NI PXIe-6356 sur un banc d'essai : ce que mesure la carte DAQ à huit voies et pourquoi, pour un variateur, un servovariateur ou un module d'E/S d'occasion, la LED « OK » ne suffit pas
Fichiers à télécharger
Pourquoi la LED « OK » d'un variateur ne suffit-elle pas ? Nous examinons les capacités et limites de la carte d'acquisition 8 voies NI PXIe-6356 utilisée sur banc d'essai pour vérifier les appareils d'automatisation.
NI PXIe-6356 sur un banc d'essai : ce que mesure la carte DAQ à huit voies et pourquoi, pour un variateur, un servovariateur ou un module d'E/S d'occasion, la LED « OK » ne suffit pas
Un variateur de fréquence arrive sur l'établi, la LED verte est allumée, et l'acheteur demande si l'appareil est bien en état de marche. La LED seule ne permet pas de répondre. Une carte d'acquisition DAQ au standard PXI Express est un module interchangeable dans un châssis, qui mesure et génère des signaux électriques. Sur un banc d'essai, elle sert à vérifier objectivement les appareils d'automatisation.
La LED sur le boîtier d'un variateur, d'un servovariateur ou d'un module indique seulement que l'alimentation et une partie de la logique fonctionnent. Elle ne dit pas si les entrées, les sorties et les chaînes de mesure fonctionnent correctement. Une sortie analogique dont l'étage de puissance est endommagé, ou une entrée numérique dont le seuil a changé, peuvent paraître tout à fait normales tant que personne ne les mesure. C'est pourquoi une mesure est nécessaire avant la vente de matériel d'occasion, et pourquoi, en achetant des pièces d'occasion, il est utile de savoir à quoi ressemble une telle mesure.
Nous décrivons ci-dessous ce que sait faire la carte PXIe-6356, ses limites et les points d'attention lorsque vous planifiez un banc d'essai avec elle. Nous commençons par les entrées et les sorties, car leurs plages déterminent ce qu'il est possible de vérifier.
Entrées analogiques : ce que la carte peut mesurer
Les entrées analogiques déterminent avec quelle précision vous verrez le signal de l'appareil testé. La carte PXIe-6356 dispose de 8 voies d'entrées analogiques, échantillonnées simultanément, avec une résolution de 16 bits. La fréquence d'échantillonnage maximale est de 1,25 MS/s par voie, et la précision de la base de temps est de 50 ppm de la fréquence d'échantillonnage. Les plages d'entrée disponibles sont ±10 V, ±5 V, ±2 V et ±1 V.
Les entrées fonctionnent uniquement en mode différentiel (DIFF), et la carte ne prend pas en charge les supports SCC. Lorsque la carte est sous tension, l'impédance d'entrée est supérieure à 100 GΩ en parallèle avec 10 pF. Lorsque la carte est hors tension, elle est de 2 kΩ entre AI+ et AI GND ainsi qu'entre AI– et AI GND. Pour le rejet de mode commun (CMRR) à 60 Hz, la valeur indiquée est de 75 dB, et la diaphonie entre voies adjacentes est de -80 dB. Le courant de polarisation d'entrée est de ±10 pA.
Sorties analogiques et leurs limites
Les sorties analogiques permettent d'appliquer à l'entrée testée un signal connu, par exemple une tension de commande. La carte dispose de 2 sorties de ce type, avec une plage de ±10 V, ±5 V ou ±référence externe. Le courant de sortie est de ±5 mA, les sorties servent donc à appliquer des signaux de commande, et non à alimenter des charges.
La FIFO de sortie contient 8191 échantillons et est partagée entre les voies utilisées. La carte prend en charge les signaux non périodiques, les signaux périodiques restitués depuis la FIFO de la carte et les signaux périodiques restitués depuis le tampon de l'ordinateur, avec mise à jour dynamique. L'état des sorties à la mise sous tension est de ±5 mV. À la mise sous tension et hors tension de la carte, une perturbation allant jusqu'à 1,5 V crête apparaît sur les sorties pendant 200 ms. Ne connectez l'appareil testé aux sorties qu'une fois la carte alimentée, et déconnectez-le avant de l'éteindre.
