Best Practices für die Erstellung, Inbetriebnahme und Wartung von PXI-Systemen

Besonders wichtig bei der Zusammenstellung eines PXI-Systems ist die Auswahl der passenden Komponenten. Ein PXI-System besteht aus drei grundlegenden Komponenten: Chassis, Controller und Module. Bei deren Auswahl müssen nicht nur die Anforderungen der Anwendung in Betracht gezogen werden, sondern auch die Umgebung, in der das System zum Einsatz kommt.

Abbildung 1: Die Auswahlkriterien für Komponenten eines PXI-Systems sollten neben der Leistung bei Mess-, Steuer- und Regelanwendungen auch die Betriebsumgebung, Anforderungen bei erweitertem Betrieb sowie den Strombedarf umfassen.

Betriebsumgebung

Die Umgebung, in der das PXI-System eingesetzt werden soll, wird durch Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterungen, Vibrationen und Höhe charakterisiert. Anwender sollten sich versichern, dass die Komponenten, die sie verwenden möchten, für diese Umgebungsbedingungen geeignet sind. Dabei müssen oftmals vor allem Temperatur, Erschütterungen und Vibrationen bedacht werden.

Bei PXI handelt es sich um eine industrietaugliche Plattform mit erweiterten Spezifikationen bezüglich Temperatur, Erschütterungen und Vibrationen. Wird das PXI-System in einem Umfeld mit einer minimalen Temperatur von weniger als 5 °C und/oder einer maximalen Umgebungstemperatur von über 50 °C betrieben, müssen Chassis und Embedded-Controller mit erweitertem Betriebstemperaturbereich gewählt werden. Diese Chassis und Controller sind mit Bauteilen ausgestattet, die für hohe Zuverlässigkeit bei extrem niedrigen und hohen Temperaturen konzipiert sind.

Unabhängig von der Temperatur der Umgebung, in der das PXI-System eingesetzt wird, können ein paar einfache Maßnahmen die Kühlungsleistung des Chassis verbessern. Zunächst müssen dazu in ungenutzte oder leere Steckplätze Blenden installiert werden, die im Lieferumfang des NI-Chassis enthalten sind. Die Temperaturspezifikationen des Chassis und der Module machen die Blenden in ungenutzten Steckplätzen erforderlich.

Abbildung 2: Um die nötige Kühlung zu gewährleisten, müssen ungenutzte und leere Steckplätze im PXI-Chassis mit Blenden versehen werden.

Eine weitere Methode zur Verbesserung der Kühlung des Chassis ist die Installation von Blindsteckkarten, welche leere Steckplätze blockieren. Ein PXI-System kann bis zur spezifizierten maximalen Betriebstemperatur betrieben werden. Wünscht der Anwender jedoch eine noch bessere Kühlung (z. B. eine niedrigere Temperatur von Chassis und Modulen), sollten die PXI-Steckplätze blockiert werden. Dies optimiert den Luftstrom durch die Module, indem Luftströme durch ungenutzte Chassissteckplätze vermindert werden. Der verbesserte Luftstrom kann die Temperatur der Komponenten im Chassis und in den Modulen reduzieren.

Abbildung 3: Blindsteckkarten können die Kühlung des PXI-Chassis verbessern, indem sie die Luftströme durch leere Steckplätze vermindern.

Darüber hinaus kann bei vielen Chassis von NI die Geschwindigkeit des Ventilators mit einem Schalter auf der Rückseite reguliert werden. Die Einstellung HIGH bewirkt die maximale Kühlleistung. Ein leiserer Betrieb ist mit der Einstellung AUTO möglich. Steht der Schalter auf AUTO, hängt die Geschwindigkeit des Ventilators von der Temperatur der Luft ab, die vom Chassis angesaugt wird.

Abbildung 4: Eine maximale Kühlung der entsprechenden PXI-Chassis wird durch die Einstellung des Schalters für die Ventilatorgeschwindigkeit auf HIGH erreicht.

