NI 安全保障，FedEx 使命必达

Author(s):
Jeremy Snow - Ventura Aerospace
Troy Ingram - Ventura Aerospace

Industry:
Aerospace/Avionics

Products:
Touch Panel Module, TPC-2106T, Real-Time Module, LabVIEW, FPGA Module, Single-Board RIO, CompactRIO

The Challenge:
针对联邦快递 (FedEx) 货机主舱中的灭火系统,进行原型制作并布署高效益的稳定控制

The Solution:
使用 NI LabVIEW 软体与 NI 单卡式 RIO 硬体,为联邦快递公司开发智慧型火灾监控与

Gallery

NI RIO 用于FedEx 货机中的灭火系统

总部位于美国的FedEx（联邦快递）公司与UPS、DHL 和TNT 并列为全球四大快递公司。FedEx 致力于提供快捷可靠的速递服务，率先提出“准时送达”理念，堪称世界运输业的领头羊。为了降低在货物运输过程中失火造成的损失，FedEx 使用NI LabVIEW 和NI RIO 建立了货机主舱中的灭火系统，用于自动监控机舱温度并在火灾发生时，立刻控制消防系统进行灭火。

作为全球最具规模的快递公司之一，FedEx（联邦快递）自1973 年成立以来就致力于为客户提供快速、可靠、及时的快递运输服务。经过30 多年的发展，FedEx 已覆盖全球220 多个国家，50000 多个投递点，拥有700多架货机和4 万多辆货车，每个工作日运送的包裹超过320 万个，堪称全球运输业的领头羊。

准时送达的前提—保障货物安全

FedEx 是最早承诺“准时送达”的快递公司，为了赢得客户的信任，FedEx 利用全球庞大的网络，将货物安全、准时地送达目的地。然而，由于货物在运输过程中不可避免地遇到撞击、受热等问题而引起火灾，据统计，若在空中起火，没有灭火装置的机舱将在60 秒内完全烧毁。因此，保证货物的安全性是准时送达的重要前提。针对以上问题，FedEx 委托Ventura Aerospace 公司为其设计一套快速、有效的灭火系统，安装在FedEx所有货机的机舱内，以保证飞行员、货物和飞机的安全。

“我们选用NI RIO 作为主要控制系统”

Ventura Aerospace 选用NI RIO 硬件作为该灭火设备中的主要控制系统，该系统主要包括两组NI RIO 装置：火灾控制中心和火灾控制终端。火灾控制中心为系统的核心，它包含一组NI RIO、一组电源供应器、一组信号处理子卡和一组以太网切换器。控制中心负责完成安全连锁检查、电力分配及通讯等功能；火灾控制终端则包含一组NI RIO 和Ventura Aerospace 自行研发的子卡，它通过16 组红外线传感器读取机舱温度、处理资料，并记录相关结果。

在每架货机中，均需要一组控制中心和若干组控制终端。例如，MD-11 型货机内共有14 排货柜，每排货柜均需要配置其专属的控制终端，所以该货机中共需要1组控制中心与14 组控制终端。控制终端与控制中心的功能根据货机机型的不同而有所差异。“通过LabVIEW，我们为控制终端与控制中心添加了人工智能，使其能够通过安装而自动辨识货机机型，保证了所有货机间装置的可互换性与相容性。”

一旦安装，控制系统就可以完全自动地运行。各终端持续监控各自范围内的机舱状态，一旦侦测到火灾发生，则立刻控制灭火系统对货柜喷射泡沫。此外，该系统还具有容错功能—不论是发生火灾或系统错误，均将继续高效地执行。在每次飞行结束之后，系统将会针对错误发生的位置发送通知信息。利用NI RIO硬件中稳定的实时处理器、FPGA 与I/O，搭配LabVIEW 的灵活性，完成了上述的多项功能。

NI RIO 用于FedEx 货机中的灭火系统

Single-Board RIO 更低成本的大规模发布

基于嵌入式CompactRIO 系统的灵活性，搭配NI C 系列模拟/ 数字模块，并使用LabVIEW图形化设计工具，可以快速地开发高效的灭火系统原型。“虽然我们是第一次采用CompactRIO 与LabVIEW FPGA 模块，但由于LabVIEW FPGA 的简单易用性，前后仅3 个月即完成了可使用系统的原型构建。”

在系统完成之后，FedEx需要在每一架货机中均配备一套灭火系统，所以需要大规模的发布。Ventura Aerospace决定采用更适合OEM 应用的NI Single-Board RIO 来进行部署。SingleBoardRIO带有实时处理器、可重设FPGA与模拟和数字I/O。Ventura Aerospace 的工程师能够将他们自己的控制算法，网路连接和数据记录等功能在实时处理器中运行。同时可以通过板上的模拟输入端口通过定制的信号处理与红外线传感器相连，以实现温度的监测。由于CompactRIO 与Single-Board RIO 具有相同的硬件架构，因此可以完美地实现原型到布署的转换。开发人员无须大量修改，就可以重用LabVIEW 中的原型代码，因此可轻松建立最终的解决方案。“利用NI 提供的硬件与软件，能快速实现嵌入式系统的原型与布署，这使我们受益良多。可以说：若没有NI 的开发工具，我们就不可能在期限之前完成所有任务。”

被烧毁的货机