開發(fā)SCADA無線電設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)

[NI技術(shù)]開發(fā)SCADA無線電設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)AprisaSR典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)圖AprisaSR典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)圖例，組件易于獵取，并且運(yùn)行快速。工程師們用于理解射頻原理的時(shí)間變少，這樣他們就可以集中精力開發(fā)更加優(yōu)化且易于使用的測(cè)試序列應(yīng)用?！?ChristopherFarmer,CPESystemsTheChallenge:為一個(gè)智能監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集〔SCADA)無線電設(shè)備設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)具有本錢效益的測(cè)試解決方案，使其能夠適應(yīng)較大的生產(chǎn)產(chǎn)量，并可以進(jìn)展一系列簡潔的設(shè)備編程、測(cè)試和射頻校準(zhǔn)任務(wù)，而且整個(gè)過程中只需極少的操作人員干預(yù)，每個(gè)單元的測(cè)5TheSolution:使用NI射頻PXI技術(shù)，并結(jié)合性能強(qiáng)大的NITestStand和NILabVIEW軟件，開發(fā)一個(gè)牢靠的測(cè)試系統(tǒng)，供給滿足大型組件測(cè)試要求所需的靈敏性。Author(s):ChristopherFarmer-CPESystemsStephenPatterson-TimStreeter-CPESystemsNI聯(lián)盟合作伙伴CPESystemsPtyLtd(CPE)公司與各個(gè)行業(yè)的領(lǐng)先者已經(jīng)合作長達(dá)15年之久。他們?cè)跍y(cè)試、視覺、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與把握方面，設(shè)計(jì)和開發(fā)了超過700個(gè)創(chuàng)解決方案。他們的客戶普及航空航天、國防、農(nóng)業(yè)、電力/能源/水、科研、信息和通信技術(shù)、以及生物醫(yī)藥行業(yè)。4RFCommunications公司特地開發(fā)一點(diǎn)到多點(diǎn)的遠(yuǎn)程無線鏈接產(chǎn)品。AprisaSR是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的智能SCADA無線電系統(tǒng)，在400MHz到470MHz的許可頻段間運(yùn)行，具有12.5kHz帶寬和9.6kbit/s容量的窄帶。它被應(yīng)用于石油、自然氣和公用事業(yè)公司的大范圍檢測(cè)和把握應(yīng)用中?；贗P的設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的安全性，對(duì)簡潔的SCADA網(wǎng)絡(luò)的處理更加有效。上述的無線電產(chǎn)品可配置為一個(gè)基站、遠(yuǎn)程站或者中繼器，并使用大量的串口和以太網(wǎng)接口。這一最的低本錢無線電產(chǎn)品特地針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，并批量地用于工業(yè)市場(chǎng)。這意味著4RFCommunications公司需要轉(zhuǎn)變測(cè)試策略，以確保每個(gè)單元具有較低的測(cè)試成本，以及較高的吞吐量，而且可以對(duì)產(chǎn)品的很多功能都具有較好的測(cè)試掩蓋率。4RFCommunications公司打算將測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)外包給測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一，也是NI聯(lián)盟合作伙伴的CPESystems公司。CPE公司在NIPXI射頻平臺(tái)和NITestStand和LabVIEW開發(fā)環(huán)境方面的知識(shí)，與4RF在RF測(cè)試和校準(zhǔn)方面的豐富閱歷形成了互補(bǔ)。測(cè)試開發(fā)過程系統(tǒng)的測(cè)試目標(biāo)如下：五分鐘內(nèi)完成板卡的測(cè)試適用于大批量生產(chǎn)可無人值守運(yùn)行由非技術(shù)人員操作用測(cè)試板卡一邊上的測(cè)摸索針訪問全部測(cè)試點(diǎn)包括一個(gè)調(diào)試工具允許將來擴(kuò)展其它產(chǎn)品品種〔更多的RF頻段和帶寬〕測(cè)試分為三個(gè)主要領(lǐng)域：直流測(cè)試——用于測(cè)試組件值、電源電壓、電源消耗以及低電壓關(guān)閉、開關(guān)面板和LED指示的功能測(cè)試。內(nèi)置自測(cè)試〔BIST〕——用于引導(dǎo)加載程序和軟件安裝，測(cè)試RAM和閃存，并確認(rèn)以太網(wǎng)地址安排。