Test Automático en Línea de Modulos Electrónicos para Cocinas de Inducción

Author(s):
Manuel Cerqueira - Electrónica Cerler, S.A.
Silvia Monguilod - Electrónica Cerler, S.A.

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems, ATE/Instrumentation

Products:

The Challenge:
Se presentan dos retos. Por una parte, automatizar el test funcional del módulo midiendo sus parámetros eléctricos y controlando sus funciones, mediante la utilización de tarjetas de National Instruments. Y por otra parte, el control de seis de estos puestos de test desde un único puesto de mando.

The Solution:
Para la automatización del test, se diseña y desarrolla un software basado en LabVIEW 7.1 que controla las tarjetas de adquisición de datos, entradas/salidas, control de instrumentación y comunicación, necesarias para la medida de parámetros, la comunicación con el módulo y el control del resto

Productos utilizados:

 

Hardware: PCI-485, PCI-GPIB, PC industrial, Tarjeta NI 6229

 

Software: LabVIEW 7.1, Datasocket, Measurement Studio, SPC Toolkit , SQL Enterprise Toolkit, Visual Studio .NET, Microsoft SQL Server DataBase

Debido a un incremento en la producción de módulos electrónicos se hace necesaria la automatización en línea del test (medida de parámetros eléctricos, verificación de funciones y comunicación con PLC’s de línea).

Nuestro principal objetivo es conseguir aumentar la fiabilidad del test actual, la productividad y la flexibilidad de la producción  y la disminución del tiempo de desarrollo y de puesta en marcha del sistema, consiguiendo con todo esto, una reducción de costes del producto. La línea de verificación está compuesta por dos equipos TIC (Test In Circuit) comerciales, un puesto de programación del módulo, seis puestos de test funcional y un puesto de control de línea que permite la visualización del estado de todos los equipos.

Todos estos elementos, centralizan sus datos en un Servidor de datos de línea resuelto con Datasocket Server sobre una Base de datos SQL Server.

El equipo de test funcional, está compuesto, además de por el módulo electrónico a testear, por otros elementos que intervienen de forma directa en el test, cama de pinchos, conmutación de cargas, tarjetas de medida diseñadas específicamente e instrumentación comercial, que deben ser controlados por el propio equipo durante el test.

El test funcional del módulo electrónico sigue una secuencia de medidas eléctricas en los diferentes estados de funcionamiento del módulo y verifica sus funciones y parámetros principales

Se realizan tanto medidas de las señales de alimentación del circuito como medidas de potencia de entrada, tensiones, corrientes y potencia de las cargas conectadas al módulo para la simulación de un funcionamiento real de la cocina de inducción. La tarjeta de National Instruments NI 6229 se ha utilizado tanto para la realización de estas medidas a través de sus entradas analógicas, como para el control del resto de dispositivos que componen el equipo a través de sus entradas/salidas digitales.

La medida de parámetros eléctricos que no es posible realizar con tarjetas de adquisición de datos, se realiza con instrumentación especifica, controlada a través de GPIB con la tarjeta de National Instruments PCI-GPIB. La verificación de las funciones del módulo, se realiza mediante comunicación RS485, utilizando la tarjeta PCI-485 de National Instruments.

El software está compuesto por cinco aplicaciones, cuatro de ellas desarrolladas en LabVIEW 7.1 de National Instruments y una desarrollada en Visual Basic .NET, que componen un sistema distribuido cliente/servidor de de tres capas.

Datasocket de National Instruments hace posible una comunicación segura entre la aplicación Servidor de Datos de Línea, la aplicación de Mando de Línea, las aplicaciones de programación y  test funcional y una aplicación de conversión y registro de datos TIC desarrollada en Visual Basic .NET.

El uso de Datasocket, nos permite controlar la configuración y puesta en marcha de todos los puestos de la línea desde un solo puesto de mando con la intervención de un solo operario.

El software de test funcional está desarrollado utilizando LabVIEW 7.1. En función del modelo a verificar, éste configura la secuencia de prueba. Los datos del modelo y lote de producto son servidos desde el  Servidor de Datos de Línea a través de Datasocket que previamente ha adquirido de la base de datos SQL Server.

La secuencia de prueba de cada módulo electrónico simula su funcionamiento real para la verificación de las diferentes partes del módulo. Realiza medidas de parámetros eléctricos de entrada y comprueba funciones críticas del circuito de control, tales como, medidas de temperatura en los semiconductores, circuito de comunicación del módulo o control de potencia

El interface de usuario muestra los datos que identifican el estado de la prueba y su resultado. Ya que se trata de equipos automáticos que no requieren intervención del usuario, estos datos son solamente informativos. Todas las medidas realizadas, así como el resultado final del test, se registran en la base de datos SQL Server. Se muestra, además del modelo de producto en verificación, el avance de los diferentes pasos de la secuencia de prueba y datos significativos de temperaturas y la estadística de fallos en el equipo que ha sido desarrollada utilizando el SPC Toolkit para LabVIEW.

El módulo electrónico es programado en la línea de montaje. Cada modelo de módulo es programado con un software específico. Esta aplicación ha sido desarrollada con LabVIEW 7.1 y recibe las órdenes de actualización de software y descarga en los programadores, desde el puesto de mando a través de Datasocket Server.

El acceso a la información de los modelos de módulo a verificar para la correcta configuración automática de todos los equipos, se realiza con el software desarrollado en LabVIEW 7.1 de Mando de Línea. Este software accede a la base de datos para seleccionar los datos de configuración de los equipos de test y de la secuencia de prueba y envía estos datos al Servidor de datos de Línea, que los tendrá disponibles en todo momento para todos los equipos.

El software de Mando de Línea, muestra el estado de todos los equipos de test de la línea y la estadística de módulos probados (aceptados/rechazados) para cada equipo. De esta forma, es posible identificar los posibles problemas de cada uno de los equipos desde un único puesto y el estado de producción de la línea.

Datasocket hace posible la actualización de datos entre los equipos a través de la red ethernet corporativa, no solo de las aplicaciones desarrolladas con LabVIEW 7.1 sino también desde el software desarrollado en Visual Basic .NET para el registro de datos TIC (Test In Circuit).

En la línea de montaje, se incluyen equipos comerciales de TIC que graban el resultado de los test en formato texto. Una aplicación desarrollada en Visual Basic .NET graba estos datos en, la base de datos SQL Server y, utilizando Measurement Studio de National Instruments publica los datos estadísticos de estos equipos mediante Datasocket para que sean mostrados en el equipo de Mando de Línea. 

 Conclusión

El desarrollo de este sistema basado en los productos de National Instruments ha supuesto un avance importante en nuestro sistema de producción.

En primer lugar, la utilización de LabVIEW 7.1 como plataforma de desarrollo del software y de

control de instrumentos de medida y adquisición de datos para realizar automáticamente el test de cada uno de los módulos electrónicos, supone una reducción del tiempo de prueba, tiempo de desarrollo y puesta en marcha de los equipos, y principalmente, un aumento de la fiabilidad.

En segundo lugar, gracias a la utilización de Datasocket Server, hemos conseguido configurar y controlar todos los equipos de la línea con la intervención de un único operario en un único equipo de mando, en aproximadamente un minuto y conformar un sistema integrado con otros equipos comerciales de la línea a través de Measurement Studio de National Instruments. 

Hemos reducido la necesidad de personal de un operario por puesto durante la jornada laboral, a un operario durante un minuto para la configuración del modelo a testear en los equipos de la línea.

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Manuel Cerqueira
Electrónica Cerler, S.A.

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