Zeiteinsparung durch Umstellung auf PXI-System

Author(s):
Thomas Bitsche - TRIDONIC.ATCO GmbH & CO KG

Industry:
Imaging Equipment, ATE/Instrumentation

Products:
Signal Conditioning, PXI/CompactPCI, LabVIEW

The Challenge:
Ziel war es den Messplatz so auszubauen, dass die bisherige Performance beibehalten bzw. verbessert wird. Es musste eine ausreichend schnelle Verfügbarkeit von Austauschgeräten gewährleistet sein, die Zeitdauer der bisherigen Tests durfte nicht überschritten werden und das Ganze musste auf dem momentanen ‚Stand der Technik’ basieren.

The Solution:
Bereits seit vielen Jahren wird bei TRIDONIC.ATCO LabVIEW als Standardsoftware für Automatisierungen in der Produktion sowie in der Entwicklung eingesetzt. Mit dieser Automatisierungssoftware wird eine schnellst mögliche Umsetzung des Projekts ermöglicht. Der bisher eingesetzte Pentium II/266MHz Rechner wurde im Zuge der Umstellung durch einen Pentium IV/1.7GHz mit Windows 2000 ersetzt. Die Software – durch vorhandene LabVIEW-Treiber schnell realisierbar – wurde vor der Umstellung auf dem neuen Rechner programmiert und konnte so bereits begrenzten Tests unterzogen werden.

Einleitung

TRIDONIC.ATCO ist ein stark expandierender Technologieführer in der Lichtbranche, eingebettet in den ZUMTOBEL-Konzern. Wir entwickeln die neuesten Generationen elektronischer Betriebsgeräte für die Beleuchtungsindustrie. Produktionsbetriebe in Europa, Südafrika und Australien, sowie systematische Innovation haben uns unter die führenden Anbieter am Weltmarkt gebracht. Die ständige Weiterentwicklung unserer Produkte bedingt zuverlässige Prüfverfahren und den Einsatz neuster Messtechnik. Umfangreiche Investitionen sichern die Qualität unserer Messeinrichtungen und ermöglichen einen hohen Automatisierungsgrad. 

So verfügt die Entwicklungsabteilung über mehrere automatisierte Testplätze zur Überwachung und Durchführung von zeitintensiven Messungen. Eine dieser vollautomatisierten Messanlagen ist seit nunmehr 3 Jahren zur Designvalidierung im Einsatz. Diesen Messplatz galt es zu modernisieren, um auch in Zukunft einen permanenten Betrieb zu gewährleisten. 

Systemüberblick 

Das bisherige System zur automatisierten Designvalidierung basierte auf einem VXI-Bus mit insgesamt 7 Einschubkarten, sowie fünf GPIB Geräten und einem Temperaturschrank. Da für die bisher eingesetzten VXI-Komponenten die Produktion bereits eingestellt und auch der Service eingeschränkt  wurde, war ein gesicherter Betrieb der Anlage – mit kurzen Standzeiten im Fehlerfalle – nicht mehr garantiert. Eine permanente Verfügbarkeit der Anlage mit möglichst kurzen Servicezeiten war jedoch eine der Hauptforderungen für diesen Messplatz, welche es auch in Zukunft zu erfüllen galt. Dies bedingt natürlich auch, dass die Umstellung auf ein neues System in einer möglichst kurzen Zeit zu erfolgen hat, wobei eine maximale Standzeit von 2 Wochen akzeptiert wurde. 

Eine mögliche Lösung wäre die Beschaffung von VXI-Ersatzteilen gewesen, welche im Fehlerfalle schnell ausgetauscht werden könnten, auf der anderen Seite jedoch eine Investition in ein veraltetes System bedeuten würde, was aus diesem Grund abgelehnt wurde. Ziel war es den Messplatz so auszubauen, dass die bisherige Performance beibehalten beziehungsweise verbessert wird. Die Rahmenbedingungen für das neue Messsystem waren somit bereits definiert: Es musste eine ausreichend schnelle Verfügbarkeit von Austauschgeräten gewährleistet sein, die Zeitdauer der bisherigen Tests durfte nicht überschritten werden und das Ganze musste auf dem momentanen ‚Stand der Technik’ basieren. Damit verbunden wurde auch die gleichzeitige Umstellung von Windows 95 auf Windows 2000 und ein Upgrade von LabVIEW 5.0 auf Version 5.1. Mit diesen Projektvoraussetzungen war es für uns klar, dass ein PXI-System als Weiterentwicklung der bisherigen VXI-Technologie die einzig sinnvolle Lösung darstellt. Durch diese Wahl war gewährleistet, dass trotz zukünftig größerer Datenmengen keine Verlängerung der bisherigen Testdauer resultiert, da diese durch eine 3 ½ mal höhere Datenübertragungsrate des PXI-Systems wettgemacht wird. Auch unseren sonstigen Anforderungen wurde diese Konfiguration gerecht. 

