2.2. Программный инструментарий для проектирования мехатронных систем
Проектирование систем на основе мехатронных модулей требует использования соответствующих программ, предоставляемых их производителем. Программное обеспечение позволяет создать проект – виртуальную схему устройства, которая реально функционирует как аппаратное устройство.
Зачастую поставляемое программное обеспечение позволяет не только создать проект, но и осуществить моделирование его работы, то есть заменить сигналы, которые должны поступать на входы, сигналами, которые формируются самим устройством, а остальную часть устройства запустить в штатном режиме. В этом случае, как правило, моделирование осуществляется в режиме реального времени.
Режим реального времени имеет свои достоинства и недостатки.
Достоинства этого режима состоит в том, что при этом могут быть использованы реальные входные сигналы, и также в том, что наблюдатель воспринимает работу программы моделирования максимально приближено к тому, как она наблюдается при реальной работе системы. Второе достоинство важно при работе тренажерных устройств.
Недостатком режима реального времени является излишне большое время для получения результата, поскольку, как правило, машинное время течет существенно быстрее реального, что позволяет за тот же интервал времени осуществить множество повторных моделирований, например, с целью оптимизации регулятора.
Ниже рассматривается один из примеров программных средств проектирования таких систем.
2.3. MexBios Development StidioTm
Разработчики из Томского политехнического университета совместно с малым предприятием «NPF Mechatronica-Pro» LTD разработали и предлагают программное обеспечение для моделирования и отладки мехатронных систем, которое названо ими MexBIOS Development StidioTM. Демо-версия программного обеспечения, а также учебный видеофильм и инструкция по установке в виде файла Instal MexBIOS and Library.pdf могут быть загружены с сайта http://www.mechatronica-pro.com/ .
MexBIOS Development Studio – это визуальная среда разработки и моделирования встроенного программного обеспечения систем управления электродвигателями, технологическими комплексами, программируемыми логическими контроллерами.
Для целей моделирования работы программ и изучения среды MexBIOS Development Studio распространяется бесплатно и предоставляет пользователю возможности:
создавать собственные программы управления электродвигателями, технологическими комплексами, ПЛК;
выполнять моделирование работы программы и электромеханических объектов и систем;
производить отладку программы загруженной в микроконтроллер;
время исполнения программы в микроконтроллере не более двух часов (демонстрационный режим);
устанавливать библиотеки компонентов для новых микроконтроллеров.
Для использования среды MexBIOS Development Studio в коммерческих целях необходимо приобрести лицензионный ключ. В дополнение к описанному функционалу приобретение лицензии предоставляет:
не ограниченное время исполнения программы в микроконтроллере;
тиражирование устройств на базе технологии MexBIOS;
бесплатные консультации по работе среды в течение 1 года;
Примечания:
для использования среды с требуемым микроконтроллером необходимо скачать соответствующую библиотеку в разделе Software. В настоящее время доступны для загрузки следующие библиотеки: TMS320F2803x, TMS320F281x версии 1.0;
библиотеки версии 1.1 и выше данной версией MexBIOS Development Studio не поддерживаются. Для их использования необходимо установить обновленную версию среды 2.15.3.0 и выше.
Обучение работе с программным обеспечением не представляет большой сложности, поскольку авторы разработали интуитивно понятный инструментарий для создания проектов методом графического программирования, в котором создание новых структур осуществляется приблизительно таким же путем, как это делается в программах VisSim., MultiSim, PSpice, OrCAD, PCAD и других. Эта программа, тем не менее, не позволяет автоматически оптимизировать регуляторы.
Рис. 3. Сайт разработчика программного обеспечения MexBIOS Development Studio (http://www.mechatronica-pro.com/)
Рис. 4. Окна программы MexBIOS Development Studio в различных режимах для графического программирования мехатронных систем и моделирования их работы