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ABB加快了基于模型的设计的大规模网格连接逆变器产品的交付s manbetx 845

挑战

加速设计和交付大型电网连接功率逆变器产品s manbetx 845

解决方案

使用基于模型的设计来模拟,模拟和生成模块化,可伸缩电力电子构建块的控制软件

结果

  • 原型在两周内交付,而不是三个月
  • 生成无缺陷,优化的代码
  • 减轻测试设备的潜在损坏

“万博1manbetxSimulink和Embedded Coder使我们能够向新市场打开门。随着广泛的模拟和有效的代码生成的生产率提高,我们对我们生产更大客户在他们想要的时间框架中要求的系统的能力有信心。“

罗伯特特博士,ABB

电力电子构建块(PEBBS)内阁。


它通常需要数月的时间来构建网格连接的逆变器产品,如多兆瓦不间断电源,变频器和用于储能的电源调节系统。s manbetx 845为了加速这一过程,新西兰ABB的工程师已经开发了电力电子构建块(PEBB)。这些小型智能逆变器可以并联连接并结合系统级控制应用,以便快速产生可扩展的网格连接的逆变器产品。s manbetx 845

ABB工程师使用基于模型的设计与MATLAB的设计开发了PEBB的控制系统®和模拟万博1manbetx®

“采用基于模型的设计,我们的开发人员的生产力很容易增加十倍,”新西兰ABB的高级研发工程师罗伯特特纳博士说。“仿真和代码生成使我们能够快速转动变化并消除编码中的人为错误。我们的算法通常第一次工作,因此我们不再浪费我们开发周期调试代码的大部分部分。“

挑战

使用多达32个连接PEBB的单个系统,控制器必须精确地管理电源平衡和共享。检测到故障时,控制算法必须立即采取措施避免级联故障并通过其余块保持电源。

测试和调试实际硬件上的这些控制算法可能既昂贵又危险。单一的PEBB成本花费数千美元,能够提供250千瓦 - 超过足够的电源,以造成严重损坏,如果没有安全管理。ABB工程师需要一种方法来通过硬件测试前通过建模和仿真验证其控制算法。

过去,ABB软件工程师根据控制工程师写入的规格手动编码控制算法。此过程中的步骤 - 编写规范,手动编码算法,以及调试手写代码 - 既繁琐又出错。ABB希望通过直接从系统模型生成生产代码来自动化和加速开发。

解决方案

ABB工程师使用基于模型的设计来模拟,模拟和生成PEBB嵌入式控制软件的代码以及用于特定客户应用的系统级控制软件。

在Simulink和S万博1manbetxtateFlow工作®,该团队建模了PEBB控制算法和状态机,它定义了重置,启动,运行和故障状态以及它们之间的转换。

它们在Simulink中创建了测试线束,它们用于验证其模型。万博1manbetx它们通过使用PEBB中的电感器,电容器和其他电力电子组件的植物模型在Simulink中运行闭环模拟来进行进一步的验证。万博1manbetx

使用嵌入式编码器®,团队为PEBB的ARM处理器生成了优化的C代码。

在成功的硬件测试之后,ABB工程师创建了PEBB Simulink块,并将其包含在具有与其硬件对应物相同的功能组件库中。万博1manbetx

要为ABB客户开发新的逆变器产品,工程师创建了一个包含PEBB构建块的Simulink模型。万博1manbetx它们添加了在equenfflow中创建的两个状态机,一个管理PEBB的一个,并为客户应用程序实现控制逻辑。

该团队通过在各种网格和负载条件下运行多个PEBB的模拟来验证应用程序级设计。然后,在运行最终硬件测试之前,它们从模型中生成C代码。

ABB工程师将它们的Simulink模型视为源代码,万博1manbetx如源代码,在版本控制和修订控制系统中维护它们,并使用Simulink Report Generator™进行模型差异和合并。他们还使用Simulink 万博1manbetxReport Generator来导出其模型的Web视图,供客户和服务人员参考。

ABB工程师扩展了他们使用基于模型的设计超越控制系统,现在使用MATLAB和Simulink来模拟和模拟自定义通信协议和热效果。万博1manbetx

结果

  • 原型在两周内交付,而不是三个月。“过去,它采取了专家工程师至少三个月来为潜在客户建立一个示范系统,”特纳博士说。“通过Sim万博1manbetxulink和嵌入式编码器,我们可以在大约两周内快速且可靠地创建这样的系统。”
  • 生成缺陷,优化的代码。“多年来,我们已经开发了一种亲密的理解,如何编写实时系统代码,”特纳博士说。“嵌入式编码器生成与我们可以编写的优化代码,我们从未在生成的代码中遇到过缺陷的问题。”
  • 减轻了测试设备的潜在损坏。“单一的单位成本成千上万美元,能够提供250千瓦 - 超过足够的电力,如果没有安全地管理,则会引起严重的损坏,”特纳博士说。“在在硬件上测试它们之前,我们通过在Simulink中的模拟验证我们的控制算法来减轻风险。”万博1manbetx