Entrées et sorties numériques, compteurs
Les modules d'E/S et les variateurs communiquent par des signaux numériques, cette partie de la carte est donc la plus souvent utile. La carte dispose au total de 24 lignes numériques : 8 dans le port P0.<0..7> et 16 lignes PFI. Chaque borne peut être configurée par logiciel en entrée ou en sortie. Le niveau haut en entrée se situe dans la plage 2,2-5,25 V, et le niveau bas dans la plage 0-0,8 V. Le courant de sortie atteint 24 mA pour P0.<0..7> et 16 mA pour les lignes PFI. La protection en tension des entrées est de ±20 V sur deux broches au maximum. La carte dispose aussi de filtres d'entrée (anti-rebond), sélectionnables séparément pour chaque entrée.
La carte contient 4 compteurs/temporisateurs d'une résolution de 32 bits. Ils mesurent le comptage de fronts, l'impulsion, la largeur d'impulsion, la demi-période, la période et l'intervalle entre fronts. Ils prennent aussi en charge la mesure de position d'un codeur en quadrature X1, X2, X4. S'y ajoute un générateur de fréquence à une voie, avec des horloges de base de 20 MHz, 10 MHz et 100 kHz et des diviseurs de 1 à 16. La précision de l'horloge de base est de 50 ppm. La FIFO contient 127 échantillons par compteur, et le transfert des données se fait par DMA (scatter-gather) ou par E/S programmées.
| Paramètre | PXIe-6356 |
|---|---|
| Entrées analogiques | 8 voies échantillonnées simultanément, mode différentiel uniquement |
| Résolution des entrées analogiques | 16 bits |
| Fréquence d'échantillonnage maximale | 1,25 MS/s par voie |
| Précision de la base de temps | 50 ppm de la fréquence d'échantillonnage |
| Plages d'entrée | ±10 V, ±5 V, ±2 V, ±1 V |
| CMRR (à 60 Hz) | 75 dB |
| Diaphonie entre voies adjacentes | -80 dB |
| Tension de service maximale de l'entrée AI+ | ±11 V pour toutes les plages |
| Catégorie de mesure | Catégorie de mesure I |
| Sorties analogiques | 2 |
| Plage des sorties analogiques | ±10 V, ±5 V ou ±référence externe |
| Courant de sortie des sorties analogiques | ±5 mA |
| Lignes numériques | 24 au total, 8 dans le port P0.<0..7> |
| Compteurs/temporisateurs | 4, résolution 32 bits |
| Puissance requise | 4,7 W à +3,3 V et 15,4 W à +12 V |
| Capacité de charge de la borne +5 V | 1 A max. |
| Format du module | x1 PXI Express |
| Compatibilité avec les emplacements | emplacements x1 et x4 PXI Express ou hybrides |
| Connecteur d'E/S | un connecteur VHDCI à 68 broches |
Sur notre banc d'essai, nous utilisons précisément cette carte pour vérifier les variateurs de fréquence, les servovariateurs et les modules d'E/S d'occasion avant la vente.
Étalonnage et logiciel
Les résultats de mesure n'ont de sens que si la carte est en bon état métrologique. Le temps de préchauffage recommandé avant la mesure est de 15 minutes, et l'intervalle d'étalonnage est de 1 an. La fréquence d'échantillonnage de l'horloge numérique des entrées et sorties se situe dans la plage 0-10 MHz. La FIFO contient 2047 échantillons pour la génération de signaux numériques et 255 échantillons pour leur acquisition.
La carte intègre le pilote NI-DAQmx. Avant d'acheter une carte ou de construire un banc d'essai, vérifiez dans la documentation NI quelles versions du pilote et du système d'exploitation sont prises en charge par votre châssis.
Points d'attention lors du remplacement
Il est utile de vérifier les différences et limitations suivantes de la carte PXIe-6356 avant de planifier le banc d'essai ou de commander une carte de test.
- Plage des entrées analogiques (PXIe-6356). La tension de service maximale de l'entrée AI+ est de ±11 V pour toutes les plages, et la catégorie de mesure est I. La tension du réseau ni celle du circuit intermédiaire d'un variateur ne se raccordent directement à la carte. De tels signaux nécessitent un circuit de mesure adapté.
- Sorties analogiques (PXIe-6356). Le courant de sortie est de ±5 mA. La sortie sert à appliquer un signal à l'entrée de l'appareil testé, et non à alimenter des charges.
- Mode des entrées (PXIe-6356). Seul le mode différentiel (DIFF) est pris en charge, sans supports SCC. Le câblage de la mesure par rapport à la masse doit être prévu de façon que chaque signal dispose d'une paire de conducteurs.
