“基于模型的设计极大地加快了开发进程，使我们能够在很少的额外工作的情况下提供额外的功能，并给我们交付的软件带来了高度的信心。如果没有建模和仿真，我们可能仍在努力让系统启动和运行。”
文森特•Theunynck Vintecc
比利时咨询公司Vintecc的一个重要客户最近重新设计并建造了一台具有高度定制结构的收获机器。一台780马力的发动机驱动三个独立的后轴和前轴上的两个独立车轮，该收割机能在一次装载中收集和牵引100吨的农产品。
Vintecc使用Simulink设计并实现了整个收割机的控制系统，包括动力总成、收集器和所有其他机械和液压元件金宝app®和基于模型的设计。
Vintecc创始人兼首席工程师文森特•泰恩尼克(Vincent Theunynck)表示:“对于任何大型机器来说，安全性和可靠性都是至关重要的。”“通过在Simulink中建模和仿真控制软件、动力总成和其他核心部件，我们可以看到它是如何工作的。金宝app在实际机器上测试之前，我们验证了该软件的性能——首先在模型在环仿真中，然后在硬件在环仿真中。”
以前的收割机更小，更容易控制，只需要简单的电子控制，不需要软件。新的收割机，具有更多的功能和更大的容量，需要一个更复杂的控制系统。unynck需要精确建模收割机的动力系统和液压元件，以便在硬件可用之前实现基于仿真的控制器调试和验证。
尽管Theunynck有在C语言中开发控制器的经验，但他之前很少有使用结构化文本(ST)的经验。为了确保整个系统按照预期运行，Theunynck希望避免在实际机器上手工编写plc和调试控制代码。相反，他想通过仿真调试和验证他的设计，然后自动生成IEC 61131-3 ST源代码的PLC系统。
Vintecc利用MATLAB对整个收割机控制系统进行建模、仿真和实现®、S金宝appimulink和Simscape™。
unynck将整个控制系统设计分为三个主要应用程序，每个应用程序在单独的PLC上实现，并通过CAN网络相互通信。
Vintecc为每个包含statflow的控制器创建了一个模型®图来管理执行模式和Simulink元素，如PID控制器块来控制收割机的液压金宝app和机械系统。
利用Simscape, Vintecc开发了包括轮胎和车身元素的工厂模型;液压泵、马达和油缸;动力系统部件;和机械联系。
为了验证他的控制设计的牵引控制、自动轴校中、巡航控制、自动倒车和其他功能，Theunynck在Simulink中运行了控制器和工厂模型的模型-在环模型(MIL)仿真。金宝app
后生成CODESYS®从控制器模型与Simulink PLC Coder™兼容ST，他在CODESYS环境中编译金宝app了应用程序，并部署了他的控制设计到三个PLC从IFM EcoMat移动产品家族。
使用车辆网络工具箱™，unynck在工厂模型上实现了一个CAN接口，使模型能够通过CAN总线发送和接收消息。他进行了硬件在环(HIL)仿真，其中PLC控制器通过CAN消息与Simulink工厂模型通信，他使用Simulink Desktop real - time™实时运行。金宝app
在整个开发过程中，Theunynck使用MATLAB对仿真结果进行后处理和可视化。
通过仿真验证了90%的软件，剩下的唯一步骤是在实际硬件上测试PLC控制系统，以确保在完成的系统交付给客户之前正确的参数调整。
90%的设计在硬件可用之前经过验证．“这些机器可以在很短的时间内部署，所以它们必须非常可靠，”Theunynck说。“我们严格的验证和验证过程将潜在错误的数量减少到绝对的最低限度，确保机器将保持全面运行，没有停机或中断客户的业务。”
开发进度缩短了几个月．“基于模型的设计缩短了两到三个月的开发时间，因为它使我们能够自动生成产品软件，并通过模拟验证功能行为，”Theunynck说。“因此，我们能够开发更多的自动功能，比我们最初的预期，给客户的软件投资更大的回报。”
新特性在几天内实现．Theunynck说:“在项目中，客户要求两个新功能:巡航控制和自动倒车。”如果采用传统的手工编码方法，这些改变至少需要10天才能实现。在基于模型的设计中，我只用了两天就实现并测试了这两个功能。”
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