Что такое Hardware-in-the-Loop или HIL? (original) (raw)

Hardware-in-the-Loop (HIL) или на инженерном жаргоне “хил” - это способ сократить время и деньги на испытаниях встраиваемых систем. Делается это с помощью специализированных стендов, на которых математическая модель объекта управления работает в реальном времени, а испытываемый блок управления (Device Under Test или DUT) подключается к этому стенду и управляет моделью объекта. Объектом интереса является сам контроллер или блок управления.

С технической точки зрения:

HIL стенд представляет собой надежный ПК, на котором работает операционная система реального времени для которой ключевым приоритетом является счет вашей математической модели в реальном времени. Это значит, что просчет вашей модели точно уложится в отведенное ей время, и никакой процесс не помешает счету.
Стенд общается с испытываемым контроллером по реальным промышленным интерфейсам, потому контроллер “думает”, что работает с реальным объектом управления. Сбор данных и передача в модель также происходят в реальном времени.
Вычисление модели происходит как на центральном процессоре, так и на высокопроизводительных ПЛИС, которые позволяют запускать модели с временем дискретизации до десятков микросекунд.
Стенд изготавливается “под ключ”, то есть ваш контроллер подключается по принципу PLUG&PLAY.
Стенды предназначены для бесшовной работы с моделями Simulink. С минимальной настройкой модель запускается на таком стенде.

Какая польза? Ее очень много!

Такой стенд позволяет выловить огромное количество ошибок в лабораторных условиях. То есть, не нужно проводить “киломесяцы" в полях, пытаясь понять, что не так с вашей системой.
Вносим любые типы ошибок и не ломаем при этом реальный объект, но смотрим как справляется наш контроллер с этой неисправностью. Можем внести короткое замыкание или разрыв, или же подать неверные данные.
В случае если идет несколько проектов параллельно, то такой стенд можно переконфигурировать крайне быстро и подключить другой контроллер для испытаний.
Стенд позволяет воспроизвести некорректное поведение системы и выявить, что привело к сбою. На уровне стенда можно воссоздать любые внешние условия и подать захваченные во время сбоя реальной системы сигналы.

По нашему опыту, в Европе такие стенды поставляются сотнями в неделю для самых разных производственных компаний от гигантов в авиа- и авто-строении до небольших компаний в области промышленной автоматики. Моделируют всевозможные системы: подвеску, коробки передач, электрические двигатели, энергосети, системы кондиционирования, насосы, движение транспортных средств, батареи, ДВС и т.д. То есть все, чем можно управлять, моделируют в реальном времени для испытания контроллеров.

Мы поставляем стенды реального времени как отечественного, так и зарубежного производства, чтобы полностью удовлетворить требованиям ваших проектов. Даже готовы дать попробовать, чтобы запустить ваши модели и убедиться, что модель хорошо работает.

Я 4 года проработал своими руками проводя тестирование на таких стендах в одном немецком автоконцерне, потому могу в деталях рассказать об организации тестирования в реальном времени.

С радостью отвечу на ваши вопросы об этой технологии.