Aplicación de pruebas automatizadas de validación mediante HIL

  Print Print

"La integración modelos de simulación en VeriStand y posterior ejecución de pruebas en TestStand, ha permitido verificar ciertas funcionalidades de forma individual. Se han podido detectar defectos en fases tempranas, reduciendo costes, evitando demoras y asegurando la calidad del producto final."

- Rakel Alvarez, ULMA Embedded Solutions

The Challenge:
El reto consistía en desarrollar una solución de plataforma HIL sobre la que hacer pruebas de validación en fases tempranas antes de disponer de la planta real.

The Solution:
Se ha utilizado VeriStand para la ejecución de los modelos basados en Simulink y LabVIEW, TestStand para la ejecución y automatización de tests y LabVIEW para el modelado de objetos y la monitorización del estado de la lavadora. Gracias a la integración de herramientas de National Instruments y Mathworks, hemos podido obtener un resultado satisfactorio entre simulaciones y test automatizados.

Author(s):
Rakel Alvarez - ULMA Embedded Solutions
Mikel Morillas - ULMA Embedded Solutions
Julen Barrena - ULMA Embedded Solutions

Los test de los desarrollos de controles de automatización industrial están a menudo supeditados a disponer de la máquina completa y una infraestructura demasiado grande para poder ser abarcada por un laboratorio.


FAGOR INDUSTRIAL, es el mayor fabricante de maquinaria de hostelería y restauración colectiva de España. ULMA Embedded Solutions, Alliance Partner de National Instruments, ha desarrollado un control de una lavadora industrial para esta empresa basándose en la tecnología Vybrid de Freescale.

 

      Esta avanzada arquitectura dota a la lavadora de una interfaz gráfica rica en contenidos y a la vanguardia de las  tecnologías actuales a nivel industrial.               


Durante el desarrollo de un producto, es indispensable realizar pruebas de validación de funcionalidades específicas en fases tempranas para detectar el mayor número posible de defectos, y así reducir costes, evitar retrasos y asegurar la calidad del producto.

         A la hora de realizar los test para verificar el sistema que desarrollamos, nos encontramos con ciertas dificultades:
             - No disponer de la planta real
             - Necesidad de una infraestructura compleja
             - Amplia variedad de pruebas a realizar en fase de validación


Para solucionar esta problemática, detectamos la necesidad de simular aspectos de nuestra planta mediante modelos que cumplan con el mismo comportamiento de la planta real.

 

Nuestros test estarán orientados a la validación de la plataforma de control, sustituyendo la lavadora por el modelo simulado de la planta.


Entre los distintos métodos de verificación basados en modelos decidimos realizar un HIL, ya que las pruebas se querían ejecutar sobre un simulador de la planta de una lavadora.
Entre las diferentes funcionalidades de una lavadora, en este caso práctico nos centraremos en el modelado del llenado y vaciado de la cuba y la respuesta del sensor de presión que nos dará el nivel de agua que hay dentro de la misma.


Configuración del HIL
Para ejecutar los modelos se ha optado por una plataforma PXI de NI que permite ejecutarlos en tiempo real. Para ello la configuración de PXI contiene una CPU integrada con sistema operativo en tiempo real.
A continuación se ha especificado la interfaz de comunicación entre el control de la lavadora y la plataforma de simulación (entorno PXI). Por un lado está la señal del sensor de presión y por el otro las válvulas que activan y desactivan el llenado y el vaciado y los relés que controlan la apertura y cierre de la puerta de la lavadora.
Por último se diseña la etapa de acondicionamiento para la señal de las puertas y de las válvulas que pasa de 230V a señales digitales a niveles 3v3/LVTTL.

 

En esta configuración HIL se ejecutan los modelos de llenado y vaciado de la cuba y la respuesta del sensor depresión.


Modelo de llenado
Para implementar el modelo de llenado se ha utilizado LabVIEW. Con la entrada de flujo de agua (l/s) y el diámetro de la cuba (mm), se obtiene la altura (mm) del agua que hay dentro de la cuba.


Modelo de vaciado y sensor de presión
En el caso del vaciado se ha optado por el entorno de Simulink. Tomando como entrada la cantidad de agua (mm) que hay en el tanque, y teniendo en cuenta el diámetro del orificio de salida (mm), se determina la perdida de altura del agua dentro de la cuba.
Además del vaciado, en este modelo se transforma la altura del agua del tanque (mm) en la respuesta de tensión (V) proporcionado por el sensor de presión.

Modelo de llenado en LabVIEW y el modelo de vaciado en Simulink.  


VeriStand Simulator
VeriStand sincroniza los modelos implementados para la simulación de la planta. Esto nos permite en tiempo real obtener el resultado del comportamiento simulado de la lavadora, pudiendo modificar el tiempo de ejecución y los diferentes parámetros de los modelos.
VeriStand también mapea cada parámetro de los modelos a su correspondiente entrada/salida del sistema de adquisición, en nuestro caso, una MultiDAQ integrada en el PXI.


TestStand test sequencer
Para la automatización de los test hemos utilizado TestStand. Nos permite generar diferentes secuencias de test de forma automática para abarcar toda la casuística de posibles comportamientos y escenarios que se puedan dar.

 

 

VeriStand nos permite simular diferentes escenarios validando lo máximo posible el comportamiento del control de la lavadora, disminuyendo el tiempo de ejecución del ciclo de lavado normal.  

Author Information:
Rakel Alvarez
ULMA Embedded Solutions
Garagaltza auzoa, 51
Oñati 20560
Spain
Tel: +34 943 25 03 00
info@ulmaembedded.com

Bookmark and Share


Explore the NI Developer Community

Discover and collaborate on the latest example code and tutorials with a worldwide community of engineers and scientists.

‌Check‌ out‌ the‌ NI‌ Community


Who is National Instruments?

National Instruments provides a graphical system design platform for test, control, and embedded design applications that is transforming the way engineers and scientists design, prototype, and deploy systems.

‌Learn‌ more‌ about‌ NI