美卓为节能开发控制器数字造纸设备液压系统使用基于模型的设计
“使用基于模型的设计与MATLAB仿真软件,我们同时实现多个目标。万博1manbetx我们开发了一个复杂的数字液压控制器更可靠,准确,高效的比以前的系统,我们加快发展,这给我们提供了一个竞争优势。”
Kari Leminen,美卓
在工业造纸设备,压延机辊必须精确控制来实现正确的平滑度和光泽度。通常情况下,辊位置必须保持在0.1毫米的宽容,和压力,防止接触线rolls-must是在0.2条的设置值。
使用基于模型的设计,美卓开发数字液压系统能够满足这些需求,少消耗98%的能量,需要更少的空间,更可靠的比比例液压系统传统上用于夹控制。
“基于模型设计与MATLAB仿真软件帮助我们降低成本,提高质量,因为它使万博1manbetx我们能够通过仿真测试和调优一个复杂的控制器设计,快速实现一个原型系统,实时生成代码,生产工业控制器,”Kari Leminen说,总经理在美卓自动化技术。
挑战
美卓想简化开发、测试和生产控制的第一个数字为先进的造纸机械液压系统。
而数字液压系统需要更少的能源和建筑面积比例液压系统,它们需要更复杂的控制。一个数字液压缸操作可以有30到40阀门,和一个机器20或更多的圆柱体,创造显著的控制要求。
“比例液压系统,很容易建立一个PID控制器根据需要调整阀位,“说城镇Hopponen,技术工程师在美卓自动化。“数字液压系统在控制器,需要更加复杂的数学和编程错误是很常见的,当你正在开发这样一个复杂的系统。”
美卓需要一种有效的方式来生成一个实时的原型系统,客户试点实施和生产版本的数字液压控制器。
解决方案
美卓的工程师利用基于模型的设计开发了一个控制器的数字液压系统正是遵循预先定义的目标位置,滚辊速度,和夹压力。
最初的控制设计是在坦佩雷理工大学合作开发的智能液压和自动化。
大学的研究人员模拟控制系统和数字阀的仿真软件万博1manbetx®。他们模拟了压延机框架和其他方面的Simscape多体™的工厂,并在仿真软件进行了闭环仿真验证设计的可行性。万博1manbetx
美卓工程师增强研究者的初始模型,并使其为商业使用和添加容错、诊断和状态报告功能。在仿真软件验证增强设计之后,美卓工程师使用仿真软件编码器™从他们的模型中,生成万博1manbetxC代码部署到dSPACE®模拟器®硬件进行实时检测。
在MATLAB环境下的测试结果进行了分析®和用于指导设计改进。
生产第一个客户试验版本,美卓从dSPACE转向模型实时™。万博1manbetx在这个过程中,核心仿真软件模型持平;万博1manbetx只有输入和输出模块与实际硬件更新以适应实时沟通。
成功的试点项目后,美卓工程师再次切换目标,这次Beckhoff®可编程序逻辑控制器(PLC)使用C代码。相同的核心控制器模块重用,小的I / O模块所做的更改。美卓的工程师正在为其他几个数字液压项目使用基于模型的设计。
结果
个月的设计节省时间。“通过模拟液压系统和控制模型与仿真软件而不是硬件,我们可以探索故障条件下,阀配置,和其他设计选项的速度快得多,”Hop万博1manbetxponen说。“我们缩短开发进一步通过重用模型来生成代码测试原型和生产制度。”
周的客户启动时间消除。“过去花了几周调优参数直接在系统在客户现场,“Leminen说。“基于模型的设计我们调优参数在实时模型和原型,所以当我们到达网站我们可以几乎立即开始运行系统。”
系统的可靠性增加。“模拟仿真软件和实时测试与仿真软万博1manbetx件实时帮助我们交付异常可靠的控制系统,“Leminen说。“我们的控制器已被证明更可靠的比传统的系统,在生产中,没有造成停机时间,这很重要,因为中断可以花费€5000每小时或更多。”
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