Realisierung

Bereits seit vielen Jahren wird bei TRIDONIC.ATCO LabVIEW als Standardsoftware für Automatisierungen in der Produktion sowie in der Entwicklung eingesetzt. Mit dieser Automatisierungssoftware wird eine schnellst mögliche Umsetzung des Projekts ermöglicht, was bisherige Projekte schon bestätigt haben. Der bisher eingesetzte Pentium II/266MHz Rechner wurde im Zuge der Umstellung durch einen Pentium IV/1.7GHz mit Windows 2000 ersetzt. Die Software – durch vorhandene LabVIEW Treiber schnell realisierbar – wurde vor der Umstellung auf dem neuen Rechner programmiert und konnte so bereits begrenzten Tests unterzogen werden. Es waren fast keine Softwareanpassungen nach der Umstellung mehr nötig und die Standzeit wurde auf ein Minimum reduziert.
Die bisher eingesetzten VXI-Geräte wurden durch ein PXI-System mit 6 Einschüben und einem SCXI-Chassis mit 7 Einschüben ersetzt. Der gute Support und die Produktqualität waren für uns ausschlaggebend, dass alle neuen Hardwarekomponenten von NI bestellt wurden. Durch die kompaktere Bauweise der PXI- und SCXI-Komponenten war trotz Verdoppelung der Einschubanzahl etwas weniger Platz erforderlich.

Ergebnis

In weniger als einem Monat erfolgte die Programmierung des PXI-Systems und aller neuer Komponenten. Die Hardwareanpassungen am Testautomaten waren gering, weshalb die eigentliche Standzeit für den Austausch der Komponenten und die Umstellung nur drei Tage betragen hat. Das bisherige Triggerkonzept zur Synchronisation von Testabläufen musste geändert werden, da der VXI-Bus durch zwei unabhängige Bussysteme – PXI und SCXI – ersetzt wurde. Die Software- Triggerfunktion der neuen Komponenten bildet hierfür eine ideale, kabellose Brücke zwischen den zwei Chassis. Der Umstieg von Windows 95 auf Windows 2000 hat einige Programmänderungen – den Testablauf betreffend – notwendig gemacht. Trotz dieser unerwarteten, anfänglichen Softwareprobleme war das Endresultat sehr zufriedenstellend, und die Auswirkungen auf die Messzeit waren gravierend. 

Durch das neue PXI-System konnte die Gesamtmessdauer von 24 Stunden auf 15 Stunden reduziert werden. Diese Zeiteinsparung resultiert zum einen aus der schnelleren Datenübertragung durch das PXI-System und sicherlich auch durch die gesteigerte Performance des neuen Rechners. Wenn jedoch für die Berechnung der Zeiteinsparung die fixen Stabilisierungszeiten der Messanordnung berücksichtigt werden, ergibt sich eine Verkürzung der reinen Messzeit größer 50%. Die Stabilisierungszeiten resultieren vom Einschwingvorgang der Temperaturschritte welche im neuen System gleich geblieben sind, und daher für die Ermittlung der reinen Messzeiteinsparung abgezogen werden können. Zusätzlich konnten wir die Datenmenge erheblich erhöhen – dank der viel größeren Speicherkapazität der neuen PXI Digitizer.

Zusammenfassung 

Durch eine Marktverfügbarkeit aller eingesetzten PXI- und SCXI-Komponenten wird der Anforderung von kurzen Reparaturzeiten Rechnung getragen. Was die Zeiteinsparungen anbelangt, wurden unsere Erwartungen bei weitem übertroffen. Das neue PXI System hat die Performance der Designvalidierung bei TRIDONIC.ATCO wieder einen entscheidenden Schritt vorwärts gebracht. Die erweiterte Speicherkapazität der NI 5112 von 16 MB pro Kanal hat die bisherige Qualität der Messungen merklich gesteigert. So können wir in Zukunft mit noch besserer Auflösung messen und dies bei gleichzeitiger Reduzierung der Testdauer. 

Qualität und ein hoher Automatisierungsgrad wird bei TRIDONIC.ATCO nicht als Selbstzweck verstanden, sondern ist die Basis eines langfristigen Konzeptes, das unseren Partnern ein hervorragendes Verhältnis zwischen Kosten und Nutzen bietet.  

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Thomas Bitsche
TRIDONIC.ATCO GmbH & CO KG
Dornbirn

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