- Châssis (PXIe-6356). La carte est au format x1 PXI Express et convient aux emplacements x1 et x4 PXI Express ou hybrides. Elle ne peut pas être utilisée dans le châssis PXI-1044, car celui-ci n'accepte pas les cartes PXIe. Avant l'achat, vérifiez de quels emplacements dispose votre châssis.
- Alimentation (PXIe-6356). Le fabricant indique 4,7 W à +3,3 V et 15,4 W à +12 V. Tenez-en compte dans le bilan de puissance du châssis, surtout s'il contient déjà d'autres cartes.
- Connecteur (PXIe-6356). Tous les signaux sortent par un seul connecteur VHDCI à 68 broches. Pour raccorder l'appareil testé, il faut donc un câble séparé et un bloc de connexion.
Au-delà des paramètres de la carte, les contrôles habituels d'une pièce d'occasion s'appliquent. Examinez le boîtier, le radiateur et les traces de surchauffe. Vérifiez l'état des connecteurs, des contacts et des borniers. Après la mise sous tension, observez le comportement des LED et lisez sur le boîtier l'étiquette indiquant la version du firmware et le numéro de pièce. Le test le plus fiable est celui sur le banc d'essai, sous charge. Documentez aussi l'origine de la pièce et faites une sauvegarde des paramètres avant le remplacement.
Retours d'expérience du forum
Des utilisateurs signalent que, lors du test d'une des sorties analogiques de la carte, la tension ne dépassait pas environ 1,3 V, alors que l'autre voie fonctionnait correctement. Un employé de NI a suggéré de mesurer directement sur la carte, sans bloc de connexion. Si le résultat ne change pas, cette voie peut être défectueuse. Conclusion pratique : en cas de résultat suspect, éliminez d'abord le câblage et les accessoires, et seulement ensuite évaluez la carte.
Déroulement général du contrôle
L'ordre suivant est général et ne remplace pas la documentation de l'appareil testé.
- Inspection extérieure : boîtier, radiateur, connecteurs, borniers.
- Sauvegarde des paramètres de l'appareil.
- Raccordement au banc d'essai conformément à la documentation de l'appareil.
- Mise sous tension et premier démarrage.
- Test des entrées et des sorties ainsi que de la communication.
- Comparaison des valeurs mesurées avec les valeurs attendues.
- Documentation du résultat et de l'origine de la pièce.
Questions fréquentes
La carte PXIe-6356 permet-elle de mesurer une résistance ?
Un employé du support NI a écrit sur le forum que la carte n'est pas conçue pour mesurer une résistance et que, pour de telles tâches, on utilise généralement des modules DMM pour PXI. Comme solution de contournement, il a indiqué d'alimenter une résistance avec un courant constant provenant d'une source externe, de lire la chute de tension avec la carte et de calculer la résistance. La carte n'a pas de résistance shunt interne, la résistance shunt doit donc être ajoutée à l'extérieur.
La carte peut-elle mesurer un courant ?
Sur le forum, il a été indiqué que le courant peut être mesuré indirectement, en mesurant la tension aux bornes d'une résistance shunt externe. Les sorties analogiques de la carte ne sont pas des sources de courant, la résistance doit donc être alimentée en tension. N'oubliez pas la limite de ±5 mA de la sortie analogique et choisissez la résistance shunt de façon à ne pas dépasser cette valeur.
Résumé
Sur le banc d'essai, la PXIe-6356 offre 8 entrées analogiques échantillonnées simultanément, 2 sorties analogiques, 24 lignes numériques et 4 compteurs. Avant de commencer, vérifiez que le châssis accepte les cartes PXIe et prévoyez une alimentation de 4,7 W à +3,3 V et de 15,4 W à +12 V. Avant les mesures, assurez-vous que la carte a un étalonnage à jour et que les signaux de l'appareil testé restent dans les ±11 V et dans la limite de ±5 mA des sorties. Commandez les câbles et les blocs de connexion adaptés, et consignez les résultats avec l'origine de la pièce.
Si la vérification montre qu'un variateur de fréquence, un servovariateur ou un module d'E/S doit être remplacé, nous vous aiderons à choisir un équivalent adapté parmi les pièces d'occasion, reconditionnées ou neuves disponibles sur le marché, notamment des marques Allen-Bradley (Rockwell Automation), Siemens, Schneider Electric, Bosch Rexroth et ABB. Nous sommes également spécialisés dans les pièces retirées de la production (EOL) et dans le service, y compris pour les éléments de génération plus ancienne et les éléments atypiques, et nous servons d'intermédiaire pour les réparations. Contactez-nous via enetiv.com/kontakt.