Wird das PXI-System in einer Umgebung mit Erschütterungen und/oder Vibrationen betrieben, ist eine Standardfestplatte mit beweglichen Bauteilen nicht geeignet, da Erschütterungen und/oder Vibrationen zum Kontakt des Festplattenkopfs mit beweglichen Bauteilen und damit zu deren Beschädigung führen könnte. Da eine Solid-State-, also eine statische Festplatte, keine beweglichen Bauteile enthält, kann sie stärkeren Erschütterungen und Vibrationen standhalten. In einer solchen Umgebung sollte daher die Verwendung einer Solid-State-Festplatte in Betracht gezogen werden. NI stattet Embedded-Controller auf Wunsch mit einer Solid-State-Festplatte aus und sendet sie dem Anwender einsatzbereit zu.

Einsatzzeiten

Wird ein PXI-System in eine Anwendung integriert, die einen Dauerbetrieb erfordert, müssen für diese Bedinungen konzipierte Komponenten verwendet werden.

 Die meisten PXI-Produkte von NI eignen sich für den Dauerbetrieb.  Ein besonderes Augenmerk sollte dabei auf die Auswahl des Controllers gelegt werden.

Standardfestplatten sind für einen Betrieb von acht Stunden am Tag an fünf Tagen in der Woche gedacht. Anwendungen, die länger betrieben werden müssen, erfordern eine Festplatte, der auch längere Betriebszeiten nichts anhaben können. Ferner verlangen diese Applikationen in vielen Fällen einen hohen Arbeitszyklus. Der Arbeitszyklus einer Festplatte entspricht dem Prozentsatz des maximalen kontinuierlichen Durchsatzes. Eine Standardfestplatte wurde für einen Arbeitszyklus von 20 % entwickelt. NI bietet Embedded-Controller für den erweiterten Betrieb, die Festplatten speziell für den Dauerbetrieb enthalten.

Neben der Auswahl der passenden Festplatte ist auch ein geeigneter Arbeitsspeicher (oder RAM) im Controller wichtig, wenn das PXI-System in einer Anwendung mit Dauerbetrieb zum Einsatz kommt. Benötigen die auf dem Controller ablaufenden Programme mehr Speicher als zur Verfügung steht, greift das Betriebssystem auf die Festplatte als virtuellen Speicher zurück. Findet dieser Vorgang kontinuierlich statt, kann sich die Lebensdauer der Festplatte verkürzen. Bei Anwendungen, die über einen längeren Zeitraum hinweg ununterbrochen laufen sollen, muss sichergestellt werden, dass der Controller über genügend Speicher verfügt, um die Softwareanforderungen zu erfüllen.

Ein anderer Aspekt, der bei einem PXI-System bedacht werden sollte, das längere Zeit betrieben werden soll und keine Ausfallzeiten für die Wartung zulässt, ist die Ergänzung des Systems um Redundanz. Die Redundanz kann vollständig sein, so dass zwei identische Systeme vorhanden sind und das Sicherungssystem den Betrieb aufnimmt, falls das Hauptsystem versagt. Jedoch kommt auch die Redundanz auf Ebene der Komponenten in Frage. Wird beispielsweise ein System mit mehreren Ventilatoren gewählt, wie etwa PXI-1042, kann der Betrieb, abhängig von der Umgebungstemperatur, auch dann weitergehen, wenn ein einzelner Ventilator ausfällt.

Auch mit der Festplattenkonfiguration RAID (Redundant Array of Independent Disks) kann ein PXI-System mehr Redundanz erhalten. Im Fall der RAID-1-Konfiguration (gespiegelt) werden alle Daten auf mindestens zwei Festplatten geschrieben. Bei einer RAID-1-Konfiguration mit zwei Festplatten kann das System auch bei Versagen einer Festplatte ohne Ausfallzeit weiter arbeiten, indem es die funktionierende Festplatte nutzt. PXI- und PXI-Express-Controller zur Rackmontage von NI können mit einem RAID-1-Array mit zwei Festplatten konfiguriert werden.

Strombedarf

Bei der Konfiguration eines PXI-Systems ist der gesamte Stromverbrauch ein Schlüsselfaktor, denn er gewährleistet die Systemleistung und garantiert die Zuverlässigkeit der Hardware. Um die Energiebilanz eines PXI-Systems zu bestimmen, muss man sowohl die Kapazität des Netzteils als auch den Strombedarf der Module und des Controllers brücksichtigen. Bei der Auswahl der Komponenten sollte man darauf achten, dass das System möglichst effizient ist und genügend Leistung für den idealen Betriebszustand und kurzfristige Schwankungen bringt.

