Acelere e padronize seu processo de desenvolvimento com o Projeto Gráfico de Sistemas

Transcrição

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2 Acelere e padronize seu processo de desenvolvimento com o Projeto Gráfico de Sistemas Leandro Fonseca Gerente Regional de Vendas (Brasil) Alisson Kokot Engenheiro de Vendas (Vale do Paraíba)

3 Agenda Diagrama em V para desenvolvimento de produto Soluções National Instruments para: Model in the Loop (MIL) Software in the Loop (SIL) Hardware in the Loop (HIL) crio para controle Embarcado PXI PCI com extensões para Instrumentação 3

4 Atual Passado 4

5 Automotivo Máquinas Industriais Geração de Energia Aeroespacial Eletrodomésticos Dispositivos Médicos 5

6 Desenvolvimento de Software Embarcado K c K p Projeto Células de Teste Prototipage m Validação HIL K c K p K c K p Implementação 6

7 Desenvolvimento de Sistemas de Controle com LabVIEW Demo

8 Visão tradicional do processo de desenvolvimento Projeto Células de Teste Prototipagem Validação HIL Implementação 8

9 Testando ao longo do processo Células de Teste Ensaio em Lab ou em Campo Validação HIL Model-inthe-Loop Software-inthe-Loop 9

10 Desenvolvimento de Software Embarcado MIL SIL HIL Célula Teste Real-Time Testing and Simulation Software 10

11 Consistência e eficiência em todo o processo Projeto Células de Teste Prototipagem Validação HIL Implementação 11

12 Application Architecture Real-Time Testing and Simulation Software Geração de Estímulos Gravação de dados E/S Ponto a Ponto Alarmes Canais Calculados Interface de usuário editável em tempo de execução Gerenciamento de usuários Sincronização de Múltiplos Chassis Controle em malha fechada Execução determinística de modelos Novo* Novo* RT PXI RT PC Industrial Controller NI CompactRIO* NI Single-Board RIO* 12 * 128MB DRAM ou mais

13 NI VeriStand Reduz o tempo de desenvolvimento sem reduzir flexibilidade Evitar que o usuário tenha que desenvolver a arquitetura, implementar o SW, depurar, documentar, criar interface com usuário, implementar comunicação entre host e sistema RT Reduz custo de manutenção Suporte a novas versões de SO e hardware, novas funcionalidades e melhoria de desempenho, inovações, melhoria de qualidade contínua 13

14 Plataforma de teste em tempo-real NI VeriStand Processador Tempo-real E/S analógicas e digitais Interfaces com barramentos 14 Inserção de falhas Instrumentação modular e RF Visão/ Movimento

15 F-14 Model In the Loop (MIL) Demo Controlador Modelo F Demo 15

16 F-14 Model In the Loop (MIL) Demo Controlador Modelo F Demo 16

17 Ambientes de Modelagem Suportados Suportados The MathWorks, Inc. Simulink software LabVIEW / LabVIEW CD&Sim MapleSim models from Maplesoft SimulationX from ITI GT-POWER engine models from Gamma Technologies Inc. Tesis DYNAWare models NI MATRIXx SystemBuild Esterel SCADE Suite C/C++/FORTRAN/Ada AVL BOOST/CRUISE CarSim from Mech Sim Corp. AMESim models from LMS Dymola models from Dynasim Em andamento WaveRT from Ricardo VI-grade models Easy5 Rational Rhapsody from IBM 3KEYMASTER Simulink is a registered trademark of The MathWorks, Inc. All other trademarks are the property of their respective 17 owners.