這些測(cè)試被編程到設(shè)備中，并通過命令行接口進(jìn)展訪問。RF功能測(cè)試和校準(zhǔn)——用于測(cè)試和校準(zhǔn)放射器、接收器和AprisaSR板卡的系統(tǒng)功能。開發(fā)系統(tǒng)時(shí)所面臨的挑戰(zhàn)依據(jù)產(chǎn)品開發(fā)打算的要求，測(cè)試系統(tǒng)與產(chǎn)品需要并行開發(fā)，這通常需要多個(gè)版本的板卡設(shè)計(jì)。然而，由于測(cè)試系統(tǒng)承受了特殊的設(shè)計(jì)方法、格外靈敏，使得印刷電路板〔PCB〕的重設(shè)計(jì)工作只需要轉(zhuǎn)變一下測(cè)試引腳布局〔也被稱為釘床〕即可。通過使用NI硬件和軟件，極大地提高了CPESystems公司的力氣，實(shí)現(xiàn)了同步開發(fā)。而且，這一開發(fā)過程也得益于4RFCommunications和CPESystems之間的溝通，以及高效的工程和配置治理過程。NITestStand固有的模塊化架構(gòu)使得所開發(fā)的測(cè)試序列、LabVIEW軟件驅(qū)動(dòng)以及測(cè)試夾具硬件可以很簡潔地分布在CPESystems公司位于澳大利亞和西蘭的多個(gè)的辦公室之中，并允很多個(gè)開發(fā)人員在遠(yuǎn)程分別開發(fā)各個(gè)組件。該工程在位于奧克蘭的西蘭辦公室內(nèi)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，系統(tǒng)在最終交付用戶的生產(chǎn)設(shè)施〔位于克賴斯特徹奇〕之前的集成與測(cè)試工作也在這里進(jìn)展。測(cè)試系統(tǒng)的主要制約因素之一是測(cè)試時(shí)間，每個(gè)板卡的測(cè)試需共計(jì)要在5分鐘之內(nèi)完成。這一測(cè)試時(shí)間目標(biāo)需要對(duì)射頻校準(zhǔn)算法進(jìn)展大量的優(yōu)化，以確保它們運(yùn)行更加高效。所選的PXI射頻信號(hào)分析儀和PXI射頻信號(hào)發(fā)生器的速度和功能要支持這個(gè)算法優(yōu)化過程。AprisaSRPCBA包括射頻放射和接收電路，并且要在它的外殼以外進(jìn)展測(cè)試。因此，需要考慮射頻干擾和屏蔽的問題，并在夾具設(shè)計(jì)中需要確保信號(hào)完整性和安全性。通過使用產(chǎn)品外殼的CAD模型滿足了這一要求，用機(jī)器制造了一個(gè)射頻屏蔽外殼，它形成了夾具頂板的一局部。這種屏蔽的方法使得來自測(cè)試夾具的結(jié)果格外接近于板卡在殼中時(shí)所獵取的結(jié)果。1/5AprisaSR無線電產(chǎn)品具有內(nèi)部數(shù)據(jù)加密，使其無法產(chǎn)生仿真的數(shù)據(jù)流來測(cè)試接收器的靈敏度。使用NI矢量信號(hào)，我們能夠記錄和轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)。然后，我們可以在不同級(jí)別上使用NI失量信號(hào)發(fā)生器，以實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試接收器的靈敏度。這種方法意味著即使加密過程在將來發(fā)生了轉(zhuǎn)變，也不會(huì)影響測(cè)試系統(tǒng)軟件。結(jié)果射頻測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)過程中存在一些令人關(guān)注的挑戰(zhàn)，其中既有在治理過程中需要協(xié)調(diào)跨多個(gè)網(wǎng)站的項(xiàng)目的問題，還有在引入屏蔽的同時(shí)以一個(gè)很高的速度測(cè)試一個(gè)簡潔的射頻產(chǎn)品等技術(shù)難題。CPESystems公司迎難而上，開發(fā)了一個(gè)牢靠的測(cè)試系統(tǒng)，可以滿足全部客戶的需求。它能夠按時(shí)交付，滿足了緊急的產(chǎn)品公布進(jìn)度要求。他們所開發(fā)的成果是一個(gè)自定義的、且價(jià)格合理的測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)?chuàng)型的高性能SCADA無線電產(chǎn)品進(jìn)展測(cè)試和支持。NIPXI射頻平臺(tái)是一個(gè)抱負(fù)的選擇，由于它具有成套的范例，組件易于獲取，并且運(yùn)行快速。工程師們用于理解射頻原理的時(shí)間變少，這樣他們就可以集中精力開發(fā)一個(gè)更加優(yōu)化且易于使用的測(cè)試序列應(yīng)用。IlserIAuthorInformation:ChristopherFarmerCPESystems20aHarperStreetAbbotsfordAustraliaTel:+61(0)394191499info@.auAprisaSR典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)圖2/5PCB3/54/5完整的測(cè)試系統(tǒng)柜，呈現(xiàn)NIPXI機(jī)箱和相關(guān)裝置CloseupoftheNIPXIchassisLegalThiscasestudy(this“casestudy“)wasdevelopedbyaNationalInstruments(“NI“)custome