沒(méi)人想在開(kāi)車(chē)時(shí)聽(tīng)到自己的座駕發(fā)出爆裂聲、刮擦聲、 卡嗒卡嗒聲或嗡嗡聲。但如何客觀(guān)量化和測量噪聲主觀(guān)感知？蒂森克虜伯普利斯坦（thyssenkrupp Presta）通過(guò)在汽車(chē)下線(xiàn)檢測期間（終檢線(xiàn)）測量結構噪聲的方式來(lái)測試這一點(diǎn)，Joachim Sutterlüty，Karsten Mauersberger，Michael Sauerwein 和 Julius Ellmann 用 ELM 系列高端測量端子模塊和 TwinCAT Scope 代替了之前的外置電子元器件。這個(gè)新方案不僅能夠為蒂森節省大量的工程工作和時(shí)間，還能夠節省很多資金。

 基于 PC 的控制技術(shù)助力實(shí)現“以無(wú)形品質(zhì)鑄就卓越口碑”

  thyssenkrupp Presta （蒂森）在進(jìn)行汽車(chē)下線(xiàn)檢測時(shí)，也會(huì )在試驗臺中對轉向系統使用壽命中的幾個(gè)重要方面進(jìn)行測試。除了測試轉向系統的各種功能之外，還要測試其產(chǎn)生的噪音�！霸肼暵晫W(xué)測試可確保駕駛員駕駛車(chē)輛時(shí)不會(huì )感覺(jué)到任何惱人的噪音�！眛hyssenkrupp Presta 自動(dòng)化主管 Joachim Sutterlüty 解釋道。thyssenkrupp Presta 卓越聲學(xué)中心專(zhuān)家們的主要工作就是將這些噪聲感知轉化為可測量的數值。他們與客戶(hù)一起，從樣機和試品系列的開(kāi)發(fā)階段就開(kāi)始分析和定義噪聲特點(diǎn)，并以客觀(guān)的方式測量主觀(guān)聲學(xué)特性。噪聲分布圖及其允許限值隨后構成在生產(chǎn)中測量結構噪聲的基礎。

 
  通過(guò) EtherCAT 測量端子模塊和基于 PC 的控制技術(shù)，基于 PC 的控制器以與測試順序同步的方式采集和記錄 IEPE 傳感器的高頻信號

  如果轉向系統的噪聲頻譜超出此數值范圍，它就會(huì )從試驗臺返回到返工臺，使用測量出的結構聲頻譜確定是返工還是拆卸部件。Joachim Sutterlüty 說(shuō)道：“通過(guò)我們的傳感器，再加上倍福的測量端子模塊和基于 PC 的控制技術(shù)，我們可以非常精確地評估噪聲，工人可以根據顯示的頻譜準確地縮小噪聲問(wèn)題的范圍�！�
  結構聲是一個(gè)復雜的問(wèn)題
  在開(kāi)發(fā)這種類(lèi)型的噪聲分布圖之前，需要對樣機進(jìn)行大量測試。因此，thyssenkrupp Presta 在用于設計轉向系統聲學(xué)結構的樣機車(chē)間有大量的試驗臺已投入使用。全自動(dòng)裝配車(chē)間內必須遵守這些聲學(xué)設計要求�！坝捎陂_(kāi)發(fā)過(guò)程總是會(huì )存在一些未知變數，修修改改是常有的事，因此我們需要非常高的靈活性�！盝oachim Sutterlüty 說(shuō)道。這也是為什么 Presta 完全自主設計并實(shí)現了所有試驗臺的自動(dòng)化，只購買(mǎi)一些機械部件和電氣元件。對于后者，這家汽車(chē)零部件供應商 20 年來(lái)一直采用的都是倍�？刂平M件。公司目前還采用 EtherCAT 高端測量端子模塊 ELM3604 和 TwinCAT Scope 采集測量數據。
  高端測量端子模塊替代獨立系統
  thyssenkrupp Presta 以前使用的方案基于外置的聲學(xué)測試系統，這就需要為實(shí)際的試驗臺控制系統提供復雜的接口和信號分配器。電氣工程師 Michael Sauerwein 解釋道：“僅這一臺設備就需要一個(gè)單獨的控制柜，并且在調試過(guò)程中也容易反復出現問(wèn)題，比如復雜的 EMC 屏蔽、雙重校驗和接線(xiàn)錯誤�！边�需要額外考慮項目規劃、配置和編程單獨的系統。有了基于 PC 的控制技術(shù)、EtherCAT 和高端測量端子模塊，就不再需要使用這些接口，因此能夠顯著(zhù)減少復雜性并降低成本，同時(shí)提升靈活性，節約時(shí)間�！按致缘卣f(shuō)，每個(gè)測試模塊可以節省約 5% 的投資成本�！盝oachim Sutterlüty 說(shuō)道。

