Aquisição de Dados e Controle  em Paralelo

Os fabricantes da indústria automotiva e aeroespacial geralmente usam instrumentação de aquisição de dados diferente para testes no banco de ensaios e no veículo. No entanto, graças à combinação de dois barramentos de dados (USB e EtherCAT®) e a MTS implementando a comunicação EtherCAT® nos controladores da série FlexTest®, os sistemas de aquisição de dados da Dewesoft oferecem uma solução ideal para ambos os cenários.

Multi-axis test rig system schematicsEsquema do sistema da plataforma de teste multi-axial 

O Mesmo sistema de aquisição de dados Dewesoft R8rt  pode ser usado como:

  • Um sistema de aquisição de dados de bancada de testes com grande número de canais

  • Processamento de sinal em tempo real para feedback da análise de RLDA (carga na estrada) (sobre EtherCAT)

  • Também pode funcionar como um registrador de dados móvel de alto desempenho e tamanho compacto para uso em aquisição de dados no veículo.

O novo software do FlexTest digital controller possui suporte para comunicação EtherCAT. Isso oferece um link digital baseado em Ethernet, mais econômico, para fontes de dados de terceiros. O suporte EtherCAT adicionado permite que os usuários do FlexTest estabeleçam comunicação digital com sistemas de aquisição de dados.

Sistemas SIRIUS DAQ já foram usados em muitas aplicações de condicionamento de sinal para instrumentação de bancada de teste. Mas apenas como um pré-amplificador com saída analógica de + -10 V, que foi usada como entrada para o estágio de entrada analógica do controlador.

O estágio de entrada secundário agora pode ser completamente removido graças à conversão direta de dados analógicos no barramento EtherCAT dentro dos sistemas de aquisição de dados SIRIUS. Isso melhora significativamente a experiência do usuário, pois não há necessidade de entradas analógicas adicionais no controlador.

O uso da tecnologia EtherCAT na aquisição de dados e no controlador do banco de testes eliminou a necessidade de estágio de entrada analógica adicional no lado do controlador

É um instrumento 2 em 1. O sistema R8rt DAQ pode ser facilmente retirado do gabinete e também usado como registrador de dados em veículos com grande número de canais e alta velocidade.

sistema de aquisição de dados Dewesoft R8rt  pode ser usado como um registrador de dados no veículo ou um condicionador de sinal em um banco de ensaio para feedback da análise de carga e para fornecer fluxos de dados em tempo real ao controlador do banco de ensaio

Isso também reduz significativamente o custo da instrumentação necessária e remove quilômetros de cabos, o que indiretamente também simplifica significativamente a configuração.

Dewesoft R8rt data acquisition systemsistema de aquisição de dados Dewesoft R8rt - pode ser configurado com até oito módulos de amplificador analógico SIRIUS e facilmente retirado do gabinete e usado como um registrador de dados no veículo para aquisição de dados de carga na estrada

Além disso, a configuração do hardware é muito mais simples devido ao cabeamento reduzido. Apenas um único cabo é necessário do controlador para o sistema de aquisição de dados R8rt. E o premiado software Dewesoft X facilita e acelera a instalação dos amplificadores.

O sistema R8rt fornece aquisição de dados de alta velocidade (200 kS / s) e alta resolução (faixa dinâmica de 160 dB) no mesmo instrumento usado para o feedback da análise de carga da bancada de teste.

Aquisição de Dados em Alta Velocidade e Saída EtherCAT® em Tempo Real

R8rt data acquisition system combines 8 SIRIUS amplifier slices, each holding 8 high-speed analog input channels. It features an integrated industrial-grade high-performance PC computer called SBOX

Tudo isso em um design de chassi compacto, com até 64 canais DualCoreADC® (duplos de 24 bits) com faixa dinâmica de 160 dB de até 128 canais na configuração de ADC único (24 bits).