Die Bestimmung des maximalen Energieverbrauchs eines PXI-Systems erfolgt in drei Schritten. Zuerst muss die Leistungsfähigkeit des Netzteils anhand der Spezifikationen bestimmt werden. Der Anwender muss verstehen, wieviel Strom das verwendete Netzteil zu liefern in der Lage ist. Danach wird festgelegt, welche Controller und Module im System verwendet werden. Jedes Element des Systems beeinflusst den Stromverbrauch. Jede dieser Hardwarekomponenten spielt bei der genauen Berechnung des maximalen Energieverbrauchs eines PXI-Systems eine Rolle. Das Tutorium „Bestimmung des Stromverbrauchs eines PXI-Systems“ liefert eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Berechnung des maximalen Energieverbrauchs eines Systems.

Vorteile des Factory Installation Service

NI erleichtert Anwendern den Aufbau ihres PXI-Systems. Im Rahmen des Factory Installation Service (FIS) wird dem Anwender das betriebsbereite System zugestellt. Auf Grundlage der jeweils gewünschten Spezifikationen versehen Techniker von NI das Chassis mit allen Modulen, und statten den Embedded-Controller mit zusätzlichem Speicher, NI-Anwendungssoftware und eventuell benötigter Treibersoftware aus. Das System wird danach geprüft, um zu verifizieren, dass es tatsächlich den gewünschten Spezifikationen entspricht. Embedded-Controller, die im Rahmen des Montageservice installiert und konfiguriert werden, enthalten eine Einführungssoftware, die im System enthaltene Hard- und Software sowie Versionsnummern aufzeigt und Links zur Online-Dokumentation bietet. Das Recovery Image (Wiederherstellungsabbild) der Festplatte, das in jedem Embedded-Controller von NI integriert ist, wird der genauen Softwarekonfiguration angepasst. Vom Montageservice vorbereitete PXI-Systeme umfassen auch eine zusätzliche, um ein Jahr verlängerte Garantie, die Lieferung des kompletten Systems in einem einzigen Behältnis und einen Ordner mit der kompletten Systemdokumentation.

Nachdem das PXI-System unter den Gesichtspunkten der Betriebsumgebung, der Betriebsdauer und des Stromverbrauchs zusammengestellt wurde, kann es eingesetzt werden. Aufgrund der Vielfalt an Anwendungen, für die sie eine Lösung bieten, werden PXI-Systeme auf verschiedene Weise eingesetzt: in ein Rack montiert, am Prüfplatz oder in einer Embedded-Umgebung. Unabhängig davon, wo das PXI-System zum Einsatz kommt, müssen Umgebungstemperatur, ausreichende Abstände für die Kühlung, Qualität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung sowie Robustheit in Betracht gezogen werden.

Umgebungstemperatur

Als Umgebungstemperatur eines PXI-Systems wird die Lufttemperatur am Einlass für den Chassisventilator bezeichnet. Die Luftzufuhr befindet sich bei NI-Chassis entweder auf der Rück- oder der Unterseite. Eine einfache Messung der Raumtemperatur liefert eine gute Schätzung der Umgebungstemperatur, entspricht aber nicht unbedingt genau der Umgebungstemperatur des PXI-Systems. Beispielsweise kann die Wärmeabgabe von Geräten in der Nähe, z. B. in einem 19-Zoll-Rack, die Umgebungstemperatur erhöhen.

Abbildung 5: Die Umgebungstemperatur eines PXI-Systems ist die Temperatur am Lufteinlass, der sich auf der Rück- oder der Unterseite des Chassis befinden kann.

Liegt die Umgebungstemperatur des PXI-Systems dauerhaft über der maximalen Spezifikation, kann dies letztlich zu Ungenauigkeiten bei Messungen, zur Abschaltung des Systems oder sogar zum dauerhaften Versagen führen. Am häufigsten wird die Umgebungstemperatur bei der Rackmontage zu einem Problem. Wird das PXI-System in einem Rack eingesetzt, sollten ein paar Richtlinien beachtet werden.

