基于CAN的波音787航電設備及飛行控制臺面板檢測

時間：2012-10-31 14:31:16

關鍵字： CAN 控制控制面板 LabVIEW

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[導讀]Korry Electronics利用虛擬儀器的強大功能設計出波音787 Dreamliner飛機上使用的控制面板"我們使用LabVIEW可以快速地開發(fā)新的測試軟件，而且可以對CAN總線數(shù)據(jù)進行無限制的控制。PXI-CAN卡非常容易配置，而且有著高度

Korry Electronics利用虛擬儀器的強大功能設計出波音787 Dreamliner飛機上使用的控制面板

"我們使用LabVIEW可以快速地開發(fā)新的測試軟件，而且可以對CAN總線數(shù)據(jù)進行無限制的控制。PXI-CAN卡非常容易配置，而且有著高度的操作可靠性。"- Allen Cutler, Korry Electronics

挑戰(zhàn):

開發(fā)CAN總線測試系統(tǒng)，與智能化航空電子設備的控制面板進行交互、顯示開關狀態(tài)、控制面板的點亮功能，同時報告面板的狀態(tài)數(shù)據(jù)，如部件編號和序列號等。

解決方案:

使用NI公司的LabVIEW進行快速開發(fā)，NI PXI-CAN板卡配以即時可用的NI LabVIEW 驅(qū)動庫，同時使用NI TestStand對生產(chǎn)測試步驟進行管理并且進行自動報表生成。

我們Korry Electronics 公司需要一個解決方案，來測試用在新型波音787飛機飛行控制臺上的一系列控制面板。我們需要滿足該項目苛刻的時間表&mdash;&mdash;只有16 個月，比以前任何波音飛機的開發(fā)項目都要短。787系統(tǒng)的核心采用了開放式構架，因此將比現(xiàn)有的飛機更為簡單而且可以提供改進的功能。其中一個實例就是狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，飛機將進行自我監(jiān)測，并且將維護需求報告給地面的計算機系統(tǒng)。

在航空工業(yè)中，控制面板供應商們正在尋求ARINC-429 總線的低成本替代品，而且由于高速總線帶寬和數(shù)據(jù)有效載荷的需求，他們逐漸轉(zhuǎn)向了基于CAN 總線的解決方案。我們需要在每個待測設備上與多條CAN 總線進行通信并對其進行監(jiān)測，來獲取正確的CAN數(shù)據(jù)，并且發(fā)送控制數(shù)據(jù)，調(diào)整點亮及設定其它的面板功能。我們選擇了NI 公司的LabVIEW，它與NI PXI-CAN 板卡及方便易用的NI LabVIEW 驅(qū)動庫兼容，可以按照項目要求進行快速開發(fā)。

控制面板發(fā)送離散的數(shù)字開關數(shù)據(jù)和表示每個開關的位置的獨特的數(shù)據(jù)字。對于包含旋轉(zhuǎn)式電位器和編碼器的控制面板，數(shù)據(jù)值將根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向而增加或減少。CAN數(shù)據(jù)字設定所有控制面板的點亮級別并使用開關命令來設定控制面板指示器。在生產(chǎn)測試中，我們每次測試一個控制面板。在質(zhì)量測試時，我們對NI PXI 測試系統(tǒng)進行配置，使其可以通過CAN總線同時對多個控制面板進行測試。

硬件和系統(tǒng)結(jié)構

測試系統(tǒng)硬件包含兩個NI PXI-8461/2 CAN 接口，它們和多個繼電器板、電源以及數(shù)字萬用表卡被安裝在一個PXI機箱中。系統(tǒng)可以同時監(jiān)測4 個獨立的CAN 總線和全部的離散I/O 及直流電源。每個控制面板將發(fā)送特殊的CAN總線ID，供LabVIEW程序使用。這樣，測試系統(tǒng)就可以對使用在飛機上的CAN 總線數(shù)據(jù)集線器進行模擬了。

測試軟件全部使用LabVIEW 編寫，在自定義的子程序中集成了NI-CAN 驅(qū)動，用于對特定CAN 地址上的CAN 端口進行初始化，并進行CAN總線數(shù)據(jù)幀的讀取。我們還創(chuàng)建了子程序用于將接收到的數(shù)據(jù)與預期的數(shù)據(jù)幀進行比較。對于每個CAN 總線會話而言，首先打開并設定CAN和對象網(wǎng)絡接口，然后是CAN讀取操作，最后關閉會話。對于點亮功能而言，指定的CAN 數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制面板。我們還編寫了實時監(jiān)測開關位置的程序，同時對每個面板的CAN數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，一旦檢測到變化，將向日志文件寫入時間戳數(shù)據(jù)。

在生產(chǎn)測試中，我們使用NI TestStand 來控制測試序列和生成測試結(jié)果報告。第一步是提示操作者設定每個開關、旋轉(zhuǎn)式電位器和編碼器到指定的位置。測試軟件面板上會圖形化地顯示待測單元上每個開關的位置。第二步是創(chuàng)建HTML日志文件來記錄測試中的誤差數(shù)據(jù)。在一個場景中，控制面板上所有的指示器全部點亮，使得操作者可以視覺化地檢查指示器是否正確地點亮。我們創(chuàng)建了發(fā)送CAN消息的子程序用于控制面板的點亮，可以使用LabVIEW 刻度盤，發(fā)送CAN 數(shù)據(jù)來實時地控制亮度級別，從無亮度到全亮度級別。在另一個場景中，操作者點擊測試軟件面板，通過發(fā)送CAN消息到控制面板，來單獨命令每個指示器進行點亮。

結(jié)論與展望

我們利用NI 公司的軟硬件，成功地開發(fā)出了在波音787 飛機上使用的一系列復雜的基于CAN總線的控制面板。我們使用LabVIEW可以快速地開發(fā)新的測試軟件，而且可以對CAN 總線數(shù)據(jù)進行無限制的控制。PXI-CAN卡非常容易配置，而且有著高度的操作可靠性。我們將在未來的幾年里，使用NI 公司的測試硬件和軟件開發(fā)測試儀器用于那些需要高效快速完成開發(fā)的項目。