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嵌入式實時仿真插件SimuERT
嵌入式實時仿真插件SimuERT
SimuERT是一個基于大型科學計算與仿真支撐平臺SimuWorks的嵌入式實時仿真插件,利用它可以將在Windows下使用SimuWorks開發的模型,方便地下裝到嵌入式系統下運行,并通過與大型科學計算與仿真引擎SimuEngine的實時交互,實現對仿真數據和運行狀態的監測和修改,以及對模型的在線調試。
SimuERT可以運行于不同的嵌入式操作系統,如VxWorks、QNX、XPE等,下面僅針對VxWorks的實現進行介紹。
SimuERT由多個軟件組成,包括運行于上位機的VxServer和VxCreate,運行于下位機的VxClient、VxRun和VxIO,以及下位機模塊庫VxSimuLib。其中VxRun為模型運行控制程序,VxServer和VxClient是用于與SimuEngine進行數據交互的接口程序,VxIO為下層IO數據驅動接口程序。各軟件的功能具體說明如下:
1.上位機接口軟件VxServer:運行于Windows,與VxClient協同實現SimuEngine與VxRun的通訊。
2.下位機接口軟件VxClient:運行于VxWorks,與VxServer協同實現SimuEngine與VxRun的通訊。
3.運行支撐軟件VxRun:運行于VxWorks中,隨著系統啟動而啟動,同時啟動VxClient和VxIO。它通過VxServer和VxClient的通訊獲取上位機指令,控制模型的運行、停止、加減速以及加載工況等,同時將模型的運行數據傳遞給SimuEngine。
4.IO接口軟件VxIO:運行于VxWorks,主要負責與現場監控層進行通訊,實現與現場設備、操作員控制臺和HMI界面的交互。通過VxIO,還可以與標準的工業網絡進行無縫的連接。
5.模塊資源庫轉換工具VxCreate:在模塊資源管理器SimuManager調用,用于將SimuLib轉換為下位機模塊資源庫VxSimuLib。
6.下位機模塊資源庫VxSimuLib:是與SimuLib對應的下位機模塊資源庫,是由SimuManager調用VxCreate將SimuLib轉換而來。
模型在上位機的開發和離線調試如下圖所示:
具體說明如下:
1.根據需要,使用SimuManager增加或修改自己的模塊庫。這些模塊庫在加入SimuLib的同時,會調用VxCreate自動轉換為可在下位機運行的模塊庫,并加入VxSimuLib。
2.利用模塊資源庫SimuLib中已有的模塊庫,使用通用圖形化自動建模系統SimuBuilder進行模型組態。
3.在SimuEngine中生成上位機仿真模型,同時調用風河公司的Tornado開發工具并連接VxSimuLib生成下位機仿真模型。下位機仿真模型是為了下面的在線運行做準備的,不必要每次都生成。一般在調試完成后,準備進行在線運行前生成一次即可。
4.如有必要,使用仿真實時圖形系統SimuMMI或第三方軟件制作模擬人機界面。
5.在SimuEngine中運行上位機仿真模型,在SimuEngine、SimuBuilder或模擬人機界面中觀察和修改運行數據。
6.根據運行結果,如需對模型進行修改,回到第1步。
7.建模和離線調試完成。
模型在下位機的運行和在線調試如下圖所示:
具體說明如下:
1.SimuEngine將在離線組態調試系統中完成的下位機仿真模型,通過VxServer與VxClient的通訊,下載至下位機并將其控制權交付給VxRun。
2.仿真模型在VxRun的支撐下運行。
3.VxRun將仿真模型的運行數據通過VxServer與VxClient的通訊,傳遞至SimuEngine。
4.上位機的指令通過VxServer與VxClient的通訊,傳遞至VxRun,從而控制仿真模型的運行;
5.VxRun通過VxIO連接現場控制層,可以與現場設備、操作員控制臺和HMI界面進行數據通訊。
模型在下位機運行時,在上位機運行的SimuBuilder、模擬人機界面和模擬操作員控制臺可以通過SimuEngine查看或修改運行數據。
綜上所述,SimuERT具有如下特點:
1.SimuERT實現了基于VxWorks的嵌入式系統仿真,實時性強,穩定性高,適用于工業和軍事現場。
2.除了風河公司的Tornado開發工具外,其余所有軟件均具有自主知識產權,尤其適用于安全性要求比較高的國防領域。
3.SimuERT在公司自有成熟產品SimuWorks的基礎上開發而來,不但保證了軟件的可靠性,也很容易將以前的工作成果轉換至嵌入式系統上來。
4.SimuBuilder的圖形化建模和SimuEngine的強大調試功能,使得嵌入式仿真系統的開發和調試變得容易了很多。
5.SimuERT具有良好的開放性,方便用戶進行二次開發。