• Geräte mit hoher Wärmeabfuhr innerhalb des Racks wenn möglich über dem PXI-System befestigen
• Racks mit offenen Seiten und/oder Rückblenden verwenden
• Ventilatoreinsätze innerhalb des Racks verwenden, auch ganz oben und ganz unten im Rack, um den gesamten Luftstrom zu erhöhen und so eine niedrigere Umgebungstemperatur im Rack zu erreichen
   

Die Umgebungstemperatur innerhalb des Racks mit anderen geeigneten Methoden senken

Abbildung 6: Ventilatoreinsätze innerhalb des Racks erhöhen den gesamten Luftstrom und führen zu einer niedrigeren Umgebungstemperatur (Bild mit freundlicher Genehmigung von Control Resources Incorporated)

Abstände zur Lüftung

Neben einer den Spezifikationen aller Komponenten entsprechenden Umgebungstemperatur des PXI-Systems müssen mit dem Chassis auch ausreichende Abstände für die Lüftung eingehalten werden, damit der erforderliche Luftstrom im Chassis erzielt wird.

Abbildung 7: PXI-Chassis müssen so installiert werden, dass genug Abstand für die Lüftung eingehalten wird.

Das Chassis muss so installiert werden, dass die in den Spezifikationen im Benutzerhandbuch angegebenen Abstände für die Lüftung eingehalten werden. Bei einem PXI-Chassis von NI mit Luftzufuhr auf der Rückseite und Entlüftung oben oder an der Seite müssten auf der Rückseite 76,2 mm Abstand zum Lufteinlass und 44,5 mm Abstand oberhalb oder seitlich des Chassis berücksichtigt werden. Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft zwei NI-Chassis mit 18 Steckplätzen mit den erforderlichen Abständen von je 44,5 mm über dem Chassis.

Abbildung 8: Ein Beispiel zweier Chassis des Typs NI PXI-1045 mit 18 Steckplätzen auf einem Rack montiert, mit den erforderlichen Abständen von 44,5 mm (1 U) für die Lüftung über jedem Chassis

Qualität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung

Der Strom, der das PXI-System versorgt, sollte frei von Spannungsspitzen und Rauschen sein. Dies könnte die Leistung beeinträchtigen, die Betriebsdauer verkürzen und/oder elektronische Geräte beschädigen. Das PXI-Chassis muss mit einer geeigneten Erdung versehen werden, entweder durch das Stromkabel oder die Masseschrauben auf der Rückseite des Chassis. Wenn Spannungsspitzen nicht ausgeschlossen werden können, ist der Einsatz eines Überspannungsschutzes sinnvoll. Um die Qualität einer rauschenden Stromzufuhr zu verbessern, kann ein Stromverteiler nützlich sein. Zusätzlich sollte die Verwendung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ins Auge gefasst werden, wenn das PXI-System Strom aus einer unzuverlässigen Quelle bezieht.

 Wenn keine Spannungsversorgung über das öffentliche Wechselspannungsnetz zur Verfügung steht, können PXI-Chassis mit DC-Option gewählt werden, die von einer Batterie gespeist werden.

Erweiterte Robustheit

Wird das PXI-System in einer Umgebung mit extremen Bedingungen eingesetzt, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Stoß- und Vibrationsbelastungen, welche die Spezifikationen der Systemkomponenten überschreiten, kann das System in vielen Fällen in ein robustes Schutzgehäuse installiert werden. Damit es auch extremen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit standhält, kann das PXI-System in ein versiegeltes Gehäuse montiert werden, das eine Heizung, eine Klimaanlage oder einen Wärmetauscher enthält. Auch für extreme Stoß- und Vibrationsbelastungen steht ein spezielles Gehäuse zur Verfügung.

Abbildung 9: Robuste Gehäuse können für PXI-Systeme genutzt werden, die unter extremen Bedingungen eingesetzt werden. Bei diesem Beispiel handelt es sich um ein System, welches das Aufzeichnen und Abspielen von RF-Signalen von einem Speichermedium ermöglicht.

Ist das PXI-System einmal einsatzbereit, ist es wichtig, es mit Sorgfalt zu betreiben und zu warten. Wenn mehrere Personen mit dem System arbeiten, sollten alle Beteiligten über den sachgemäßen Betrieb und die Wartung unterrichtet werden.

Softwarearchitektur

Der sorgfältige Betrieb des PXI-System beginnt mit der Implementierung einer Softwarearchitektur, die unnötiges Zugreifen auf die Hardware, das zu einer künstlich verkürzten Lebensdauer führen kann, vermeidet. Die Anwendung kann beispielsweise so geplant werden, dass Daten nur auf Festplatte geschrieben und davon gelesen werden, wenn dies absolut notwendig ist. Bei Datenprotokollierungsanwendungen kann es sinnvoll sein, mehrere Datenpunkte in einem Array im Speicher zu puffern und sie erst auf eine Datei auf der Festplatte zu schreiben, wenn der Puffer voll ist, anstatt jeden Datenpunkt sofort nach der Erfassung zu schreiben.

