對於單件小批量生產企業和擁有大量相似車型的製造企業來說，快速、靈活和高性價比的綜合檢測試驗台技術起著極其重要的作用。德國肯普滕應用技術大學就為 ABT e-Line 有限公司開發實施了這樣一個試驗台，它能夠用於檢測各種車型的性能，比如已完成電動轉型的大眾（VW）廂式車。倍福基於 PC 的控製技術的核心特征之一是使用標準工業組件。
肯普滕應用技術大學的試驗台正在測試一輛由 ABT 公司完成電動轉型的大眾廂式車
肯普滕應用技術大學（HS Kempten）研(yan)發(fa)的(de)試(shi)驗(yan)台(tai)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)車(che)輛(liang)功(gong)能(neng)測(ce)試(shi)。該(gai)試(shi)驗(yan)台(tai)是(shi)在(zai)肯(ken)普(pu)滕(teng)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)大(da)學(xue)專(zhuan)門(men)研(yan)究(jiu)汽(qi)車(che)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)及(ji)開(kai)發(fa)課(ke)題(ti)的(de)控(kong)製(zhi)工(gong)程(cheng)和(he)車(che)輛(liang)係(xi)統(tong)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)開(kai)發(fa)而(er)成(cheng)。實(shi)驗(yan)室(shi)在(zai) 2016 年成立初期，主要測試單個零部件的可靠性，後來其活動範圍逐漸擴大至複雜的完整係統試驗台，甚至還包括教學活動。
試(shi)驗(yan)台(tai)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)測(ce)試(shi)新(xin)車(che)輛(liang)和(he)新(xin)功(gong)能(neng)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)夠(gou)檢(jian)查(zha)各(ge)個(ge)功(gong)能(neng)之(zhi)間(jian)如(ru)何(he)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)。另(ling)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)是(shi)，車(che)輛(liang)可(ke)以(yi)在(zai)其(qi)原(yuan)有(you)的(de)適(shi)於(yu)行(xing)駛(shi)的(de)狀(zhuang)態(tai)下(xia)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)，而(er)不(bu)用(yong)像(xiang)大(da)多(duo)數(shu)傳(chuan)統(tong)試(shi)驗(yan)台(tai)那(na)樣(yang)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)改(gai)裝(zhuang)。
內部配有機器人和用於車輛操控的直線電機
來自肯普滕大學 Allgäu 研究中心的研究助理 Florian Zerbes 在介紹測試範圍和過程時說道：“對(dui)於(yu)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)，試(shi)驗(yan)台(tai)主(zhu)要(yao)測(ce)試(shi)通(tong)過(guo)高(gao)壓(ya)電(dian)池(chi)包(bao)供(gong)電(dian)的(de)暖(nuan)通(tong)空(kong)調(tiao)係(xi)統(tong)是(shi)否(fou)會(hui)對(dui)打(da)開(kai)和(he)關(guan)閉(bi)點(dian)火(huo)開(kai)關(guan)以(yi)及(ji)駕(jia)駛(shi)等(deng)車(che)輛(liang)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)功(gong)能(neng)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)，測(ce)試(shi)內(nei)容(rong)包(bao)括(kuo)規(gui)定(ding)測(ce)試(shi)周(zhou)期(qi)，反(fan)複(fu)啟(qi)動(dong)、停ting止zhi車che輛liang以yi及ji讓rang車che輛liang提ti速su。車che輛liang狀zhuang態tai會hui因yin測ce試shi結jie果guo發fa生sheng變bian化hua，即ji暖nuan通tong空kong調tiao係xi統tong打da開kai或huo關guan閉bi，電dian池chi的de充chong電dian水shui平ping也ye因yin此ci改gai變bian。通tong過guo肯ken普pu滕teng大da學xue的de試shi驗yan台tai，該gai測ce試shi過guo程cheng可ke以yi完wan全quan獨du立li地di運yun行xing幾ji個ge小xiao時shi甚shen至zhi幾ji天tian。這zhe個ge過guo程cheng包bao括kuo連lian續xu采cai集ji試shi驗yan台tai和he車che輛liang中zhong的de數shu據ju，以yi便bian對dui這zhe些xie數shu據ju進jin行xing分fen析xi並bing轉zhuan化hua為wei最zui終zhong的de測ce試shi結jie果guo。”