18 Opções para simulação em Tempo Real Simulação baseada em Processador + Abordagem mais comum: Simulação baseada em modelo Limitações na velocidade de simulação forçam simplificações nos modelos Simulação Baseada em FPGA + Simulação em alta velocidade (taxas > 1Mhz) Reuso de modelos é complicado (Necessária implementação em VHDL) Matématica com Inteiros Integração de E/S 18

19 Processador versus FPGA Processador Modelos em ponto flutuante são portados facilmente para Tempo Real Passo de simulação maior (típico Δt > 50 μs) Precisão do modelo limitada devido a simplificações Escalabilidade e flexibilidade para adaptar para modelos maiores ou diferentes Sistemas com resposta não linear frequentemente precisam ser linearizados FPGA Modelos em ponto fixo demandam a validação dos tipos de dados escolhidos em relação ao modelo de ponto flutuante Passo de simulação menor (típico Δt>0.5 μs) Precisão do modelo limitada pelo esforço ao portar o modelo para tempo discreto e ponto fixo Mudanças no modelo de simulação podem demandar esforços significativos Sistemas com resposta não linear normalmente podem ser precisamente capturados 19 Demo

20 Os papéis do FPGA Simulação de sensores E/S personalizadas e protocolos K c K p Controle em alta velocidade Execução de modelos em alta velocidade 20

21 Simulação baseada em FPGA Desenvolvimento CONTROL SYSTEM DC+ V A (AC) V B (AC) M/G M/G Parâmetros do motor, dados brutos DC- V C (AC) Power Inverter Output Filter Stage 3-Phase AC System Simulação com ponto flutuante Simulação com ponto fixo FPGA Codificação FPGA e Implementação 21

22 Abstração de Código em LabVIEW FPGA Contador E/S Analógicas E/S com DMA LabVIEW FPGA 22 VHDL

23 Abstração de Código em LabVIEW FPGA Contador E/S Analógicas E/S com DMA LabVIEW FPGA 23 VHDL

24 Abstração de Código em LabVIEW FPGA Contador E/S Analógicas E/S com DMA LabVIEW FPGA 24 VHDL 66 Páginas ~4000 linhas

25 Real-Time Controller Sistema Embarcado Reconfigurável CompactRIO Chassi reconfigurável I/O I/O Controladora Real-Time I/O I/O I/O I/O I/O I/O Módulos de E/S Connectivity Signal Conditioning ADC 25

26 Novo CompactRIO 26

27 NI FlexRIO Velocidade e Flexibilidade Adaptador FlexRIO E/S Intercambiáveis Personalizado pelo usuário Kits de desenvolvimento Módulo FlexRIO FPGA Até 132 channels Até 1 Gb/s por canal Até 512 MB de RAM, DDR2 27

28 PCI extensions for Instrumentation Barramento PCI ou PCIe, robustez e modularidade Temporização e sincronização avançadas Suporte a processadores multicore em tempo real Controladora em tempo real ou Windows Interfaces de E/S Mais de 1500 Produtos PXI disponíveis! 28

29 F-14 Hardware In the Loop (HIL) Demo Controlador Modelo F Demo 29

30 F-14 Hardware In the Loop (HIL) Demo Controlador Modelo F Demo 30

31 Processamento multicore em tempo-real 31

32 Interfaces de E/S E/S Analógicas e Digitais E/S baseadas em FPGA Interfaces com barramentos militares (ARINC, MIL-STD) Inserção de falhas E/S baseadas em instrumentação modular Aquisição, gravação e geração de RF Visão de Máquina Controladores de movimento 32

33 Systems Integration Testing Lab FADEC APU Flight Controls Avionics Landing Gear We selected NI VeriStand for our Legacy 500 Iron Bird because of the breadth of functionality the environment provides out of the box, which significantly reduces our development efforts. -M.A. Pires, Testing Device Development Coordinator, Embraer 33

34 Process Automation Creates HIL Test System for Aircraft Arrestor Control System using NI VeriStand Field Testing (per day) $50k Previous validation program (20 days) Current validation plan with HIL testing(10 days) $1,000k $500k HIL Test System Cost $50k Total Saving using HIL Testing with Field Testing $450k NI VeriStand s out-of-the-box capabilities made it practical for us to develop a HIL test system reducing our total testing cost Greg Sussman, Process Automation 34

35 Se quiser saber mais... Estudos de caso Artigos técnicos Exemplos de aplicações 35