對(duì)于單件小批量生產(chǎn)企業(yè)和擁有大量相似車(chē)型的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，快速、靈活和高性價(jià)比的綜合檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)起著極其重要的作用。德國(guó)肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)就為 ABT e-Line 有限公司開(kāi)發(fā)實(shí)施了這樣一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，它能夠用于檢測(cè)各種車(chē)型的性能，比如已完成電動(dòng)轉(zhuǎn)型的大眾（VW）廂式車(chē)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)的核心特征之一是使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)組件。 

  肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的試驗(yàn)臺(tái)正在測(cè)試一輛由 ABT 公司完成電動(dòng)轉(zhuǎn)型的大眾廂式車(chē) 

  肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（HS Kempten）研發(fā)的試驗(yàn)臺(tái)主要用于車(chē)輛功能測(cè)試。該試驗(yàn)臺(tái)是在肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)專門(mén)研究汽車(chē)和自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用及開(kāi)發(fā)課題的控制工程和車(chē)輛系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中開(kāi)發(fā)而成。實(shí)驗(yàn)室在 2016 年成立初期，主要測(cè)試單個(gè)零部件的可靠性，后來(lái)其活動(dòng)范圍逐漸擴(kuò)大至復(fù)雜的完整系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，甚至還包括教學(xué)活動(dòng)。
  試驗(yàn)臺(tái)不僅可以測(cè)試新車(chē)輛和新功能，而且還能夠檢查各個(gè)功能之間如何相互影響。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，車(chē)輛可以在其原有的適于行駛的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，而不用像大多數(shù)傳統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)那樣必須進(jìn)行改裝。
  來(lái)自肯普滕大學(xué) Allgäu 研究中心的研究助理 Florian Zerbes 在介紹測(cè)試范圍和過(guò)程時(shí)說(shuō)道："對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，試驗(yàn)臺(tái)主要測(cè)試通過(guò)高壓電池包供電的暖通空調(diào)系統(tǒng)是否會(huì)對(duì)打開(kāi)和關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)以及駕駛等車(chē)輛最重要的功能產(chǎn)生影響，測(cè)試內(nèi)容包括規(guī)定測(cè)試周期，反復(fù)啟動(dòng)、停止車(chē)輛以及讓車(chē)輛提速。車(chē)輛狀態(tài)會(huì)因測(cè)試結(jié)果發(fā)生變化，即暖通空調(diào)系統(tǒng)打開(kāi)或關(guān)閉，電池的充電水平也因此改變。通過(guò)肯普滕大學(xué)的試驗(yàn)臺(tái)，該測(cè)試過(guò)程可以完全獨(dú)立地運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。這個(gè)過(guò)程包括連續(xù)采集試驗(yàn)臺(tái)和車(chē)輛中的數(shù)據(jù)，以便對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)化為最終的測(cè)試結(jié)果。" 

  內(nèi)部配有機(jī)器人和用于車(chē)輛操控的直線電機(jī) 

  試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)
  與車(chē)輪連接的電機(jī)輸出軸提供車(chē)輪滾動(dòng)阻力，模擬車(chē)輛在道路上行駛。車(chē)輛內(nèi)的機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火鑰匙，進(jìn)行換擋操作，以及操控車(chē)內(nèi)的各個(gè)按鈕，例如車(chē)內(nèi)氣候控制系統(tǒng)的按鈕。踏板上的直線電機(jī)按下油門(mén)和剎車(chē)踏板，而轉(zhuǎn)向電機(jī)則驅(qū)動(dòng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)向。車(chē)外的第二個(gè)機(jī)器人將各種充電線插入充電插座和從充電插座拔出。 

  倍�？刂葡到y(tǒng)（中間）：在此應(yīng)用中，一臺(tái) C6030 超緊湊型工業(yè) PC、7 個(gè) EL6751 EtherCAT 端子模塊以及 1 個(gè) EL6614 端子模塊構(gòu)成試驗(yàn)臺(tái)的中央控制平臺(tái)，并直接與所有組件進(jìn)行通信 

