1 / 45

FER, 12.12 . 2013, Zagreb

KONČAR – Institut za elektrotehniku d.d. Zavod za energetsku elektroniku i upravljanje Ugradbeni računalni sustavi. Tihomir Čihak dipl.ing., Josip Babić dipl. Ing., Maja Vlah dipl.ing., Andrija Eršek dipl.ing., Mladen Puškarić mag.ing. FER, 12.12 . 2013, Zagreb. Pregled prezentacije.

clark
Download Presentation

FER, 12.12 . 2013, Zagreb

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. KONČAR – Institut za elektrotehniku d.d.Zavod za energetsku elektroniku i upravljanjeUgradbeni računalni sustavi Tihomir Čihak dipl.ing., Josip Babić dipl. Ing., Maja Vlah dipl.ing., Andrija Eršek dipl.ing., Mladen Puškarić mag.ing. FER, 12.12. 2013, Zagreb

  2. Pregled prezentacije • O Institutu i zavodu • Proizvodi • VISK • Programiranje VISK-a • Pauza • Procesori - uvod • Programiranje DSP-a • Razvoj proizvoda • Ubrzani razvoj proizvoda – demonstracija s upotrebom hardware-in-the-loop sustava

  3. KONČAR – Institut za elektrotehniku d.d. • 1961.osnovan pod imenom Institut RADE KONČAR istraživanje i razvoj za KONČAR grupu • 1991. preustroj kao nezavisna tvrtka  dio KONČAR grupe • 2002.registriran u Upisniku znanstvenih organizacija • 2002.nastupa na otvorenom tržištu, nudi usluge istraživanja i razvoja, ispitivanja, vlastite proizvode (hardver i softver)

  4. KONČAR – Institut za elektrotehniku d.d. • 7 zavoda, 170 zaposlenih, 11 doktora znanosti • područja: • Energetska elektronika i upravljanje, • Transformatori, • Rotacijski strojevi, • Sklopni aparati, • Obnovljivi izvori, • Nove tehnologije, • Mjerenja, dijagnostika, ispitivanja • 10 laboratorija, 5 akreditiranih • 13000 m2laboratorija i ureda, 76 m2/zaposleniku

  5. Zavod za energetsku elektroniku i upravljanje • Osoblje: • Znanja/ekspertize: • Arhitekture procesora: 68xxx, ColdFire, 8051, TI C2000, ARM • PLS: CPLD, FPGA (Xilinx, Lattice) • Komunikacija: SPI, UART, RS485, Modbus, Ethernet, USB... • Field bus: CAN, Modbus, Profibus, IEC 61850, IEC 60870-5-10x • Bežična komunikacija: WiFi, Bluetooth, GPRS • Specijalni zahtjevi: -40°C to +85°C temp. područje, visoka vlaga, vibracije, EMC specijalizacija obrazovanje

  6. PECS/ZEEU – Proizvodi i usluge • Sklopovlje (hardware) • Kompaktna elektronika • Namjenska, na zahtjev • Visoko optimirana • DIRT • Modularna platforma • Teški uvjeti rada • CISK • Distribuirana • Modularna • Kompaktna • VISK • Modularna • Robustna

  7. VISK – što je to? • Anatomija VISK-a: • cVISK • ColdFire 80Mhz • 1MB SRAM, 512kB MRAM • 8MB FLASH, 32kB EEPROM • LCD, tipkovnica • priključci • Ethernet 2× • Releji 2×DPDT • Napajanje • RS232/485 • Utor za modul po izboru (DI/DO/AI) • sabirnica za proširenja • 4, 8 ili 12 utora • Interna komunikacija paralelna i CAN

  8. VISK – moduli • Razvijeni: • PT100/RTD • Modul digitalnih ulaza • Modul analognih ulaza • Modul digitalnih izlaza • Modul analognih izlaza • Mjerenje napona termoparova/shuntova • U razvoju: • CAN modul • Kombinirani DI/DO/AI modul • Modul ‘tranzistorskih’ digitalnih izlaza (solid state releji) • Modul za monitoring provodnika transformatora / DSP modul • Modul za mjerenje vibracija • Sve ostalo što kupac poželi • Tipično vrijeme razvoja novih modula je od 3 do 5 mjeseci

  9. VISK – što je to? • Još jednom kao blok shema:

  10. VISK – rezultati • potpuno nova robusna platforma za industriju i željeznicu • U potpunosti in-house razvoj (mehanika, elektronika) • 11 tipova modula u godinu dana • Dva različita tipa kućišta (čelik, aluminij) • Tipski testovi (EMC, klima, vibro)