Wiederherstellung und Sicherung mithilfe von Software

Viele Probleme, die zunächst auf Hardwarefehler hindeuten, stehen tatsächlich im Zusammenhang mit der Software. Beispielsweise könnte es passieren, dass nach der Inbetriebnahme eine Software (Anwendung, Treiber etc.) auf dem PXI-System installiert wird, die mit dem Treiber eines der PXI-Module in Konflikt steht. Da dieses Modul bisher einwandfrei funktioniert hat und am System keine Veränderungen vorgenommen wurden, die direkt mit diesem Modul zusammenhängen, könnte der Anwender zu dem Schluss kommen, dass das Modul defekt ist. Ein weiteres Beispiel wäre ein Windows-betriebener PXI-Controller der von einem Softwarevirus befallen ist. Führt dieses Virus zu einem willkürlichen Absturz des Controllers und der Anwender weiß nicht, dass ein Virus vorliegt, könnte er annehmen, dass der Controller nicht funktioniert.

Bevor die Hardware für das Versagen verantwortlich gemacht und zur Reparatur an NI geschickt wird, sollte ein Softwareproblem unbedingt ausgeschlossen werden. Wenn festgestellt wird, dass im PXI-System ein Softwareproblem vorliegt, kann die Verwendung von Wiederherstellungssoftware die Ausfallzeit drastisch reduzieren. Alle auf Windows basierenden Embedded-Controller von NI beinhalten festplattenbasierte Recovery Images und Software zur Wiederherstellung. Der Embedded-Controller hat bei Lieferung eine separate Partition auf der Festplatte, die ein komplettes Wiederherstellungsabbild enthält. Der Embedded-Controller kann jederzeit auf dieses ursprüngliche Abbild zurückgesetzt werden, ohne dass eine CD, eine zweite Festplatte, Netwerkanbindung etc. notwendig sind. Außerdem wird der Wiederherstellungsprozess beim Booten gestartet, noch bevor Windows geladen wird. Deshalb kann das ursprüngliche Abbild sogar dann wiederhergestellt werden, wenn der Embedded-Controller Windows nicht hochfahren kann.

Die Wiederherstellungssoftware, die auf NI-Embedded-Controllern enthalten ist, ermöglicht auch die Erstellung anwenderdefinierter Sicherungskopien, die auf externen oder zusätzlichen Festplatten, wie etwa USB, gespeichert und anstelle des ursprünglichen Abbildes zur Wiederherstellung herangezogen werden können. Nachdem das PXI-System komplett erstellt und geprüft wurde, kann eine anwenderdefinierte Sicherungskopie angelegt werden, die zur Wiederherstellung dienen kann, falls nach der Inbetriebnahme Softwareprobleme auftreten.

Abbildung 10: Wiederherstellungssoftware ermöglicht das Zurücksetzen auf einen bekannten Zustand und die Verkürzung der Ausfallzeit.

Abschalten des System

Arbeitet ein PXI-System mit einem universellen Betriebssystem wie etwa Microsoft Windows, sollte beim Herunterfahren unbedingt die dafür vorgesehene Prozedur beachtet werden. Bei einem PXI-Chassis, z. B. PXI-1045, erscheint nach dem Befehl ans Betriebssystem zum Herunterfahren auf dem Bildschirm die Nachricht „Sie können den Computer jetzt ausschalten“. Ab jetzt kann das System mit dem Stromschalter am Chassis abgeschaltet werden. Ein PXI-Express-Chassis, z. B. PXIe-1062Q schaltet sich nach dem Befehl zum Herunterfahren automatisch selbst ab. Wenn das System nicht ordnungsgemäß heruntergefahren wird, führt das zum vorzeitigen, vermeidbaren Verschleiß der Festplatte.

