Realizzazione di un testbed del sistema treno

Author(s):
J. Di Toto - ANSALDOBREDA

Industry:
Transportation

Products:
PXI/CompactPCI, Real-Time Module

The Challenge:
Obiettivo del progetto Train Testbed è la realizzazione di una piattaforma di sperimentazione che permetta il testing del software di controllo dei treni, prodotti da Ansaldobreda. In tal modo sarà possibile effettuare dei test in laboratorio i cui risultati siano equivalenti a prove effettivamente effettuate sul treno.

The Solution:
Si è implementato un simulatore real-time del treno, utilizzando LabVIEW Real-time, che gestisce tutti gli ingressi e le uscite digitali tipiche di un sistema treno. Quest’ultimo è caratterizzato da un numero elevato di I/O digitali e da numerose funzionalità parallele con tempi di risposta tipici dell’ordine di 50 ms.

Breve riassunto
Il sistema implementato permette di simulare le componenti elettromeccaniche ed i sottosistemi che si trovano a bordo veicolo interfacciandosi direttamente ai canali digitali del sistema di controllo. Il sistema simula anche condizioni di guasti e anomalie.

Articolo
AnsaldoBreda, è la società del gruppo Finmeccanica che progetta e realizza veicoli ferroviari.

Tra le attività di progettazione, vi è quella dello sviluppo software della logica di veicolo del TCMS (Train Control & Monitoring System). Il TCMS e’ costituito da apparecchiature distribuite nel veicolo e interconnesse mediante i bus MVB e WTB in conformità dello standard TCN (Train Communication Network IEC 61375-1). Al TCMS è demandato il controllo dell’intero treno.
La validazione del software del TCMS avviene in un laboratorio denominato “TEST BED”. All’interno del TEST BED, l’intero TCMS è installato e cablato verso un sistema di stimolazione esterna detto SIMULATORE il cui scopo è di emulare il comportamento delle componenti elettromeccaniche (contattori, relé, etc) e di tutte quelle parti con le quali il TCMS è interfacciato sul veicolo e che non sono fisicamente presenti nel TEST BED. Per fare questo è stato realizzato un modello del treno in LabVIEW in grado di acquisire tutte le uscite del TCMS e di stimolarne tutti gli ingressi in maniera simile alla realtà.
Il SIMULATORE è costituito da una piattaforma HW/SW della National Instruments (Controller embedded, schede di I/O su bus PXI e LabVIEW RT) e da un PC Host sul quale risiede l’interfaccia con l’utente. Il controller embedded PXI-8186 RT è pilotabile e configurabile da remoto tramite Ethernet collegato ad un PC industriale con sistema operativo Windows XP. La maggior parte delle funzioni simulate in LabVIEW RT sono eseguite in un ciclo di 50ms con priorità time critical, mentre la generazione di comandi, come quelli del banco di manovra del treno, sono eseguiti in un ciclo a bassa priorità Il modello del treno può essere modificato in ogni momento, mediante il posizionamento di alcune variabili di controllo LabVIEW. Tali variabili sono accessibili mediante protocollo di comunicazione TCP/IP. In questo modo è possibile creare procedure di test automatico.
Il sistema di simulazione creato consente di:
- effettuare il test dei SW delle apparecchiature del TCMS
- effettuare i test di integrazione del TCMS con altre centraline esterne
- simulare la presenza di guasti sul treno per verificare che il TCMS è in grado di riconoscere e gestire correttamente l’anomalia.
L’enorme potenza del simulatore della National Instruments risiede, in definitiva, nella possibilità di svolgere preventivamente, in laboratorio, prove i cui risultati sono del tutto equivalenti a quelli conseguibili sul treno. Avendo sul treno un sistema TCMS ampiamente validato, si riducono significativamente i tempi per la validazione in campo. Al momento sistema è stato sviluppato per un solo progetto ma si conta di applicarlo anche alle future commesse per gli ottimi risultati che si stanno ottenendo.

Author Information:
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J. Di Toto
ANSALDOBREDA
ditoto.jessica@ansaldobreda.it

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