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MAGGIO 2019 FIELDBUS & NETWORKS 56 on 230 sedi in tutto il mondo, ZF Friedrichshafen è una multina- zionale tedesca produttrice di componenti per l’industria dei tra- sporti, presente in settori come l’automotive (cambi meccanici e automatici, assali, sistemi sterzanti per auto e veicoli industriali) e l’automazione industriale (freni a isteresi, riduttori epicicloidali e angolari). Akka DNO (ex Gigatronik Köln) è specializzata in ingegneria e consulenza tecnologica per l’industria automobilistica e sviluppa moderni sistemi di test Hardware-in-the-Loop (HiL). In stretta collaborazione, le due aziende, grazie a una lunga esperienza, forniscono supporto nella creazione di specifiche di test e automazione di questi, in particolare nella costru- zione dell’infrastruttura di test. Ne è un esempio il sistema di test HiL per l’alimentatore elettronico (EPP) in un’unità di guida del veicolo. Lo sviluppo è iniziato nel 2016 utilizzando i terminali di I/O di misura di Beckhoff. Con il sovracampionamento, i filtri aggiuntivi e il campo di misura regolabile, i terminali multifunzione EL3751 hanno consentito di acquisire in modo affidabile alcuni valori analogici particolarmente importanti per il settore. Nel test EPP in-the-Loop (EPPiL), l’EPP viene testato in un ambiente di si- mulazione. In pratica, significa che tutti i componenti che interagiscono con gli elementi hardware del veicolo sono mappati come modelli virtuali e simulati su un sistema speciale in realtime. PC based control universale, aperto e scalabile I sistemi di test nell’area HiL possono anche essere automatizzati inmodo completo e universale con controllo basato su PC, integrando tecnologia di misura e tecnologia di sicurezza. La tecnologia di controllo basata su PC di Beckhoff offre molteplici benefici: una gamma completa di I/O Ethercat e potenza di calcolo con il PC embedded CX5140, ideale per la gestione dei dati. Inoltre, l’hardware può essere scalato molto facilmente in base ai requisiti delle singole applicazioni, persino fino a sistemi multicore ad alte prestazioni. I terminali di misura Ethercat di Beckhoff sono una solu- zione aperta che consente la semplice integrazione di componenti di terze parti, a ciò si aggiungono affidabilità e alte prestazioni. Infatti, con grandi quantità di dati, Ethercat aiuta a ottenere e trasmettere le informazioni a due diverse frequenze di campionamento, ovvero i segnali critici come il comando di posizione e la misura della coppia a 4 ksamples, cioè con un ciclo da 250 μs, e il resto dei dati a 1 ksamples o con un ciclo da 1 ms. In questo modo, si evita il tipico collo di bottiglia nella trasmissione dei dati al sistema di simulazione realtime esterno, in quanto in questa architet- tura esso è collegato al PC embedded come uno slave Ethercat. I/O analogici alla base dell’architettura La rete Ethercat comprende cinque accoppiatori Ethercat EK1100 e 57 diversi terminali Ethercat. Per l’elaborazione del valore analogico, questi includono tre terminali di uscita EL4732 eXtreme Fast Control (XFC), sette terminali di ingresso EL3702 XFC e 18 terminali di ingresso EL3104. I ter- minali di uscita EL4732 trasmettono i set point alle unità di alimentazione programmabili del sistema di test e gli EL3702 eseguono una rilettura dei valori aggiornati. I 64 canali della cosiddetta Fault Insertion Unit (FIU) cre- ano guasti elettrici, come cortocircuiti o circuiti aperti, che sono rilevati e controllati con test di coerenza mediante i 18 terminali EL3104. Il corretto funzionamento della FIU viene quindi monitorato e viene determinato il tempo delle varie commutazioni. In questo caso, la velocità dell’acqui- sizione dei dati è particolarmente importante, in quanto i tempi tipici di commutazione sono dell’ordine del millisecondo. Tre terminali di ingresso multifunzione EL3751 completano il sistema di acquisizione: il sensore di coppia viene letto tramite uno dei terminali, mentre gli altri due ingressi leggono le tensioni degli alimentatori. La loro flessibilità di configurazione del range di tensione semplifica notevolmente il lavoro, perché i morsetti possono essere impostati su ±10 V per il sensore di coppia o su ±30 V per gli alimentatori. Inoltre, la qualità dell’acquisizione dei dati misurati tramite l’EL3751 è di fondamentale importanza: il segnale del sensore di coppia è estremamente importante per ottenere un comportamento sta- bile del sistema in combinazione con il modello di simulazione. Pertanto, i valori del sensore di coppia devono essere trasmessi riducendo al minimo il ritardo e il rumore e massimizzando l’accuratezza della misura. Beckhoff Automation - www.beckhoff.it PIÙ EFFICIENZA CON ETHERCAT Fieldbus & Networks C di Stefan Ziegler L’AFFIDABILITÀ DELLO STERZO È UNO DEGLI ELEMENTI PIÙ IMPORTANTI PER LA SICUREZZA DI QUALSIASI VEICOLO. ZF FRIEDRICHSHAFEN E AKKA DNO HANNO SVILUPPATO UN SISTEMA DI TEST AD ALTE PRESTAZIONI PER ACQUISIRE I DATI, CHE IMPIEGA LA TECNOLOGIA DI CONTROLLO PC-BASED DI BECKHOFF Sul campo