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Anwendungs­beispiele

November 19, 2015

Fiat Chrysler Automobiles entscheidet sich für Gantner als Partner bei der Validierungsprüfung kritischer Bauteile

Einleitung

Fiat Chrysler Automobiles (FCA) ist der siebt-größte Automobilhersteller der Welt, mit Fiat, Chrysler, Dodge, Jeep und Alfa Romeo als wichtigsten Marken. In den vergangenen Jahren verzeichnete FCA ein starkes Wachstum, vorrangig aufgrund stetiger Qualitätsverbesserungen und der Auslieferung von Fahrzeugen einer äußerst innovativen und wettbewerbsfähigen Produktlinie. Zur Durchführung beschleunigter, strenger Prüfungen einer kritischen Schlüsselkomponente beschloss FCA, die Expertise und Fähigkeiten von Gantner Instruments zu nutzen.

Die Aufgabenstellung

FCA suchte nach einer automatisierten Methode zum gleichzeitigen Testen von 36 hoch entwickelten elektronischen Steuergeräten, die in einer Temperaturkammer betrieben und einem zyklischen Temperatur- und Feuchtigkeitsdauertest von 90 Tagen unterzogen wurden. Jedes Gerät verfügte über 25 Spannungs- (bis 100 V DC), Strom- und Temperaturmessstellen, die genaue, isolierte und schnelle (5 kHz) Synchronisierung und Datenaufzeichnung erforderten.  Anhand dieser Daten sollten während der Prüfungen festgestellte Auffälligkeiten erfasst werden, die dann zur Feststellung von Auslösern möglicher Ausfälle und Erarbeitung von Korrekturmaßnahmen von den Ingenieuren von FCA nachträglich eingehender untersucht werden sollten. Die Hauptherausforderungen waren:

  • Überwachung, Verarbeitung, Synchronisierung, Erfassung und Speicherung von Qualitätsdaten von 900 Kanälen bei 5 kHz pro Kanal
  • Automatische Organisation und Aufzeichnung dieser Daten, ohne einen PC anschließen zu müssen
  • Erstellung stündlicher Berichte aller Kanäle, bei denen in dieser Stunde Min/Max-Spitzensignale gemessen wurden
  • Automatischer Betrieb rund um die Uhr und an allen Tagen der Woche für insgesamt über 2.100 Stunden
  • Auslieferung und Inbetriebnahme des Systems ohne kundenspezifische Programmierung

Der Zeitfaktor war für dieses Projekt entscheidend.  Für die Durchführung dieser Prüfung stand FCA nur ein sehr kleines Zeitfenster zur Verfügung und es war unabdingbar, dass sie gleich beim ersten Mal schnell anlaufen und korrekt funktionieren musste, da sie erst nach (mindestens) 90 Tagen abgeschlossen sein würde.  Gantner sprang hier mit einem Lösungsvorschlag ein, der durchgehend Standardkomponenten einsetzte, die schnell in ein schlüsselfertiges System integriert und geliefert werden konnten – und das zu einem äußerst wettbewerbsfähigen Preis.

Der Lösungsvorschlag

Aufgrund der Leistungsfähigkeit und Flexibilität der Produktreihe Q.series konnte Gantner einen Aspekt dieser Anwendung nach dem anderen in Angriff nehmen. Dank der Modularität der Q.series stand FCA die für diese Anwendung beste Auswahl kombinierbarer Produkte zur Verfügung. Dazu gehören:

Messmodule Q.bloxx A104 und A108.

Das Modul A104 wurde ausgewählt, da es genaue, isolierte, störungsfreie Messungen mit Thermoelementen bietet; das Modul A108-100 aufgrund der damit möglichen isolierten, schnellen Spannungs- und Strommessungen an den 0-100 VDC-Eingängen.  Allen Modulen gemeinsam ist eine hohe Packungsdichte und Tragschienenmontage gemäß DIN EN für jede Installation.

Test Controller Q.station

Die Leistungsstärke des Test Controllers Q.station bot die für die Abwicklung der gesamten Synchronisierung, Aufzeichnung und Datenverwaltung der Anwendung benötigte Plattform – ganz ohne kundenspezifische Programmierung oder die Notwendigkeit, einen PC anzuschließen.  Der Test Controller Q.station arbeitete als ‘Master-Controller’ im System, sodass kein PC für den Betrieb angeschlossen werden musste.