  測(cè)量模塊用于采集車(chē)內(nèi)線束的電流和電壓，以便進(jìn)行后續(xù)分析。安裝有 TwinCAT 的倍福 C6030 超緊湊型工業(yè) PC 作為控制平臺(tái)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與各組件和車(chē)輛（通過(guò) CAN 總線）之間的通信。中央控制單元用于協(xié)調(diào)控制各個(gè)組件，可以使用不同的程序進(jìn)行各種不同的測(cè)試。9 個(gè)能夠集成任何 CAN 和 CANopen 設(shè)備的 EL6751 EtherCAT 單通道通信接口端子模塊確保將 CAN 設(shè)備無(wú)縫集成到 EtherCAT 控制系統(tǒng)中。
  在試驗(yàn)期間，車(chē)輛會(huì)在真實(shí)的路面駕駛條件下進(jìn)行模擬。駕駛試驗(yàn)臺(tái)會(huì)根據(jù)仿真轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪，甚至可以模擬車(chē)輪轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。這種仿真試驗(yàn)真實(shí)度極高，可以使用相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)仿真駕駛員的動(dòng)作。大部分動(dòng)作由工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行，以完成盡可能多的不同動(dòng)作。試驗(yàn)臺(tái)還可以模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，以及車(chē)輛如何與周?chē)�環(huán)境進(jìn)行通信（例如通過(guò) GPS 系統(tǒng)）�？掀针鴳�(yīng)用技術(shù)大學(xué)除了成功開(kāi)發(fā)試驗(yàn)臺(tái)之外，還為系統(tǒng)打造了一個(gè)數(shù)字孿生平臺(tái)。這不僅有利于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)的預(yù)試車(chē)，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)全面的系統(tǒng)可視化和監(jiān)測(cè)。
  工業(yè)技術(shù)助力降低成本、提升靈活性
  肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)在開(kāi)發(fā)新的試驗(yàn)臺(tái)時(shí)，主要考慮如何讓系統(tǒng)盡可能地具有成本效益。只有使用逆變器、電機(jī)和控制器等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)組件才能實(shí)現(xiàn)這一需求。另一個(gè)考慮因素是確保系統(tǒng)能夠快速安裝和拆卸，而且基本上不受車(chē)輛影響。因此，試驗(yàn)臺(tái)必須能夠方便地根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整�？掀针鴳�(yīng)用技術(shù)大學(xué)的機(jī)械工程教授 Andreas Stiegelmeyr 博士在描述系統(tǒng)要求及具體實(shí)施情況時(shí)說(shuō)道："我們開(kāi)發(fā)了一款能夠使用標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛接口測(cè)試大部分車(chē)輛功能的試驗(yàn)臺(tái)，無(wú)論是什么車(chē)型，都能夠通過(guò)快速連接、以最小的投入測(cè)試車(chē)輛的各個(gè)功能。我們?yōu)榇舜蛟炝艘粋�(gè)很好的替代方案，適用于車(chē)型眾多的汽車(chē)制造商，尤其是小批量汽車(chē)制造商。"
  Florian Zerbes 補(bǔ)充說(shuō)道："由于倍�？刂飘a(chǎn)品配備很多不同的工業(yè)組件接口，因此我們從中選用了幾款產(chǎn)品，構(gòu)成中央控制系統(tǒng)。更重要的是，通過(guò)添加 EtherCAT 端子模塊可以輕松擴(kuò)展控制系統(tǒng)，再加上 EtherCAT 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常靈活，因此可以根據(jù)整個(gè)空間情況進(jìn)行優(yōu)化布署。同時(shí)倍福可以提供大量軟硬件產(chǎn)品，這也意味著可以用最小的投入完成大量測(cè)量和控制任務(wù)。最重要的是，倍�；�于 PC 的控制技術(shù)相對(duì)于汽車(chē)領(lǐng)域使用的很多系統(tǒng)，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。" 

  肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué) Allgäu 研究中心的助理研究員 Florian Zerbes 正在進(jìn)行車(chē)輛測(cè)試 

  用于確定測(cè)試序列的工具鏈
  測(cè)試序列使用專門(mén)開(kāi)發(fā)的工具鏈在結(jié)構(gòu)化文本（ST）中編寫(xiě)，并通過(guò) MATLAB/Simulink 生成。這樣可以將 TwinCAT 和 Simulink 有效地結(jié)合使用。Florian Zerbes 說(shuō)道："通過(guò) Simulink 可以自動(dòng)生成包含硬件連接信息的功能塊。在編譯各自模型時(shí)，可以通過(guò) TwinCAT Automation Interface 自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的硬件連接，并在模型和硬件之間創(chuàng)建一個(gè)鏈路層。"新的工具鏈提供以下功能：
  - 毫不費(fèi)力地創(chuàng)建所需的 Simulink 模型
  - 輕松使用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)
  - 自動(dòng)連接硬件，并直接在 Simulink 模型中配置
  - 為用戶提供簡(jiǎn)潔明了的界面
  工具鏈目前的重點(diǎn)是 CAN 總線，這意味著，例如，可以通過(guò) DBC 文件快速創(chuàng)建 CAN 信息塊。然后，像這樣的功能塊可以直接連接模型的其它部分，并且可以在 Simulink 中配置硬件接口。用戶可以通過(guò) GUI 配置各個(gè)信息，并在 Simulink 中直接配置硬件的其它接口。一旦 Simulink 模型創(chuàng)建完畢，就可以通過(guò)工具鏈輕松連接 TwinCAT。用戶需要做的只是決定哪個(gè) Simulink 模型與哪個(gè) TwinCAT 項(xiàng)目相連。
  所有一切全部都可以自動(dòng)完成，同時(shí)，還可以調(diào)整 TwinCAT 項(xiàng)目使用的硬件或 PLC 項(xiàng)目的實(shí)施等。 

  肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)試驗(yàn)臺(tái)上的倍�？刂葡到y(tǒng)接口概覽 

  ABT 公司對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的評(píng)價(jià)
  "肯普滕應(yīng)用技術(shù)大學(xué)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)讓我們能夠快速響應(yīng)不斷變化的客戶需求，在很短的時(shí)間內(nèi)就完成全新的車(chē)輛測(cè)試綜合方案的實(shí)施工作，全自動(dòng)測(cè)試所有車(chē)輛。因此，試驗(yàn)臺(tái)為我們整個(gè)開(kāi)發(fā)流程中的技術(shù)創(chuàng)新提供了支持。"
  關(guān)于德國(guó)倍福（BECKHOFF）
  德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司的總部位于德國(guó)威爾市。公司在世界各地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，目前公司業(yè)務(wù)已遍及70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
  倍福始終以基于PC的自動(dòng)化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、 現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開(kāi)放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。30多年來(lái)，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。2001年3月德國(guó)倍福在北京設(shè)立中國(guó)區(qū)第一個(gè)代表處，2007年5月德國(guó)倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將中國(guó)區(qū)總部遷至上海。此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國(guó)26個(gè)大中城市設(shè)立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價(jià)比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其勇于打破傳統(tǒng)控制模式，傾力推廣PC控制技術(shù)的理念已被越來(lái)越多的中國(guó)用戶所接受。
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