A tecnologia Dewesoft DualCoreADC® oferece medições de alta faixa dinâmica de até 160 dB

O sistema DAQ pode ser usado como um registrador de dados completo para uso no veículo ou como um dispositivo de aquisição de dados em bancada de teste. O software Dewesoft X está sendo executado em um computador PC SBOX de alto desempenho e integrado, com CPU Intel i7, unidade SSD de até 1 TB e receptor GPS de 100 Hz integrado.

Dewesoft Dual Mode

Qualquer sistema de aquisição de dados SIRIUS  equipado com uma interface EtherCAT pode usar interfaces EtherCAT e USB para fornecer dados em tempo real a um sistema de controle de terceiros e dados em velocidade total para o software Dewesoft X em paralelo. Isso faz do sistemas de aquisição de dados SIRIUS um instrumento exclusivo que pode ser usado no circuito de controle e como um dispositivo de gravação DAQ ao mesmo tempo, economizando um custo enorme para o cliente e fornecendo informações detalhadas sobre os dados do processo.

Os aplicativos típicos do Dewesoft Dual Mode incluem:

  • SIRIUS como uma interface analógica para EtherCAT® em um banco de testes com um mestre EtherCAT® de terceiros e um dispositivo DAQ para gravar os dados no software Dewesoft X

  • SIRIUS como uma interface analógica para EtherCAT® em um dispositivo de configuração e monitoramento de condição de CLP com análise dinâmica de alta frequência no software Dewesoft X

Com a mais recente adição do chipset EtherCAT, os módulos de aquisição de dados SIRIUS se comportam como escravos EtherCAT em paralelo à operação padrão no modo USB.

SIRIUS dual-mode clocking diagramDiagrama de clock do SIRIUS dual mode (SM sync)

O protocolo EtherCAT é uma tecnologia padronizada e permite combinações de hardware de diferentes fornecedores na solução geral para o usuário final. Se o usuário quiser operar o banco de testes e adquirir dados com o software Dewesoft X paralelamente, os dados da aquisição de dados do R8rt precisam ser coletados por dois sistemas principais:

  • O MTS FlexTest (mestre EtherCAT) e

  • Software Dewesoft X transmitido em fluxo contínuo no computador SBOX

Portanto, é necessário um barramento de dados adicional (USB) além do EtherCAT para transferir os dados em alta velocidade para o software.

Isso é alcançado da seguinte maneira. Os conversores AD nos módulos SIRIUS são operados com a taxa de aquisição definida no software Dewesoft X. O firmware SIRIUS copia os dados amostrados do ADC em tempo real para dois locais:

  • um buffer para transferência USB e

  • um buffer separado para o barramento EtherCAT.

O buffer EtherCAT então retém apenas uma amostra por canal e é constantemente atualizado com os valores mais recentes. O mestre EtherCAT pode coletar os dados mais recentes a qualquer momento.

O momento exato em que o buffer EtherCAT é gravado e os dados copiados no barramento EtherCAT é controlado pelo mestre EtherCAT. Nesse caso, o tempo entre as amostras copiadas para o barramento EtherCAT depende do atraso do EtherCAT master, que pode ser de até 100 µs.

Configuração do Sistema

O esquema geral do sistema é mostrado na figura 1. O controle do atuador da plataforma de teste é realizado com os sinais analógicos conectados diretamente ao FlexTest. O restante dos canais de entrada usados para feedback da análise de carga na amostra (análise RPC) são adquiridos pelo sistema R8rt DAQ e armazenados no computador SBOX. Os mesmos dados também estão disponíveis em tempo real no barramento EtherCAT e seguem para um controlador em tempo real do banco de ensaios.

Células de carga e acelerômetros são normalmente usados para medir a resposta da amostra. A configuração dos amplificadores é feita na Configuração dos canais de dispositivos, consulte a Figura 3. As informações de rede EtherCAT (arquivo ENI) são necessárias o HWI File Editor MTS  para poder adicionar escravos EtherCAT à configuração de hardware (Figura 4). O arquivo ENI é exportado do software Dewesoft X para o software MTS.

