démarrage d'exécutable LabVIEW Real-Time. Elle gère toute la logique du testeur, les procédures d'auto-test, l'enregistrement des résultats, la communication réseau vers le PC portable, les communications série RS-232 et l'interfaçage avec l'application LabVIEW FPGA. L'application LabVIEW FPGA gère toutes les fonctions d'E/S numériques et d'entrées analogiques.

Pour permettre à l'application de test du client de communiquer avec le testeur portable, G Systems a fourni une DLL avec un ensemble de commandes définies. La DLL gère toutes les communications en réseau entre le PC portable et le CompactRIO.

La mise au point et le contrôle du logiciel et du matériel ont été simplifiés en utilisant un composant logiciel efficace et réutilisable appelé l'Event Tracker de G Systems. Ce composant logiciel horodate les messages événementiels avec une résolution d'une milliseconde, permet de les enregistrer sur disque et de les afficher. Ces messages peuvent être visionnés depuis l'application Event Viewer de G Systems ou incorporés dans une application personnalisée en utilisant le contrôle Event Viewer de G Systems.

Contrôle/commande matériel personnalisé

Comme décrit précédemment, le système précédent nécessitait que l'utilisateur commute manuellement les relais. En utilisant les Modules NI LabVIEW FPGA et les modules d'E/S numériques CompactRIO, G Systems a développé une solution extensible et économique pour automatiser le processus. L'approche de G Systems utilise deux entrées numériques sur le NI 9401 afin de générer les lignes de données et d'horloge pour contrôler un circuit d'E/S numériques d'interface série à 2 fils compatible I2C. Dans la mesure où la ligne de données du circuit est aussi connectée à une entrée numérique du module NI 9401, le logiciel peut relire l'état du circuit d'E/S numériques.

G Systems a créé un driver réutilisable en utilisant le Module LabVIEW FPGA pour mettre en œuvre le protocole de communication I2C. Un driver modulaire mais propre au circuit a été développé en utilisant le Module LabVIEW Real-Time, la fonction de lecture/écriture des commandes de LabVIEW FPGA et le Module LabVIEW FPGA. L'application principale LabVIEW Real-Time utilise le driver modulaire propre au circuit pour communiquer avec une carte de circuit imprimé personnalisée, conçue en interne, pour commander et superviser jusqu'à 56 relais. Toutefois, en ajoutant des circuits I2C supplémentaires, le matériel peut commander jusqu'à 448 relais via la même interface série.

G Systems a conçu et construit un testeur automatisé portable et durci doté d'un contrôleur embarqué, gage d'une précision des tests accrue, d'une répétabilité et de gains en termes de temps.

Novembre 2007

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Russell Blake
G Systems, L.P

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