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項目介紹：
汽車安全氣囊的原理是當(dāng)汽車受到碰撞時，透過一個盛滿壓縮氣體的儲氣筒，對隱藏在方向盤中央以及儀表板旁的空氣袋快速充氣，借此來減少車上人員受到傷害。而在保障駕駛員與乘客安全的前提下，一套具有安全質(zhì)量保障的汽車安全氣囊系統(tǒng)，必不能忽略其儲氣筒的質(zhì)量，因為一旦容器破裂，高速噴出的氣體作用力將會使容器碎片對周遭對象及人員造成重大危害。因此，目前各國對于高壓鋼瓶均制訂了相關(guān)的制造、質(zhì)量與檢驗規(guī)范，透過專業(yè)的汽車安全氣囊高壓瓶測試機臺，對容器進(jìn)行相關(guān)測試正是制造過程中確保產(chǎn)品質(zhì)量與安全的必要手段。
系統(tǒng)需求：
各種類型的鋼瓶在制造過程中都需要對容器進(jìn)行相關(guān)驗證測試，對于尺寸只有兩根手指大小的安全氣囊高壓瓶而言，最主要的兩大項目即是疲勞與爆破測試。首先，測試機臺的疲勞測試系統(tǒng)必須根據(jù)設(shè)定的測試壓力及次數(shù)，自動對壓力容器進(jìn)行加壓、泄壓的循環(huán)疲勞測試；另外，爆破測試系統(tǒng)則是以高壓方式對鋼瓶進(jìn)行監(jiān)控，以了解瓶子在多少壓力下會破裂；最后系統(tǒng)還要能對測試過程進(jìn)行記錄，并運算出壓力和時間之相對曲線，以便取得鋼瓶可承受壓力的詳細(xì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而可對產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)的分析與修正。
過去，這樣的測試設(shè)備采用個人計算機(PC)與可編程邏輯控制器(PLC)來完成測試機臺的運作，但因PLC對于模擬訊號的取樣速度不足，因此會造成數(shù)據(jù)失真，在無法取得正確樣本的情況下，對于鋼瓶的耐受性也就無法進(jìn)行精確的分析。另外，在項目的該區(qū)域并沒有這類的標(biāo)準(zhǔn)測試機器，客戶的汽車安全氣囊高壓瓶測試機臺必須透過自行研發(fā)組裝來完成，因此需要在地的立即支持，才能有效協(xié)助客戶快速解決相關(guān)的技術(shù)問題。而所有零組件是否能一次性購足，而不會因為采用不同廠商的產(chǎn)品而出現(xiàn)兼容性問題，也是客戶的重點需求。
項目實施：
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產(chǎn)品 |
說明 |
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WebOP-2057V |
5.7” QVGA 可編程人機界面，提供HMI開發(fā)軟件 WebOP Designer 2.0 |
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IEC 61131-3 |
LD、SFC、FBD等的語言接口與控制軟件開發(fā)環(huán)境 |
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APAX-5520KW |
精簡型可編程自動化控制器(PAC)，搭載AMD Geode GX處理器 |
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APAX-5017H |
12通道高速模擬量輸入模塊 |
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APAX-5028 |
8通道模擬量輸出模塊 |
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APAX-5040 |
24通道數(shù)字量輸入模塊 |
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APAX-5046 |
24通道數(shù)字量輸出模塊 |
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PCI-1711UL |
100 kS/s，12元位，16通道入門款多功能通用型PCI卡 (不含模擬量輸出) |
系統(tǒng)架構(gòu)圖：
系統(tǒng)描述：
研華針對此項目提供了可縮減客戶自行研發(fā)時間的IEC 61131-3控制軟件、對容器進(jìn)行高速壓力與流量量測的APAX-5017H、可處理油壓閥控制的APAX-5028、監(jiān)測各種設(shè)備狀態(tài)的APAX-5040、處理電磁閥與指示燈的APAX-5046，另外再配合研華的工業(yè)計算機IPC-610-H與多功能PCI卡PCI-1711UL來進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)采集，搭配上可實時顯示數(shù)據(jù)的可編程人機界面WebOP-2057V，即可為此測試機臺提供精確的量測、記錄、制作報表等功能。
其中，APAX-5017H是一款高速模擬量輸入模塊，當(dāng)測試機臺在對鋼瓶進(jìn)行十萬次的加壓、減壓疲勞測試時，透過機臺上的壓力傳感器，APAX-5017H可以每秒1000次的取樣速度，采集快速變化的連續(xù)性壓力訊號，不但大幅提升了取樣率，其速度更比PLC產(chǎn)品快上十倍。另外，針對客戶要求取得精確的壓力資料方面，PCI-1711UL以優(yōu)于PLC百倍的速度來進(jìn)行快速數(shù)據(jù)采集，解決了客戶過去以PC搭配PLC造成數(shù)據(jù)失真的問題。
最后，研華一系列豐富的產(chǎn)品滿足了客戶對各種軟硬件的需求，客戶不再需要自行尋找單一產(chǎn)品來組合出想要的解決方案，而在地的專業(yè)技術(shù)人員，更在客戶研發(fā)組裝的過程中，實時提供技術(shù)支持、以解決各種難題與瓶頸，進(jìn)而加快了測試機臺的完成時間。
結(jié)論：
因為攸關(guān)生命安全，所以不論是汽車安全氣囊或高壓鋼瓶的制造都是個不容出錯的產(chǎn)業(yè)。在強調(diào)安全的前提下，透過研華產(chǎn)品的協(xié)助，此案例中的測試機臺不但成為該區(qū)域首創(chuàng)的第一套汽車安全氣囊高壓瓶測試設(shè)備，更是一套可以精準(zhǔn)驗證的測試機臺，透過機臺內(nèi)的研華APAX系列產(chǎn)品與IPC上的PCI-1711UL適配卡，以并聯(lián)方式同時從傳感器中各自采集資料，讓鋼瓶測試可以順利運作的同時，也能快速獲取壓力訊號，借此數(shù)據(jù)來對鋼瓶進(jìn)行精準(zhǔn)分析，因此也大幅提升了高壓鋼瓶的制造質(zhì)量。
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