Dewesoft X software – configuração dos canais
 
Devido à otimização da largura de banda do barramento EtherCAT, os dados do sistema R8rt DAQ enviados pelo EtherCAT é não tratado e não escalado. Os fatores de escala são obtidos na configuração dos canais Dewesoft e são exportados para um arquivo de texto e incluídos no arquivo ENI para importação rápida para o MTS Station Manager. Os dados dimensionados sempre representam o mesmo valor exibido no software Dewesoft X. Se a escala personalizada for aplicada no software, o fator de escala também será alterado para fornecer os mesmos valores físicos quando aplicado aos dados não tratados.

MTS HWI File Editor

Análise de Arquivo de Unidade RPC em um Simulador de Estrada Multi-axial

Esta aplicação com o sistema de aquisição de dados R8rt foi feita em um simulador de estrada MTS para testar a durabilidade dos sistemas de suspensão de carros e caminhões. É composto por 4 corners, cada um com 6 graus de liberdade. 104 canais de entrada e saída analógicos foram usados pelo controlador MTS FlexTest para controle do atuador.

96 canais adicionais foram usados para medir a resposta da amostra para correlacionar as cargas no banco de ensaios com os dados reais da carga na estrada. Os sinais desses canais foram aquisitados por dois sistemas de aquisição de dados Dewesoft R8rt - cada um incluindo 6 módulos de amplificador SIRIUS e transmitido por EtherCAT para o controlador FlexTest.

Um corner do simulador equipado com acelerômetros

Realizamos um teste de análise RPC de avaliação para comparar o desempenho da solução da Dewesoft com a transmissão digital de dados EtherCAT com uma solução analógica usada tradicionalmente nessas plataformas.

Três acelerômetros axiais foram colocados em um corner da plataforma com canais de entrada distribuídos entre os dois instrumentos R8rt.

Um arquivo de execução foi reproduzido no corner e a resposta registrada pelos sistemas R8rt DAQ. O software MTS RPC Pro foi usado para criar um novo arquivo de execução que replicou a execução inicial. Os resultados mostraram que não houve diferença no desempenho e convergência do RPC Pro em comparação com a aquisição de dados analógicos clássicos.

Cerca de 2 quilômetros de cabeamento caro foram economizados após a instalação dos sistemas R8rt DAQ.

around two kilometers of black cableQuantidade de cabos substituídos no banco de testes MTS utilizando o sistema de aquisição de dados Dewesoft R8rt

Conclusão 

A tecnologia padronizada adaptada por vários fornecedores sempre abre melhores soluções para os usuários finais. A tecnologia EtherCAT permite mais conectividade com o sistema de controle MTS, enquanto a tecnologia paralela EtherCAT / USB permite ao usuário usar o mesmo hardware para tarefas completamente diferentes. A solução EtherCAT para conectar o sistema DAQ ao controlador também pode economizar quilômetros de cabos analógicos caros que são substituídos por um único cabo CAT5. Ao mesmo tempo, o desempenho da análise RPC é o mesmo dos pré-amplificadores analógicos.

Lista completa dos benefícios desse sistema:

ECONOMIZE DINHEIRO

  • um único instrumento para uso no veículo e na bancada de testes

  • nenhum estágio de entrada analógica necessário em controlador de terceiros devido à interface EtherCAT

  • elimina quilômetros de cabos analógicos

ECONOMIZE TEMPO

  • fácil de configurar - apenas um único cabo do sistema DAQ para o controlador

  • menor chance de erros humanos

MELHORE A QUALIDADE DO SINAL

  • sinais perfeitamente condicionados transmitidos ao controlador do banco de testes diretamente pelo EtherCAT, e não de maneira analógica

ANALISE DADOS DE CONTROLE DE BANCOS DE TESTE

  • os dados transferidos pelo EtherCAT para o controlador também podem ser gravados no software Dewesoft X em paralelo (tecnologia Dual Mode)