Säubern der Ventilatorfilter am Chassis

Die Ventilatorfilter des Chassis, die sich am Lufteinlass befinden, müssen mindestens alle sechs Monate gesäubert werden. Je nach Betriebsdauer und Staubvorkommen in der Betriebsumgebung sind die Filter eventuell öfter zu säubern. Im Idealfall werden die Filter gereinigt, sobald die Verschmutzung sichtbar wird. Verschmutzte Ventilatorfilter können die Kühlleistung des Chassis erheblich beeinträchtigen. In der Produktionsstätte von NI in Austin, Texas, wurde eine Verringerung der Temperatur innerhalb bestimmter Chassis für Funktionstests um 8 bis 10 °C beobachtet, nachdem ein Zeitplan für die Reinigung der Filter eingeführt wurde. Hinweise zur Reinigung sind dem Benutzerhandbuch des Chassis zu entnehmen. Ventilatorfilter können, wenn gewünscht, auch ausgetauscht werden. Bestellinformationen dazu liefert ebenfalls das Benutzerhandbuch des Chassis.

Abbildung 11: Die Ventilatorfilter des Chassis, die sich am Lufteinlass befinden, müssen mindestens alle sechs Monate gesäubert werden..

Säubern anderer Systemkomponenten

Das regelmäßige Reinigen des gesamten PXI-Chassis erhöht dessen Zuverlässigkeit, besonders beim Einsatz in einer staubigen Umgebung. Anleitungen zur äußeren und inneren Reinigung von Chassis, Controller und Modulen sind in den entsprechenden Benutzerhandbüchern enthalten.

Überwachung von Maschinenzuständen

Der Zustand eines Systems verändert sich mit der Zeit. Das beste Beispiel dafür ist die ansteigende Umgebungstemperatur eines PXI-Systems. Dieser Anstieg kann von zahlreichen Faktoren verursacht werden, z. B. von der Installation neuer Geräte im selben Rack. In jedem Fall sollte die Umgebungstemperatur des PXI-Systems regelmäßig überwacht werden. Viele der Embedded-Controller von NI haben interne Temperatursensoren, die programmatisch überwacht werden können. Das Beispielprogramm "Measuring the Temperature of Your PXI Embedded Controller“ zeigt, wie diese Methode funktioniert. Da die Umgebungstemperatur des PXI-Systems jedoch am Lufteinlass gemessen wird, dient die Messung der Temperatur des Controllers nur als Bezugswert. Die tatsächliche Umgebungstemperatur kann entweder manuell oder automatisch gemessen werden, indem die Messung in das PXI-System integriert wird.

Ein weiterer Faktor, der sich mit der Zeit ändern kann, ist der Zustand der Festplatte. Deshalb sollte diese regelmäßig mit einer Diagnosesoftware für Festplatten überprüft werden. NI bietet ein Diagnosetool für Festplatten von PXI- und PXI-Express-Embedded-Controllern.

Kalibrierung

Die Genauigkeit der in allen Mess- und Prüfmitteln verwendeten elektronischen Komponenten unterliegt im Laufe der Zeit gewissen Abweichungen. Faktoren wie Einsatzdauer sowie Umgebungsbedingungen tragen zu dieser Abweichung bei. Mit fortschreitender Zeit führen Veränderungen an Komponenten zu immer größeren Ungenauigkeiten bei Messungen. Deshalb müssen die Geräten in einem PXI-System in regelmäßigen Abständen kalibriert werden. Die sorgfältige Wartung und Kalibrierung der Geräte reduziert Messfehler, erhöht die Konsistenz zwischen Messungen und stellt eine Garantie für präzise Messungen dar.

Abbildung 12: Das Kalibrieren von Geräten beseitigt Ungenauigkeiten, die sich mit der Zeit häufen.

Unter externer Kalibrierung versteht man den Vergleich der Geräteleistung mit einer genauen Referenzgröße. Das Ergebnis der externen Kalibrierung kann eine Dokumentation der Abweichung einer Messung vom Standard sein, meist ist jedoch auch die Anpassung der Messfunktion des Geräts enthalten, so dass sich seine Messgenauigkeit innerhalb der vom Hersteller vorgegebenen Grenzen bewegt. Um PXI-Geräte von NI extern kalibrieren zu lassen, können sie entweder an NI bzw. an ein Kalibrier- und Messlabor geschickt werden oder die externe Kalibrierung wird am Einsatzort vorgenommen (wenn möglich).

