利用嵌入式设计，为汽车测试系统开发新式测量传感器

"我们基于NI技术所特有的灵活、可靠且易用的架构设计出了一个全新的汽车测试系统。"- Luca Marassi, Loccioni Group 

挑战:

设计灵活可靠的汽车测试系统，测量柴油发动机喷嘴流量并绘制相应图表。

解决方案:

使用NI LabVIEW图形化编程环境来设计用于数据采集、管理、处理和报告生成的控制程序。

作者:

Luca Marassi - Loccioni Group 
Alessandro De Grassi - Loccioni Group
Francesco Siano - Loccioni Group
Carmine Ungaro - Loccioni Group

Loccioni集团以其为多个领域开发自定义技术解决方案来确保质量、舒适性和安全性而享有盛名，被公认为是意大利在创新方面的领袖。 我们与大学和研究中心紧密合作，采用先进技术来开发和执行交钥匙系统。 我们将我们在测量和测试方面的专业知识应用于汽车、电器、环保、健康和制造等多个行业的质量控制、自动化、信息和通信技术、能源、服务。 在实验室中，我们一直强调质量的重要性，因为我们致力于成为自动化测试和质量控制集成系统设计和部署领域的高级专家。 我们主要关注两个行业： 汽车和电器。 目前，我们为汽车零件制造业的合作伙伴开发自定制生产线和测试工作台。

研究、开发和生产

研发实验室是整个团队产生想法的“供血心脏”。 实验室具有很高的灵活性和快速适应能力，可应对汽车领域的各种挑战。 而且，实验室还可用于测试和验证新解决方案，并执行内部用户和最终用户的测量活动。 我们关注的领域包括压力测量、体积流率、质量流率和喷嘴的特征记述。 对喷嘴进行特征记述是Mexus项目诞生的起因，Mexus项目是一个基于NI技术的创新型喷嘴专用测量系统开发项目。

喷射室及其控制系统的模型是使用LabVIEW控制设计和仿真模块建立而成。

由于在单个喷射过程中需要在对喷射的燃油进行详细量化的同时对柴油发动机喷嘴流量进行测量，这个项目便应运而生。 最终开发出来仪器产品已被喷油嘴制造商广泛应用于终端产品测试。 我们的目标是通过先进的技术提供低成本且性能高于其他现有仪器的产品。

该解决方案能够可靠准确地确定表征喷射器的两个基本参数： 单次喷射流速和瞬时流速图表。 该仪器提供了最高每转10次喷射（也称为多点喷射）的单次喷油量测量。 通过仿真发动机在3,000转/分的运行状态，系统可轻松检测到每转的喷射读出值，从而实时提供单次喷油量。 该项目的创新之处在于解决方案所使用的微积分算法。 该系统采集不同的模拟信号，并对其进行实时处理，以每秒50个瞬时值的喷油器运转速率向用户提供可靠的测试结果。

该系统还可确定每次喷射的喷油量。 由于排放法规变得越来越严格，该信息对于记述喷油器的特性就显得愈为重要。 因此，为制造商提供更详细的信息来帮助他们实现更高的燃烧效率以及减少油耗或排放到环境中的污染气体具有重要意义。

技术集成

为了确保测量的可靠性，我们使用NI产品来支持该项目。 Mexus控制项目使用 LabVIEW 来管理数据采集、处理和报告生成。

Mexus系统的一个重要元件是喷射燃油和执行特定测量的喷射室，也就是可方便安装各种控制传感器和阀门的汽缸。 喷射室及其控制系统的模型是使用 LabVIEW控制和仿真模块 来建立的。此阶段使用LabVIEW图形化编程环境在计算机中执行仿真。 在原型阶段，通过NI基于PC的数据采集板卡（用于执行功能特征记述和验证）使用同一个PC和Windows平台。 该项目的重要开发阶段要求具有更精密的喷射室模型。 这可通过 LabVIEW系统识别工具包 来实现，该工具包可用于获取喷射室的转移函数，因而可设计相应的控制算法。

为了实现大型部署，我们需要一个采用无故障技术的硬件设备，该设备应能够连续运行，体积小巧，且适用于工业环境。

我们选择 NI CompactRIO 系统来确保与软件的最大兼容性。 该硬件可帮我们快速从原型设计过渡到部署，并确保我们能够满足采样率要求和实现过程的实时确定性控制。

在该解决方案中，用户界面​​是由触摸屏电脑控制，该电脑配备了通过LabVIEW进行编程的Windows XPe操作系统并可通过以太网连接到CompactRIO。 开发解决方案时，我们最重要的优势是使用单一的开发环境完成设计、原型到部署的各个阶段。 该优势降低了与第三方编程语言连接的需求。 LabVIEW还提供了用于开发集成的极高灵活性、易用性和硬件控制。

Mexus控制项目使用LabVIEW来管理数据采集、处理和报告生成。
Mexus的最终产品保证了测试操作中的最高可靠性。 项目采用创新的方法来确保测量的准确度，以确保测试符合最严格的法规。基于NI技术所特有的灵活、可靠且易用的架构，我们能够设计出一个全新的汽车测试系统。

由于我们具有的专业知识和与NI的技术合作伙伴关系，Loccioni集团为汽车世界提供了一个创新型产品，该产品具有易于使用的界面和无需机器停工的一流测试标准。