起搏器

作为领先的技术开发人员而作为HVACR行业基于云的物联网(IoT)解决方案制造商,PaceControls自2011年以来一直依靠基于模型的开发(MBD)流程来开发其节能算法。PaceCols的第三代产品,基于Android的4G LTE/Wi-Fi/ZigBee无线能源和智能电网产品套件,命名为space+space云,是使用嵌入式设计、测试和生成的。

位于恒温器和HVACR设备之间的起搏控制技术接受恒温器控制信号和其他信号,以产生优化的控制信号,从而最小化HVACR设备的能耗。此外,还计算并使用Verizon LTE网络实时估计节能并与云和客户通信。在大型商业装置中,屋顶组件(RTU)网络提供加热和冷却。每个RTU上都安装了空间节点,并通过ZigBee网络彼此通信。与大多数大容量商业控制产品一样,OTA固件更新也受到支持。

挑战

HVACR系统有多种配置和尺寸,从单压缩机/单风扇到多压缩机/多风扇机组。PaceControls技术必须足够灵活,以适应10种主要的HVACR配置,每种配置有超过200个单独的需求。除了质量、成本和进度之外,其他挑战还包括:管理需求和算法复杂性、易于安装和使用、准确估计节约等。

解决方案-嵌入开发过程

依托嵌入式技术与MBD流程相结合,PaceControls在四年时间内成功开发部署了两代PACE+PACE云,无明显缺陷。MBD是一个由仿真和硬件在环(HIL)测试组成的过程,并且嵌入完全支持该过程中的所有步骤。

在仿真阶段,系统需求由设计模型表示。设计模型是动态框图和/或状态机模型,以最大和最小边界信号的时程信号形式显示需求和可接受偏差。设计模型使用嵌入在模型中的嵌入超链接链接到它们的需求。其次,建立了HVACR系统的动态模型(又称工厂模型),并对能量和需求优化控制算法进行了设计、分析和建模。组合的“控制+工厂”模型经过迭代的“分析+重新设计+模拟”过程,直到其性能在每个设计模型的可接受范围内。嵌入方框图和状态图、分析工具箱、过滤和优化功能在仿真步骤中被广泛使用。
“Embed是一个功能强大、可靠、支持良好的控制算法开发环境,它在整个产品设计周期中都使用PaceControls。如果没有嵌入,我们就无法开发具有这种复杂度的算法。”
在HIL测试步骤中,Embed自动为控制器模型生成C代码。然后将代码作为Android应用程序使用嵌入式支持库进行编译,并使用云连接的高通Snapdragon微控制器在PACE节点上执行。然后在桌面设置中测试产品,以确保正确计算传感器缩放、延迟、执行顺序、初始化、CPU利用率和准确性。在桌面设置中,设备被一个由嵌入式模型控制的通用I/O板所取代,该嵌入式模型为传感器产生测试信号,并记录来自微控制器的执行器信号。桌面测试完成后,将PACE节点系统连接到实际的HVACR系统,并根据设计模型重新评估性能。

成果和益处

PaceControls使用嵌入式技术设计并交付了两代质量能源行业领先的智能电网解决方案。在超过19000个安装装置中,没有一个重大缺陷报告。嵌入式技术充分支持MBD过程的关键要素,包括需求捕获、控制系统分析与设计、过滤、优化、仿真测试、自动代码生成和HIL测试。最新的PaceControls套件包含15000多个嵌入块,生成了20000多行代码,满足了2000多个需求。产品开发的概念是1.5年,由四名工程师组成的FTE开发团队。

利用Altair嵌入式开发设计模型

核查过程回答了一个问题:“我们把它建对了吗?”。

关于起搏器

PaceControls位于费城海军基地的清洁能源校园,是一家领先的技术开发商和制造商,为供暖、通风、空调和制冷(HVACR)行业提供云基础物联网智能电网解决方案。公司生产线跨越三代,全球有19000多个装置,为客户提供了15%以上的电力和天然气能源使用节约。

起搏器
101号,海军造船厂清洁
能源校园,
4747 S宽St,
宾夕法尼亚州费城
19112年,美国

http://www.pacecontrols.com/