研华 汽车安全气囊高压钢瓶测试机台

项目介绍： 
汽车安全气囊的原理是当汽车受到碰撞时，透过一个盛满压缩气体的储气筒，对隐藏在方向盘中央以及仪表板旁的空气袋快速充气，借此来减少车上人员受到伤害。而在保障驾驶员与乘客安全的前提下，一套具有安全质量保障的汽车安全气囊系统，必不能忽略其储气筒的质量，因为一旦容器破裂，高速喷出的气体作用力将会使容器碎片对周遭对象及人员造成重大危害。因此，目前各国对于高压钢瓶均制订了相关的制造、质量与检验规范，透过专业的汽车安全气囊高压瓶测试机台，对容器进行相关测试正是制造过程中确保产品质量与安全的必要手段。 

系统需求： 
各种类型的钢瓶在制造过程中都需要对容器进行相关验证测试，对于尺寸只有两根手指大小的安全气囊高压瓶而言，最主要的两大项目即是疲劳与爆破测试。首先，测试机台的疲劳测试系统必须根据设定的测试压力及次数，自动对压力容器进行加压、泄压的循环疲劳测试；另外，爆破测试系统则是以高压方式对钢瓶进行监控，以了解瓶子在多少压力下会破裂；最后系统还要能对测试过程进行记录，并运算出压力和时间之相对曲线，以便取得钢瓶可承受压力的详细数据，进而可对产品进行相关的分析与修正。 

过去，这样的测试设备采用个人计算机(PC)与可编程逻辑控制器(PLC)来完成测试机台的运作，但因PLC对于模拟讯号的取样速度不足，因此会造成数据失真，在无法取得正确样本的情况下，对于钢瓶的耐受性也就无法进行精确的分析。另外，在项目的该区域并没有这类的标准测试机器，客户的汽车安全气囊高压瓶测试机台必须透过自行研发组装来完成，因此需要在地的立即支持，才能有效协助客户快速解决相关的技术问题。而所有零组件是否能一次性购足，而不会因为采用不同厂商的产品而出现兼容性问题，也是客户的重点需求。 
 

项目实施：

系统架构图：

系统描述：
研华针对此项目提供了可缩减客户自行研发时间的IEC 61131-3控制软件、对容器进行高速压力与流量量测的APAX-5017H、可处理油压阀控制的APAX-5028、监测各种设备状态的APAX-5040、处理电磁阀与指示灯的APAX-5046，另外再配合研华的工业计算机IPC-610-H与多功能PCI卡PCI-1711UL来进行快速的数据采集，搭配上可实时显示数据的可编程人机界面WebOP-2057V，即可为此测试机台提供精确的量测、记录、制作报表等功能。

其中，APAX-5017H是一款高速模拟量输入模块，当测试机台在对钢瓶进行十万次的加压、减压疲劳测试时，透过机台上的压力传感器，APAX-5017H可以每秒1000次的取样速度，采集快速变化的连续性压力讯号，不但大幅提升了取样率，其速度更比PLC产品快上十倍。另外，针对客户要求取得精确的压力资料方面，PCI-1711UL以优于PLC百倍的速度来进行快速数据采集，解决了客户过去以PC搭配PLC造成数据失真的问题。

最后，研华一系列丰富的产品满足了客户对各种软硬件的需求，客户不再需要自行寻找单一产品来组合出想要的解决方案，而在地的专业技术人员，更在客户研发组装的过程中，实时提供技术支持、以解决各种难题与瓶颈，进而加快了测试机台的完成时间。

结论：
因为攸关生命安全，所以不论是汽车安全气囊或高压钢瓶的制造都是个不容出错的产业。在强调安全的前提下，透过研华产品的协助，此案例中的测试机台不但成为该区域首创的第一套汽车安全气囊高压瓶测试设备，更是一套可以精准验证的测试机台，透过机台内的研华APAX系列产品与IPC上的PCI-1711UL适配卡，以并联方式同时从传感器中各自采集资料，让钢瓶测试可以顺利运作的同时，也能快速获取压力讯号，借此数据来对钢瓶进行精准分析，因此也大幅提升了高压钢瓶的制造质量。