 Konfigurationssoftware test.commander

Die Möglichkeiten für Konfiguration und Visualisierung, die die Software test.commander zur Verfügung stellt, erlaubten eine äußerst kostengünstige Standardlösung für das einfache Konfigurieren der gesamten Anwendung – lediglich durch Ausfüllen von Dialogfeldern und ohne eine einzige Zeile Programmiercode.  Mit test.viewer – einer Komponente von test.commander – wurden Echzeit- und Archivdaten im vertrauten Format in Trend- oder Oszilloskopdarstellung visualisiert.

Netzgebundenes Speichern (NAS)

Mit der Produktserie Q.series von Gantner können in der Industrie Daten ganz einfach auch ohne PC erfasst und Steuerungsaufgaben durchgeführt werden. Diese Daten müssen jedoch irgendwo gespeichert werden. Und bei 900 Kanälen und einer Abtastrate von 5 kHz pro Kanal über 90 Tage sind das große Datenmengen. Um diese handhaben zu können, spezifizierte Gantner Standard-NAS-Geräte, auf die der Test Controller Q.station direkt zugreifen konnte – wiederum ohne jegliche kundenspezifische Programmierung oder die Notwendigkeit, einen PC anzuschließen.

24-Port-Highspeed-Ethernet

Ein 24-Port-Highspeed-Ethernet-Switch wurde eingesetzt, um alle Geräte miteinander zu verbinden und freie Ports zur Verfügung zu stellen, über die die Ingenieure während der Prüfung ihre Laptops zur Datenauswertung und -übertragung an das System anschließen konnten.

Ein Hauptziel dieses Projekts war es, ausschließlich am Markt erhältliche Standardkomponenten einzusetzen, ganz ohne kundenspezifische Software oder spezielles Fachwissen für den Betrieb.  Mit dem Lösungsvorschlag von Gantner Instruments konnte dies erreicht werden und das komplette System war so gestaltet, dass es innerhalb von 2-3 Wochen nach Auftragseingang geliefert, bei Gantner Instruments vorkonfiguiert und dann innerhalb weniger Tage nach Lieferung installiert und in Betrieb genommen werden konnte.

Die Lösung von Gantner Instruments

Aufgrund der Menge der kontinuierlich zu übertragenden Daten und der Anzahl der Kanäle pro Prüfling entschied man sich für einen dezentralen Ansatz, bei dem neun Test Controller Q.station eingesetzt wurden, jeder mit 100 Messkanälen (25 Kanäle pro Prüfling).  Jede UART der Q.station war für einen Prüfling bestimmt, d. h. jede Q.station verarbeitete vier Prüflinge.  Jeder Q.station stellte acht über test.commander konfigurierte Datenlogger zur Verfügung: vier Echtzeit-Logger für eine Abtastrate von 5 kHz an jedem Prüfling und vier Logger für stündliche Berichte, die Min/Max-Daten dieser Prüflinge erfassten. Im Bedarfsfall sollten zusätzliche Logger verfügbar sein. Dies war kein Problem, da an jeder Q.station bis zu 20 Datenlogger möglich sind.

Jeder Test Controller Q.station war so eingestellt, dass er seine gesammelten Daten kontinuierlich an ein zugewiesenes NAS-Gerät übertrug (16TB Buffalo Terastations), jedes konfiguriert für den Betrieb mit 12 Terabyte Speicher in RAID5-Konfiguration für Datenredundanz. Berechnungen zufolge waren 10,7 Terabyte pro Q.station für die Datenspeicherung erforderlich, daher erwiesen sich 12 Terabyte als ausreichend.  Ein Zehntel der Terastation war für die stündliche Datenzusammenfassung reserviert sowie für das Verschieben von Dateien (mit dem Engineering-Laptop) für zusätzliche Auswertungen in Excel.  Ein 24-Port-Ethernet-Switch fungierte als Schnittstelle.  Alle Geräte waren in einem tragbaren 19-Zoll-Einschubgehäuse montiert, das neben der Temperaturkammer mit den 36 Prüflingen platziert wurde.

Die Prüfung lief über mehr als 2000 Stunden kontinuierlich und fehlerfrei (dies gilt für die Geräte von Gantner), sodass der Kunde die kritischen Daten mit hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit und in der vorgesehenen Zeit erfassen konnte, ohne dabei sein Budget voll auszuschöpfen.

Wenden Sie sich an Gantner Instruments, wenn Sie mehr über dies Anwendung erfahren möchten.

Messgrößen

Messung in Zahlen

Ununterbrochene Testdauer (in Stunden)

> 2000

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