IAV：使用数字孪生对PLC控制功能做自动化测试来减少工厂停机时间

IAV工程师利用Speedgoat Baseline实时目标机器上运行的物料处理系统（MHS）的数字孪生，通过虚拟调试和对新的可编程逻辑控制器（PLC）控制功能做自动化测试，极大地降低了复杂物料处理系统的停机成本。

IAV是一家知名的工程公司，在跨学科的流程以及电气和机械工程，计算机科学和企业管理等领域拥有丰富的知识。 他们正在应用经过验证的工程方法，例如在汽车和工业应用中使用基于模型设计的持续集成，硬件在环仿真，自动化测试以及敏捷工作。

  采用数字孪生虚拟调试PLC控制功能  

复杂的物理设备（例如现代MHS）由处于不同自动化级别的多个控制单元控制。 传统上集成和测试新的控制器功能和硬件时需要关闭工厂，从而导致极大的停机成本。 另外，使用真实的物理工厂来实现高的测试覆盖率既费时又成本高昂。 此外，在工厂操作模式下很难实现大规模自动化测试，如果不做大量自动化测试，后期可能会由于检测到故障导致进一步的停机。 为战胜这些挑战，IAV设计了MHS系统的虚拟工厂并将其部署到Baseline实时目标机上。 然后使用通讯接口（例如PROFINET）将Baseline实时目标机连接到PLC。

采用该测试系统，IAV工程师可以通过对数字孪生进行虚拟调试来扩大测试范围，实现方法是复现包括I/O接口和现场总线通讯的场景并且控制信号以模拟组件异常或人机交互异常行为。

  集成可重现的自动化测试  

随着测试覆盖率增加，IAV逐渐获得数字孪生的更多益处，例如通过XCP和OPC UA接口集成的INCA FLOW自动化测试软件实现自动化和可重复性的测试。每台Baseline实时目标机都默认提供XCP接口，现代PLC支持通过OPC UA进行访问。

对于MHS项目， 使用IAV的产品INCA FLOW来测试某些特定反应以及使用图形化规范对整个系统进行验证。 这样就可以对工厂的严重情况进行额外的测试，例如，操作错误或失效，包括非常危险而无法在实际物理工厂进行测试的操作错误或失效。 相同的测试场景还可以用于软件在环（SIL）或模型在环（MIL）。

  通过预测性维护进一步减少停机时间  

IAV和Speedgoat一起继续推动工业4.0和工业工作流程及过程，例如通过物理模拟得出综合故障数据，通过状态监视的机器学习算法对这些数据进行分类。 最终可以通过预测性维护进一步减少工厂的停机时间。

  IAV测试系统  

使用的Speedgoat产品

• Baseline实时目标机
• IO130 16位模拟I/O模块
• IO204 并行数字I/O模块
• IO752 PROFINET Device(slave) I/O模块

使用的MathWorks产品

• MATLAB®
• Simulink®
• MATLAB Coder™
• Simulink Coder™
• Simulink Real-Time™
• Stateflow®

Braunschweig, Germany

www.iav.com

Images: IAV GmbH