Testsystem für Waschmaschinenblenden

In modernen Waschmaschinen ist die komplette Steuer- und Bedienelektronik in der Waschmaschinenblende integriert. Der Testvorgang am Ende des Montageprozesses muss der großen Produktvielfalt gerecht werden. Diese Problematik war uns bereits von früheren Projekten vertraut. Das System dient der Programmierung und dem variantenspezifischen Test der Waschmaschinenblenden über eine serielle Schnittstelle.

• Softwaredesign, Realisierung als Multi-Tasking-Projekt unter QNX
• Modellierung der Konfigurations- und Produktionsdaten
• Parallele Entwicklung und Test einzelner Tasks
• Hardware-unabhängige Simulation zum Test der Steuermodule

Eine Blende für mehrere Typen – denn die Vielfalt an verschiedenen Produktvarianten ist groß. Äußerlich unterscheiden sich die Blenden durch eine unterschiedliche Bedruckung sowie Bestückung mit Tasten und Drehknöpfen. Sensoren und Aktoren werden über einen Kabelbaum mit der zentralen Steuerelektronik verbunden. Die komplett montierte Blende wird in das VIP-CAT-System eingelegt. Am Ende des Montageprozesses wird die generische Steuerung für die jeweilige Produktvariante konfiguriert.

Anschließend beginnt der variantenspezifische Test. Zuerst werden die Bedienelemente manuell betätigt. Nach dem Auslesen des Status der Bedienelemente über die serielle Schnittstelle des zentralen Mikrocontrollers wird dem Operator das Prüfergebnis über die Anzeigeelemente der Leiterplatte signalisiert. Außerdem werden die variantenspezifischen Daten in einem zum Produkt gehörenden EEPROM abgespeichert. Am Ende des Tests erfolgt eine automatische Prüfung des Kabelbaums über die serielle Schnittstelle. Der spezifische Prüfablauf und die Produktbestückung sind in einer Konfigurationsdatei hinterlegt, deren Inhalt zur Laufzeit interpretiert wird.

Das VIP-CAT-System wird von einem Station Controller (Industrie-PC) gesteuert, auf dem das Echtzeitbetriebssystem QNX läuft. Der Prozess wird mit einem grafischen User Interface visualisiert, das mit Hilfe des TILCON Real-Time Developer Toolkit entwickelt wurde. Drei dieser Systeme sind mit einem Master Controller vernetzt, der ebenfalls unter QNX läuft. Dieser erhält die Produktionsdaten (EEPROM-Daten, Konfigurationsdateien) über eine TCP/IP-Internetanbindung vom SAP-R3-System des entfernten Entwicklungsstandorts und verteilt diese auf die Station Controller.

Wahlweise können die Station Controller von der lokalen Harddisk oder über Netzwerk vom Master Controller booten. Da das System unter anderem auch an entfernten Standorten (China) eingesetzt wird, wurde neben der Internetanbindung zusätzlich auch ein direkter Fernwartungszugang per Modem realisiert.

Unsere Software-Architektur basiert auf den Multi-Tasking- Fähigkeiten von QNX. Im Architekturdiagramm werden horizontale Layer für die Hardware-, Protokoll-, Control-, Applikations- und Service-Ebene angezeigt. Die einzelnen Tasks wurden parallel entwickelt, können separat getestet werden und sind zum Teil auch in ähnlichen Systemen einsetzbar. Produkttypspezifische Tasks werden dynamisch nachgeladen (Kommunikationsprotokoll, Tester). Unter QNX laufen die Tasks in getrennten Speicherbereichen, so dass ein sehr robustes System entsteht. Unabhängige Entwicklung einzelner Prozesse mit sicherer Funktionalitätsvalidierung erlaubt sicheres Shared Development mit dem Entwicklungsteam unseres Kunden.

Auf die Sensoren und Aktoren der Produktaufnahme wird über eine digitale I/O-Karte zugegriffen. Die I/O-Ports werden virtuell in einem Shared Memory abgebildet, so dass die zugehörigen Module getestet werden können, ohne dass die tatsächliche Hardware benötigt wird. Dadurch wird eine extrem kurze Inbetriebnahmezeit des realen Systems erreicht. Basierend auf den effizienten Taskmechanismen von QNX, wird eine Library verwendet, die komfortable Funktionen für die Inter-Task-Kommunikation bereitstellt.

4DE wurde zu einem sehr frühen Zeitpunkt in das Projekt VIP-CAT einbezogen. Es erwies sich als Vorteil, dass wir das Thema vieler Produktvarianten bereits aus vergleichbaren Projekten kannten. Zu unseren Aufgaben gehörten, in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden, das Softwaredesign, die Modellierung der Konfigurations- und Produktionsdaten, die Implementierung sowie das Testen und Dokumentieren der Applikation. Die Implementierung erfolgte auf der QNX-Entwicklungsumgebung unter Verwendung der Library und der Programmier- und Dokumentationsrichtlinien des Kunden.