試驗台結構
與yu車che輪lun連lian接jie的de電dian機ji輸shu出chu軸zhou提ti供gong車che輪lun滾gun動dong阻zu力li，模mo擬ni車che輛liang在zai道dao路lu上shang行xing駛shi。車che輛liang內nei的de機ji器qi人ren轉zhuan動dong點dian火huo鑰yao匙chi，進jin行xing換huan擋dang操cao作zuo，以yi及ji操cao控kong車che內nei的de各ge個ge按an鈕niu，例li如ru車che內nei氣qi候hou控kong製zhi係xi統tong的de按an鈕niu。踏ta板ban上shang的de直zhi線xian電dian機ji按an下xia油you門men和he刹sha車che踏ta板ban，而er轉zhuan向xiang電dian機ji則ze驅qu動dong方fang向xiang盤pan轉zhuan向xiang。車che外wai的de第di二er個ge機ji器qi人ren將jiang各ge種zhong充chong電dian線xian插cha入ru充chong電dian插cha座zuo和he從cong充chong電dian插cha座zuo拔ba出chu。
測量模塊用於采集車內線束的電流和電壓，以便進行後續分析。安裝有 TwinCAT 的倍福 C6030 超緊湊型工業 PC 作為控製平台，負責實現與各組件和車輛（通過 CAN 總線）之間的通信。中央控製單元用於協調控製各個組件，可以使用不同的程序進行各種不同的測試。9 個能夠集成任何 CAN 和 CANopen 設備的 EL6751 EtherCAT 單通道通信接口端子模塊確保將 CAN 設備無縫集成到 EtherCAT 控製係統中。
倍福控製係統（中間）：在此應用中，一台 C6030 超緊湊型工業 PC、7 個 EL6751 EtherCAT 端子模塊以及 1 個 EL6614 端子模塊構成試驗台的中央控製平台，並直接與所有組件進行通信
在(zai)試(shi)驗(yan)期(qi)間(jian)，車(che)輛(liang)會(hui)在(zai)真(zhen)實(shi)的(de)路(lu)麵(mian)駕(jia)駛(shi)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)。駕(jia)駛(shi)試(shi)驗(yan)台(tai)會(hui)根(gen)據(ju)仿(fang)真(zhen)轉(zhuan)矩(ju)轉(zhuan)動(dong)車(che)輪(lun)，甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)車(che)輪(lun)轉(zhuan)向(xiang)運(yun)動(dong)。這(zhe)種(zhong)仿(fang)真(zhen)試(shi)驗(yan)真(zhen)實(shi)度(du)極(ji)高(gao)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)相(xiang)應(ying)的(de)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)仿(fang)真(zhen)駕(jia)駛(shi)員(yuan)的(de)動(dong)作(zuo)。大(da)部(bu)分(fen)動(dong)作(zuo)由(you)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)執(zhi)行(xing)，以(yi)完(wan)成(cheng)盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)的(de)不(bu)同(tong)動(dong)作(zuo)。試(shi)驗(yan)台(tai)還(hai)可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)現(xian)實(shi)環(huan)境(jing)，以(yi)及(ji)車(che)輛(liang)如(ru)何(he)與(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)（例如通過 GPS 係統）。肯(ken)普(pu)滕(teng)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)大(da)學(xue)除(chu)了(le)成(cheng)功(gong)開(kai)發(fa)試(shi)驗(yan)台(tai)之(zhi)外(wai)，還(hai)為(wei)係(xi)統(tong)打(da)造(zao)了(le)一(yi)個(ge)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)平(ping)台(tai)。這(zhe)不(bu)僅(jin)有(you)利(li)於(yu)實(shi)現(xian)試(shi)驗(yan)台(tai)的(de)預(yu)試(shi)車(che)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)全(quan)麵(mian)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)視(shi)化(hua)和(he)監(jian)測(ce)。