  11. Programiranje • GRAP • okruženje za grafičko programiranje • ZZT • servisni i dijagnostički alat • RTOS • jezgra za rad u stvarnom vremenu

  12. Hijerarhija programskih komponenata • programski elementi • atomske programske komponente • programski moduli • kompozitne programske komponente • aplikacijski program • integrirane programske komponente

  13. Automatsko generiranje koda • blokovski • dijagram • izvorni • kod • objektni • kod • izvršni • kod 13

  14. VISK – programiranje • Jedan jednostavan primjer – regulacija temperature • Može i jednostavnije!

  15. VISK – programiranje • Regulacija temperature - realizacija

  16. VISK – programiranje • Regulacija temperature - rezultat

  17. Pauza! Pitanja?

  18. Procesori/moderne upravljačke platforme • Što je srce svakog modernog pretvarača, industrijskog procesa, sustava za nadzor...?

  19. μP, MCU, DSP, DSC • CPU • stolna računala i druge opće namjene • npr. Intel 8086 arhitektura • MCU • ugradbeni sustavi • pored CPU-a ima ROM i RAM memoriju te druge periferije • npr. Motorola 68k i Intel 8051 arhitekture • DSP • mikrokontroleri za digitalnu obradu signala • DSC • hibridi DSP-ova (podrška za digitalnu obradu signala) i MCU-ova (brzi odzivi na prekide i kontrolne periferije)

  20. Sustavi za rad u stvarnom vremenu • ispravnost sustava ne ovisi samo o točnosti rezultata već i o vremenu kada su dostupni • slaba vremenska ograničenja • rezultati mogu biti uzeti u obzir i u slučaju kašnjenja • stroga vremenska ograničenja • funkcionalnost i/ili performanse su narušeni ukoliko dođe do prekoračenja roka • sigurnosno kritični sustavi • prekoračenje roka može uzrokovati katastrofalne posljedice (materijalni i ljudski gubici)

  21. DSC platforma – modularna rješenja • moduli formata dvostruka Europa • 19’’ montažni okviri

  22. DSC platforma – integralna rješenja • kompaktna upravljačka elektronika prilagođena specifičnoj primjeni

  23. DSC platforma – pregled • održivost: unazadna kompatibilnost fizičkih sučelja modula

  24. DSC platforma – pregled • Unazadna kompatibilnost – iz perspektive mobilnih telefona: Sredina devedesetih Danas

  25. DSC platforma – programiranje

  26. DSC platforma – programiranje • 16 analognih ulaza • 0-3 V, 12-bita • dvije neovisne sekvence • okidanje pretvorbe programski, signalom na pinu ili brojačem PWM jedinice

  27. DSC platforma – programiranje • optimirana skalirana sumacija u 16-bitovnoj cjelobrojnoj aritmetici • skaliranje u aritmetici s pomičnim zarezom

  28. DSC platforma – programiranje • proporcionalno integralni regulator • frekvencijska analiza

  29. DSC platforma – programiranje • PWM jedinica: • brojač • generator događaja • usporedba • generator mrtvog vremena

  30. Tipični razvoj proizvoda • Kako teče tipičan razvoj proizvoda? • Napomene: • RFQ = Request For Quote  upit za ponudu • NDA = Non-disclosure agreement  ugovor o povjerljivosti • Milestone = marker ili miljokaz  vremenski važna točka tijekom razvoja projekta; označava dovršetak (ili početak) određenog skupa poslova, zadataka, dokumentacije; tipična za gantograme • Gantt chart = gantogram  položeni stupčasti grafikon koji služi praćenju projekata kroz vrijeme • Type test  tipsko ispitivanje = ispitivanje na jednom primjerku serije (prototipu) za utvrđivanje sukladnosti s naznačenim podacima • Serial test  serijsko ispitivanje = ispitivanje na svakom primjerku serije

  31. Tipični proces razvoja proizvoda • Korak 1: primitak i analiza upita (prvi kontakt) • Korak 2: NDA • Korak 3: inicijalni sastanakinicijalni tehnički zahtjevi

  32. Tipični proces razvoja proizvoda • Korak 1: primitak i analiza upita (prvi kontakt) • Korak 2: NDA • Korak 3: inicijalni sastanakinicijalni tehnički zahtjevi • Korak 4: simulacije, analize normi, patenata, postojećih rješenja, cijene • Korak 5: preliminarna/informativna ponuda

