Case History

Simulatore Ethercat

Simulazione di motori ed encoder con protocollo ethercat.
Simulatore ethercat

Eseguire test può rilevarsi oneroso quando le parti del sistema possono creare un pericolo, un costo elevato, spazi elevati o semplicemente l’indisponibilità del materiale.

In questo caso la simulazione permette di eseguire un analisi cinematica e raggiungere un discreto livello di confidenza e una selezione netta, prima di arrivare ad eseguire i test finali sui prodotti finiti.

In questa esperienza, la necessità di condurre una campagna di test per la validazione del sistema finale, arrivando a definirne gli errori e i setup necessari.

Il sistema può inoltre lavorare sia con il sistema simullato da un modello software integrato in una CRIO, ma anche lavorare sul sistema reale .

La richiesta

Realizzare 5 simulatori di motore vettoriale con relativo encoder.
Il simulatore sarà utilizzato per validare un sistema di posizionamento destinato al settore aereospace.

Soluzione

Il simulatore è stato realizzato su tecnologia NI cRIO dove l’algoritmo di simulazione dei motori ed encoder sono sviluppati su fpga.
Il layer RT si incarica della comunicazione con l’host PC, gestendo l’elevato stream di dati grezzi che sono trasformati ed elaborati incrociando i dati di conversione per ottenere velocità, posizione all’albero, posizione cinematismo, coppia, assorbimenti.
Ogni dispositivo simulato comunica via ethercat come gli originali .

Risultati

I sistemi riprogrammabili basati su RT e FPGA, sono ideali per realizzare sistemi simulati.
La simulazione offre possibilità di prototipazione e validazione dei sistemi, con un notevole risparmio ed un elevata flessibilità e scalabilità del simulatore.
I risultati sono accurati e confrontabili con i risultati ottenuti con motore ed encoder reali.

LabVIEW, RT, FPGA, ETHERCAT, NI cRIO, Python
n.d.
Bytelabs LabVIEW Consultant
FM, Technical Manager

La soluzione per il rifacimento delle celle di prova prevede l’utilizzo della tecnologia CompactRIO 9045 di National Instruments, progettata per rispondere alle esigenze di controllo e automazione nei test di laboratorio.

Grazie all’integrazione di FPGA e Real-Time (RT), il sistema consente di raggiungere tempi di acquisizione e salvataggio dei dati nell’ordine dei 10 ms, garantendo prestazioni elevate e un’accuratezza nei risultati.

Utilizzando un archtettura basata su sistema LinuxRT e un controllore dedicato, il sistema operativo e di interfacciamento I/O, è svincolato dagli aggiornamenti di sistema, necessari ai PC Windows in rete, che in questo caso sono limitati ad una funzionalità di Editor dei profili e HMI più genericamente, svincolandosi da problematiche di aggiornamenti driver o parti operative del software.

Le moderne cRIO hanno una capacità di elaborazione, memoria che hanno reso possibile l’esecuzione e il controllo di due postazioni per ogni singolo quadro di controllo.

L’esperienza dei Tecnici Bonfiglioli sulle prove, ha suggerito l’implementazione di meccanismi di allarme, Buffer pre Trigger e diversi livelli di salvataggio.

L’utilizzo di LabVIEW, insieme all’integrazione con una versione dedicata del framework ByteQX permette un servizio di ubiquità e disponibilità dei dati.

E’ stato scelto Python per lo sviluppo di API e servizi OPC-UA per realizzare una dashboard basata su Tag OPC disponibile sul network aziendale.

In sintesi, questa soluzione offre un approccio completo alle esigenze del laboratorio, migliorando l’efficienza e l’affidabilità dei test e allineandosi agli standard qualitativi richiesti nel settore.

Bonfiglioli ha rinnovato il laboratorio prove con un sistema basato su CompactRIO, riducendo i tempi di acquisizione a 5 ms e integrando gestione cloud e allarmi real-time, migliorando efficienza e