 
  向器生產(chǎn)設計和自動(dòng)化試驗臺：聲學(xué)專(zhuān)家 Julius Ellmann、電氣工程師 Michael Sauerwein 和軟件專(zhuān)家 Karsten Mauersberger。在兩者之間（左二）：瑞士倍福分公司銷(xiāo)售工程師 Maurus Kaelin

  解決軟件接口的瓶頸問(wèn)題
  轉換的成功在很大程度上要歸功于基于 PC 的控制技術(shù)的靈活性和開(kāi)放性。TwinCAT 被成功集成到第三方評估軟件中就很好地證實(shí)了這一點(diǎn)。Joachim Sutterlüty 不愿意也不可能放棄之前制造商提供的評估軟件，因為各個(gè)部門(mén)都在使用該軟件�！暗�倍福的 TwinCAT Scope API 是一個(gè)性能強大的數據讀出接口�！北陡ｄN(xiāo)售工程師 Maurus Kaelin 說(shuō)道。然而，評估軟件的接口變成了瓶頸�！拔覀儽仨殐�(yōu)化軟件接口，才能夠快速接收和分析數據包�！痹囼炁_軟件開(kāi)發(fā)負責人 Karsten Mauersberger 回憶道。
  TwinCAT 產(chǎn)品經(jīng)理 Pascal Dresselhaus 帶著(zhù)他的 Scope 開(kāi)發(fā)團隊，與 thyssenkrupp Presta 和評估軟件供應商合作，最大限度地提高了應用性能�！癑oachim Sutterlüty 以及他的團隊提出他們需要強大、先進(jìn)的數據采集接口�！盤(pán)ascal Dresselhaus 回憶道。很多 TwinCAT 用戶(hù)只知道 TwinCAT Scope 集成在 Microsoft Visual Studio 中，用于分析測量數據和調試設備。但除了位于 TwinCAT 開(kāi)發(fā)環(huán)境中的前端之外，還有一個(gè)用于 TwinCAT Scope（TE1300）的應用程序編程接口（API）。尤其是在 .NET 環(huán)境下，它可以用來(lái)將 Scope View 的圖表作為控件集成到用戶(hù)自己的可視化系統中。這樣即可完成所有圖表繪制工作，包括帶 Scope Server 的后端。很多 Scope 功能可以根據需求定制化地使用，因此在某些情況下，用戶(hù)甚至可能無(wú)法發(fā)現倍福的 TwinCAT Scope 發(fā)揮了作用。
  但在這個(gè)案例中，API 并沒(méi)有常規用于可視化顯示，而是用于轉發(fā) ELM3604 端子模塊中記錄的測量數據。使用帶復雜數據緩沖區的樣本代碼，可以確保順利集成第三方軟件�！霸诠δ芊矫�，可以直接基于 Scope API 的當前狀態(tài)實(shí)現該應用。我們支持編寫(xiě)一種用于使用高分辨率數據的最佳實(shí)踐�！盩winCAT Scope 與 Analytics 產(chǎn)品經(jīng)理說(shuō)道。
  軟件解決方案的開(kāi)放性對于 thyssenkrupp Presta 來(lái)說(shuō)是一項重要標準。這對于整合評估軟件以及多種輸出格式極為有利。同時(shí)，thyssenkrupp Presta 還保留了使用 TwinCAT 中的分析功能選項的能力�！八�有功能選項都可以使用，尤其是與 TwinCAT Analytics 有關(guān)的功能選項�！盤(pán)ascal Dresselhaus 強調道：“我們擁有具有超過(guò) 100 種算法的 Engineering 產(chǎn)品可用于數據分析。從試驗臺的周期時(shí)間到噪聲的頻率分析，只要有 Scope 格式 svdx 的數據，TwinCAT Analytics 就可以用來(lái)在數據中尋找到合適的樣本�！边@位產(chǎn)品經(jīng)理在強調可為 thyssenkrupp 帶來(lái)的額外可能性時(shí)說(shuō)道。
  全球推廣進(jìn)行時(shí)
  約在兩年前開(kāi)始的初始方案現在已經(jīng)經(jīng)過(guò)了實(shí)踐驗證：第一批系統除了在埃申公司總部的試驗臺上使用之外，也已經(jīng)在匈牙利的生產(chǎn)車(chē)間投入正常使用�！案�多的系統目前正在前往中國和墨西哥的途中，或者已經(jīng)搭建完成�！弊詣�(dòng)化專(zhuān)家說(shuō)道。EtherCAT 高端測量端子模塊方案不僅具有測量精度高和測試速度快的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)施和調試也非常簡(jiǎn)單，因此成為所有其它聲學(xué)測量模塊的基礎。未來(lái)，thyssenkrupp 生產(chǎn)中使用的所有新的聲學(xué)測試系統都將配備此款模塊。這是因為基于 PC 的控制技術(shù)具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢，Joachim Sutterlüty 解釋道：“我們可以用它完全替代掉所有昂貴的第三方測量硬件�！