工業技術助力降低成本、提升靈活性
肯普滕應用技術大學在開發新的試驗台時，主要考慮如何讓係統盡可能地具有成本效益。隻有使用逆變器、電dian機ji和he控kong製zhi器qi等deng標biao準zhun工gong業ye組zu件jian才cai能neng實shi現xian這zhe一yi需xu求qiu。另ling一yi個ge考kao慮lv因yin素su是shi確que保bao係xi統tong能neng夠gou快kuai速su安an裝zhuang和he拆chai卸xie，而er且qie基ji本ben上shang不bu受shou車che輛liang影ying響xiang。因yin此ci，試shi驗yan台tai必bi須xu能neng夠gou方fang便bian地di根gen據ju具ju體ti的de應ying用yong需xu求qiu進jin行xing調tiao整zheng。肯ken普pu滕teng應ying用yong技ji術shu大da學xue的de機ji械xie工gong程cheng教jiao授shou Andreas Stiegelmeyr 博士在描述係統要求及具體實施情況時說道：“我們開發了一款能夠使用標準車輛接口測試大部分車輛功能的試驗台，無論是什麼車型，都能夠通過快速連接、以最小的投入測試車輛的各個功能。我們為此打造了一個很好的替代方案，適用於車型眾多的汽車製造商，尤其是小批量汽車製造商。”
肯普滕應用技術大學 Allgäu 研究中心的助理研究員 Florian Zerbes 正在進行車輛測試
Florian Zerbes 補充說道：“由於倍福控製產品配備很多不同的工業組件接口，因此我們從中選用了幾款產品，構成中央控製係統。更重要的是，通過添加 EtherCAT 端子模塊可以輕鬆擴展控製係統，再加上 EtherCAT tuopujiegoufeichanglinghuo，yincikeyigenjuzhenggekongjianqingkuangjinxingyouhuabushu。tongshibeifukeyitigongdaliangruanyingjianchanpin，zheyeyiweizhekeyiyongzuixiaodetouruwanchengdaliangcelianghekongzhirenwu。zuizhongyaodeshi，beifujiyu PC 的控製技術相對於汽車領域使用的很多係統，具有明顯的成本優勢。”
用於確定測試序列的工具鏈
測試序列使用專門開發的工具鏈在結構化文本（ST）中編寫，並通過 MATLAB®/Simulink® 生成。這樣可以將 TwinCAT 和 Simulink® 有效地結合使用。Florian Zerbes 說道：“通過 Simulink® 可以自動生成包含硬件連接信息的功能塊。在編譯各自模型時，可以通過 TwinCAT Automation Interface 自動設置相應的硬件連接，並在模型和硬件之間創建一個鏈路層。”新的工具鏈提供以下功能：
– 毫不費力地創建所需的 Simulink® 模型
– 輕鬆使用不同的數據庫
– 自動連接硬件，並直接在 Simulink® 模型中配置
– 為用戶提供簡潔明了的界麵
工具鏈目前的重點是 CAN 總線，這意味著，例如，可以通過 DBC 文件快速創建 CAN 信息塊。然後，像這樣的功能塊可以直接連接模型的其它部分，並且可以在 Simulink® 中配置硬件接口。用戶可以通過 GUI 配置各個信息，並在 Simulink® 中直接配置硬件的其它接口。一旦 Simulink® 模型創建完畢，就可以通過工具鏈輕鬆連接 TwinCAT。用戶需要做的隻是決定哪個 Simulink® 模型與哪個 TwinCAT 項目相連。
所有一切全部都可以自動完成，同時，還可以調整 TwinCAT 項目使用的硬件或 PLC 項目的實施等。
ABT 公司對試驗台的評價
“kenputengyingyongjishudaxuekaifashejideshiyantairangwomennenggoukuaisuxiangyingbuduanbianhuadekehuxuqiu，zaihenduandeshijianneijiuwanchengquanxindecheliangceshizonghefangandeshishigongzuo，quanzidongceshisuoyoucheliang。yinci，shiyantaiweiwomenzhenggekaifaliuchengzhongdejishuchuangxintigonglezhichi。”
肯普滕應用技術大學試驗台上的倍福控製係統接口概覽
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。
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