用户故事

manroland开发高精度商用印刷机控制器

挑战

实现一种新的设计过程,以支持最先进的商业印刷机的精密控制器的开发万博1manbetx

解决方案

使用基于模型设计的MathWs manbetx 845orks产品来设计和建模控制器,运行实时仿真,并部署生产系统

结果

  • 开发时间减少了50%以上
  • 设计迭代在几分钟内完成,而不是几周
  • 为manroland客户简化错误分析

MathWorks工具使我们可以轻松地测试想法,引入新的算法,比较不同的控制器,而不必考虑实现细节。我们可以快速改变控制器的结构,并立即看到结果。执行快速迭代的能力使我们能够优化质量和功能,同时大大减少开发周期时间。”

托马斯•deb manroland

作为全球第二大印刷系统制造商和卷筒纸胶印机的市场领导者,曼罗兰集团160多年来一直在推动印刷技术的创新。为了满足客户对进一步提高印刷质量的要求,包括提高图像清晰度和图像在页面上更精确的定位,manroland需要一种新的设计方法——一种能够让他们尝试多种想法并将测试与设计结合起来的方法。今天,他们使用基于模型设计的MathWorks工具开发高精度控制器。

manroland首席软件工程师Thomas Debes指出:“我们已经达到了现有设计流程和软件的极限。”“我们需要一个解决方案,使我们能够达到新的质量水平。有了MathWorks软件,我们可以非常快速地测试新的想法和控制算法,然后将这些算法引入我们的生产系统。”

挑战

在最近的一个项目中,曼罗兰的工程师试图提高该公司一款商用打印机的切割寄存器的准确性。在切割成单独的页之前,切割定位器将印刷材料放置在滚轮叶片下。对于高质量的印刷杂志,切割必须精确到0.3毫米以内。因为印刷材料在印刷机中以每秒15米的速度移动,控制算法只有10毫秒来定位切割寄存器。“为了达到所需的速度和准确性,我们需要完全重写现有的控制软件,”德比斯说。

Manroland工程师需要一个开发环境,使他们能够测试新的控制算法,模拟和比较设计,并快速构建一个实时控制器进行最终测试和部署。

解决方案

manroland使用基于模型设计的MathWorks工具,为其最先进的印刷机上的切割寄存器设计、测试和实现一个可生产控制系统。

在仿真软件万博1manbetx®在美国,该项目团队建立了一个压力机的工厂模型,其中包括从一台正在运行的压力机收集的性能数据。然后,他们开发了一个基于比例积分导数(PID万博1manbetx)控制器的控制系统的Simulink模型,并对几种控制策略进行了开环测试,以确定最优方法。该模型结合了DSP系统工具箱中的计数器和滤波器块.Stateflow®和仿真软万博1manbetx件编码器实现了有限状态机来控制系统的运行状态。

在将工厂模型与控制器模型连接之后,工程师们在Simulink中运行闭环仿真来验证控制器。万博1manbetx当他们确信控制器满足非实时仿真的功能要求时,manroland工程师使用Simulink Coder从工厂和控制器模型生成C代码。万博1manbetx

使用Simu万博1manbetxlink Real-Time™,他们运行实时模拟,在一台标准PC上执行植物模型代码,在另一台PC上执行控制器模型代码。两个系统通过用户数据报协议(UDP)和现场总线进行通信。

在控制器模型中,工程师使用Simulink实现一个TCP/IP接口,使他们能够从第三台计万博1manbetx算机远程配置设定值,例如机器速度。

他们使用Simulink植物万博1manbetx模型来模拟异常的压力行为,这通常很难在真实的硬件上重建。Debes表示:“我们能够在许多错误条件下测试控制器,否则我们将无法进行测试。”

工程师通过微调控制器模型来优化性能,然后使用Simulink Coder和Simulink Real-Time重新生成和部署控制器。万博1manbetx

然后,他们断开Simulink实时PC与工厂模型的连接万博1manbetx,并使用相同的现场总线和网络接口将其重新连接到曼罗兰客户站点的生产印刷机上。由于模拟非常精确,控制器在生产环境中立即按照设计工作,并始终满足客户的错误率、准确性和响应时间的规格。

结果

  • 开发时间减少了50%以上.Debes解释说:“使用MathWorks工具进行基于模型的设计花了我们大约10个月的时间来开发控制器,为我们节省了至少一年的开发时间。”“主要的好处是上市时间要短得多,这使红薯具有竞争优势。”

  • 设计迭代在几分钟内完成,而不是几周.“即使是一个非常复杂的模型,我们也在大约10分钟内完成了设计和调试迭代,”Debes说。“当我们改变Simulink中的控制器结构时,我们只是使用Simulink Coder重新万博1manbetx生成代码。使用我们的标准方法,执行类似的更改可能需要一周或更长时间。”

  • 为manroland客户简化错误分析.Debes指出:“通过MathWorks工具,我们可以从生产压力机收集数据,并在内部模拟错误情况。”“这大大减少了我们客户解决问题的时间,以及我们自己的支持和差旅费用,因为我们的印刷机销往世界各地。万博1manbetx此外,我们不受客户生产时间的限制,在排除故障时也不消耗客户的生产资源。”