Vintecc开发出PLC系统的多轴收获机使用基于模型的设计

挑战

开发基于PLC的控制系统用于四桥,100吨容量收获机

使用基于模型的设计开发控制器和机器模型,验证与MIL及HIL仿真设计,并为PLC部署生产结构化文本

结果

  • 90%的设计验证硬件可用之前
  • 开发进度按月缩短
  • 新功能天内执行

“基于模型的设计加快发展的巨大,使人们有可能提供很少的额外工作的附加功能,以及给我们的,我们提供的软件的高度信任。没有建模与仿真,我们可能仍挣扎着爬了系统启动和运行。”

文森特Theunynck,Vintecc
收割机结合Vintecc控制系统。

比利时咨询公司Vintecc的主要客户最近重新设计并建成了收获机具有高度定制的架构。用780hp发动机在前轴驱动三个独立的后轴和两个独立的车轮,该收割机能够收集并在单个负载牵引百吨农产品的。

Vintecc设计和实现了控制系统,用于整个收割机,包括动力系,集电极和所有其它机械和液压部件,利用Simulink金宝app®和基于模型的设计。

“对于任何庞大的机器,安全性和可靠性是至关重要的,”文森特Theunynck的创始人及首席工程师Vintecc说。“通过建模和仿真控制软件,以及在Simulink动力总成等核心零部件,我们可以看到这一切是如何工作的。金宝app我们验证了软件如预期先在模型在环仿真,然后在硬件在中环的实际机器上测试模拟,之前执行“。

挑战

收割机的一个版本是小,更容易控制,只需要简单的电子控制和无软件。新的收割机,用了更多的功能和更大的容量,需要显著更复杂的控制系统。Theunynck需要准确地建模收割机的动力传动系和液压部件,以使基于模拟调试和验证控制器的硬件是可利用的前。

虽然Theunynck在C的经验开发的控制器,他与结构化文本(ST)的小经验。为了帮助确保整个系统将像预期的那样,Theunynck希望避免手工编码的PLC和调试实际的机器上的控制代码。相反,他想调试,并通过模拟验证他的设计,然后自动生成的PLC系统IEC 61131-3 ST源代码。

Vintecc建模,仿真,实现并采用基于模型的设计与MATLAB的联合收割机控制系统®,S金宝appimulink和的Simscape™。

Theunynck分区整个控制系统的设计分为三个主要的应用程序,在一个单独的PLC各实施和彼此通过CAN网络进行通信。

Vintecc创建为每个控制器,其中包括状态流模型®图表来管理执行模式和Simulink元素如PID控制器块,以控制收割机的液金宝app压和机械系统。

使用的Simscape,Vintecc开发了包括轮胎和车身元素工厂模型;液压泵,马达,和缸;动力传动系部件;和机械连接。

为了验证该牵引控制,自动轴对准,巡航控制,自动反向,并在他的控制设计的其它功能,Theunynck然模型在环(MIL)在Simulink控制器和工厂模型的模拟。金宝app

生成后CODESYS®从使用Simulink PLC编码器的控制器型号兼容ST™,他编在CODESYS环境中的应金宝app用,并部署了控制设计从IFM铺设生态垫Mobile产品三口之家的PLC。

使用车载网络工具箱™,Theunynck实现对植物车型CAN接口,可实现模型来发送和通过CAN总线接收消息。他进行了硬件在环(HIL),其中通过与Simulink的工厂模型CAN报文,这是他在使用Simulink桌面实时™实时运行传达的PLC控制器的模拟。金宝app

整个开发过程中,Theunynck使用MATLAB进行后处理和可视化仿真结果。

经核实和确认90%,经由模拟软件的,唯一剩下的步骤是测试实际硬件PLC控制系统,以确保正确的参数调整前完成系统交付给客户。

结果

  • 90%的设计验证硬件可用之前。“这些机器部署在一个很短的时间内,所以他们必须非常可靠,” Theunynck说。“我们严格的检验和认证过程减少了潜在错误的数量降到最低,确保机器将继续全面运作,没有客户的业务的停机或中断。”

  • 开发进度按月缩短。“基于模型的设计由两到三个月缩短了开发,因为它使我们能够自动生成制作软件,并通过仿真验证功能的行为,” Theunynck说。“因此,我们能够开发出更多的自动功能,比我们最初曾打算,让客户对他的软件更大的投资回报。”

  • 新功能天内执行。“好到项目中,客户要求提供了两个新功能:巡航控制系统和自动反转,” Theunynck说。“随着传统的手工编码方式,所做的更改将采取至少10天来实现。随着基于模型的设计,我实现和测试在短短两天这两个功能。”