Neben der externen Kalibrierung verfügen viele PXI-Messgeräte von NI über eine Funktion zur Selbstkalibrierung. Diese Messgeräte enthalten Hardwareressourcen wie etwa genaue Referenzspannungen, so dass das Messgerät schnell kalibriert werden kann, ohne dass es aus dem Chassis entfernt oder an externe Kalibrierungshardware angeschlossen werden muss. Die Selbstkalibrierung ist zwar kein Ersatz für die externe Kalibrierung, doch sie verbessert die Messgenauigkeit während des Zeitraums zwischen zwei externen Kalibrierungen.

Integrierte Optionen zur Fehlerbehebung

PXI-Produkte von NI enthalten eine Reihe von Funktionen, die den Anwender bei der Fehlerbehebung unterstützen. Beispielsweise sind die meisten Module in der Lage, einen automatisierten Selbsttest ihrer Funktionalität durchzuführen. Viele Chassis verfügen außerdem über einen Ein/Aus-Schalter mit integrierter LED, welche den Betriebszustand des Chassis anzeigt. Folgende vier Zustände sind möglich.

1. Leuchtet die LED durchgehend grün (kein Blinken), ist das Chassis eingeschaltet und funktioniert normal.
2. Blinkt die LED grün, ist die Temperatur des Luftzustroms höher als der Betriebsbereich des Chassis es erlaubt.
3. Blinkt die LED rot, liegen die Ausgänge des Netzteils außerhalb der erlaubten Spannungsbereiche.
4. Leuchtet die LED durchgehend rot, funktionieren die Chassisventilatoren nicht einwandfrei.
    

Bei vielen PXI-Systemen wird fälschlicherweise eine fehlerhafte Festplatte diagnostiziert, obwohl der Fehler tatsächlich bei der Software, an korrupten Dateien, einem korrupten Dateisystem oder einem Virus liegt. Viele Hersteller von Festplatten bieten Diagnosewerkzeuge für Festplatten an, mit denen sich herausfinden lässt, ob wirklich ein Versagen der Festplatte vorliegt. Diese Werkzeuge sparen kosten- und zeitaufwändige Fehlerbehebung und sollten genutzt werden, bevor Festplatte, PC oder Controller zur Reparatur eingeschickt werden. NI bietet ein Diagnosetool für Festplatten von PXI- und PXI-Express-Embedded-Controllern. Stellt das Diagnosewerkzeug fest, dass die Festplatte fehlerfrei ist, kann das Problem in den meisten Fällen mithilfe von Wiederherstellungssoftware behoben werden.

Bevorratung von Ersatzteilen

Muss eine Komponente des PXI-Systems zur Reparatur an NI zurückgeschickt werden, kann die Ausfallzeit wesentlich reduziert werden, wenn ein Ersatzteil am Einsatzort des Systems zur Verfügung steht. So kann für jede Systemkomponente (Chassis, Controller, Module etc.) ein Ersatz auf Lager gehalten werden. Wenn mehrere identische PXI-Systeme eingesetzt und Ersatzteile auf Lager gehalten werden sollen, empfiehlt NI, von jeder Komponente ein Ersatzteil pro 25 eingesetzte Systeme bereit zu halten.

Eine andere Möglichkeit wäre, nur Subkomponenten auf Lager zu haben, die eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit besitzen. NI fördert diese Strategie und bietet Austauscheinheiten für Chassis, Netzteile, Lüfter sowie Festplatten für Embedded-Controller. Diese Kits enthalten eine detaillierte Dokumentation, in der beschrieben wird, wie diese Subkomponenten vor Ort ausgetauscht werden.

Abbildung 13: Eine mögliche Strategie ist die Lagerung von Subkomponenten wie etwa Festplatten, bei denen die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls höher ist.

Die Strategie für die Lagerhaltung von Ersatzteilen sollte von der jeweils akzeptablen Ausfallzeit abhängig gemacht werden. Gleichgültig welche Strategie im Einzelfall gewählt wird, NI möchte seine Kunden dabei unterstützen, die Ausfallzeiten ihrer PXI-Systeme zu reduzieren. Die Reparaturzeiten von eingeschickten Produkten werden durch einen Service für beschleunigte Reparatur so gering wie möglich gehalten. Außerdem befinden sich rund um die Welt Lager für Ersatzteile, so dass diese schnellstmöglich zugestellt werden können.

Weitere Informationen zum Erstellen eines Testsystems finden Sie unter Leitfäden für das Erstellen von Prüfsystemen​.