  33. Tipični proces razvoja proizvoda • Korak 1: primitak i analiza upita (prvi kontakt) • Korak 2: NDA • Korak 3: inicijalni sastanakinicijalni tehnički zahtjevi • Korak 4: simulacije, analize normi, patenata, postojećih rješenja, cijene • Korak 5: preliminarna/informativna ponuda • Korak 6: Sinteza idejnog rješenja (potpisanog s obje strane) • Korak 7:Definiranje razvojnih i ispitnih timova, milestoneova, tipa komunikacije • Korak 8: potpisivanje ugovora ili konačne ponude

  34. Tipični proces razvoja proizvoda • Korak 1: primitak i analiza upita (prvi kontakt) • Korak 2: NDA • Korak 3: inicijalni sastanakinicijalni tehnički zahtjevi • Korak 4: simulacije, analize normi, patenata, postojećih rješenja, cijene • Korak 5: preliminarna/informativna ponuda • Korak 6: Sinteza idejnog rješenja (potpisanog s obje strane) • Korak 7:Definiranje razvojnih i ispitnih timova, milestoneova, tipa komunikacije • Korak 8: potpisivanje ugovora ili konačne ponude • Korak 9: razvojne faze • Korak 10: izrada prototipa, razvojna ispitivanja • Zapamtite za kasnije!

  35. Tipični proces razvoja proizvoda • Korak 1: primitak i analiza upita (prvi kontakt) • Korak 2: NDA • Korak 3: inicijalni sastanakinicijalni tehnički zahtjevi • Korak 4: simulacije, analize normi, patenata, postojećih rješenja, cijene • Korak 5: preliminarna/informativna ponuda • Korak 6: Sinteza idejnog rješenja (potpisanog s obje strane) • Korak 7:Definiranje razvojnih i ispitnih timova, milestoneova, tipa komunikacije • Korak 8: potpisivanje ugovora ili konačne ponude • Korak 9: razvojne faze • Korak 10: izrada prototipa, razvojna ispitivanja • Korak 11: tipska ispitivanja i izvještaji • Korak 12: puštanje u pogon • Korak 13: serijska proizvodnja • Korak 14: održavanje, podrška korisnicima

  36. Primjer razvoja proizvoda • Razvoj proizvoda – primjer fotonaponskog pretvarača:

  37. Ubrzani razvoj proizvoda – zašto? • Razvoj = ispitivanje u laboratoriju?

  38. Ubrzani razvoj proizvoda - rješenje • Kombinirati najbolje iz stvarnog i virtualnog svijeta: stvarni reg. sustav (real-time) i modelpretvarača i procesa (real-time)

  39. Primjer 1 – DC/DC pretvarač • Silazni pretvarač prema slici: • L  iL  L = 0.1 mH • C  uC  C = 375 F • R  IDK  R = 1.5  • UB = 100 V, UD = 45V • GRAP aplikacija i demo: • Otvoreni i zatvoreni regulacijski krug • Kontinuirani i diskontinuirani režim rada

  40. Primjer 1 – DC/DC pretvarač • Regulacija napona - realizacija

  41. Primjer 1 – DC/DC pretvarač • Regulacija napona – rezultati • Odziv na skokovitu promjenu referentnog napona 45V  20V • Odziv na skokovitu promjenu referentnog napona 20V  45V

  42. Primjer 2 – DC/AC pretvarač • Trofazni izmjenjivač prema slici: • Pretvarač za fotonaponsku elektranu • Vektorsko upravljanje • GRAP aplikacija i demo: • Skokovita promjene reference u D i Q osi • Asimetrija i harmonici u mreži • Don’t panic!

  43. Primjer 2 – DC/AC pretvarač • Trofazni izmjenjivač – realizacija (detalji): • PLL • transformacije

  44. Zaključak • Zaključci: • Programiranja modernih upravljačkih platformi je gotovo trivijalno (uz prave alate) • Energetska elektronika može biti jednostavna • Razvoj proizvoda nikad nije trivijalan • Uskoro: • Novi moduli • Nove projekti • Prilike za suradnju • Prilike za učenje

  45. Hvala vam na slušanju! Pitanja? Kontakti: elektronika@koncar-institut.hr tcihak@koncar-institut.hr jbabic@koncar-institut.hr mvlah@koncar-institut.hr aersek@koncar-institut.hr mpuskaric@koncar-institut.hr

More Related