Automatisieren von Kurzschlussprüfungen

29.09.2014

In der Praxis werden Testingenieure und Prüfplaner mit der Aufgabe konfrontiert, Kurzschlüsse...


 

In der Praxis werden Testingenieure und Prüfplaner mit der Aufgabe konfrontiert, Kurzschlüsse und Leiterbrüche unter Einsatz geringer Mittel schnell und einfach zu simulieren und zu automatisieren. Dabei stehen nicht nur umfangreiche Standardsysteme oder eine Eigenentwicklung zur Auswahl.

 

Steigendes Testvolumen durch moderne Steuergeräte

Moderne Steuergeräte sind das Herzstück von Anlagen, Arbeitsmaschinen und Kraftfahrzeugen. Sie müssen den Umwelt- und Sicherheitsanforderungen gerecht werden. Moderne Steuergeräte sind verfügen in der Regel über BUS-Schnittstellen sowie analoge und digitale Eingänge und Ausgänge (E/A). Feldbusse wie das wie Ethernet/IP, EtherCAT, CAN, aber auch MOST, LIN und FlexRay sind in der Automatisierungs- und Automotive Branche weit verbreitet. Oft unterliegen die Anwendungen dieser Systeme sicherheitsrelevanten Funktionen und damit auch den Anforderungen Funktionaler Sicherheit  gemäß DIN EN 61508. Es muss sichergestellt werden, dass die Steuergeräte im System wie erwartet auf Kurzschlüsse verursacht durch einen Kabelbruch auf dem BUS oder auf den Eingängen/Ausgängen reagieren und in einen sicheren Zustand gehen. Zusätzlich zu den Sicherheitsanforderungen tragen die Produktlebenszyklen sowie die Variantenvielfalt zu immer größerem Testvolumen bei.

 

Anforderungen an das Testequipment

Durch automatisierte Tests sollen Kurzschlüsse systematisch simuliert und jedes Steuergerät auf Hard- und Softwarefehler geprüft werden. Dabei müssen die Zuleitungen im Betrieb sporadisch unterbrochen und wiederhergestellt werden. Zusätzlich sollen die Zuleitungen gegen Versorgungspotentiale (GND, VCC), gegen Erdanschluss oder Gehäusepotential kurzgeschlossen werden. Die Unterbrechungszeiten müssen dabei einstellbar sein. Des Weiteren sollte das Testgerät sehr einfach und schnell auf neue Anwendungen hin programmiert werden können um eine Fülle an Testfällen realisieren zu können. „State of the art“ Steuerungen müssen Aktoren und Sensoren steuern. Dabei sind Zugriff- und Schaltgeschwindigkeiten sowie die zu schaltenden Lasten wesentliche Kriterien für das passende Testequipment.

 

Komplettlösung vs. Eigenentwicklung

Das Problem kann durch eine Komplettlösung führender Hersteller der Prüf- und Testautomatisierung realisiert werden. Allerdings bringt die standardisierte Komplettlösung vergleichsmäßig hohe Anschaffungskosten und ggf. laufende Kosten durch Software Lizenzierung mit sich. Die Eigenentwicklung des Testequipments ist gut auf die Anwendung zugeschnitten, dem stehen aber die Entwicklungskosten sowie die ständige Pflege und Weiterentwicklung gegenüber. Eine weitere Alternative bringt die Grundideen der Standardumgebung mit der zugeschnittenen Lösung auf einen Nenner.

 

Flexible Lösung mit offener Programmierschnittstelle

Das Testgerät QUBI-RIO ist speziell für Anwendungen in der Prüf- und Testautomatisierung entwickelt. Das kompakte und robuste Relaismodul verfügt über 24 Ausgänge mit 2A/30VDC- oder 12A/240VAC Relais. Mit Hilfe einer offene Programmierschnittstelle wir das Geräte über USB (USB HID Class) oder Ethernet (TCP/IP, UDP) angesteuert. Dabei wird eine Server Client Kommunikation über den Zugriff auf den IO Socket des Systems hergestellt. Für die Programmierung stehen die Sprachen C, C++, C#, Visual Basic, Python, Perl oder PHP zur Auswahl. Damit können Sie als Anwender den Ablauf von Kabelbruch- und Kurzschlusssimulation maßgeschneidert programmieren, durchführen und automatisieren. QUBI-RIO bietet eine hohe Standardisierung und durch die offene Schnittstelle gleichzeitig eine hohe Flexibilität und Individualisierung.

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