Hardware-Komponenten

Die SCALEXIO Failure Insertion Unit (FIU) besteht aus mehreren Komponenten:

• Eine On-Board Failure Routing Unit (FRU) auf den I/O-Kanälen bereitet die Fehlersimulation durch Umschalten der I/O-Kanäle auf Failrails vor. Die FRU steht für jeden Kanal auf den MultiCompact und HighFlex Boards zur Verfügung und stellt den Kanälen die Funktionen der zentralen FIU durch Relais bereit.
• Abhängig von ihren Eigenschaften sind die Kanäle durch das Hochstrom-Failrail (bis zu 80 A) oder das Failrail mit niedrigen Kapazitäten (bis zu 1 A) mit dem Fehlersimulationssystem verbunden. Das Failrail mit niedrigen Kapazitäten für optimale Signalqualität verbindet die Signalgenerierungskanäle und Buskanäle mit der zentralen FIU. Das Hochstrom-Failrail verbindet Signalmesskanäle mit der zentralen FIU.
• Die zentrale FIU befindet sich entweder auf dem DS2642 FIU & Power Switch Board oder der DS2680 I/O Unit. Die zentrale FIU schaltet die Fehler mit Hilfe von Halbleiterschaltern. Da sie sehr schnell schaltet, ist es möglich, Wackelkontakte zu simulieren oder Fehler für einen definierten Zeitraum einzustreuen.
• Mit dem Fail Rail Segment Switch werden ausgewählte Segmente der Fail Rails für die Fehler hinzugeschaltet. So kann die Leitfähigkeit minimiert werden, um sogar für große Simulationssysteme, die eine hohe Anzahl an Ein-/Ausgängen haben oder die über mehrere Schränke verteilt sind, Signalverfälschungen zu vermeiden.

Lizenzkonzept

Die SCALEXIO HighFlex und MultiCompact Boards enthalten eine Funktion für die Fehlersimulation (FS). Um die Fehlersimulation zu aktivieren, benötigen Sie eine zusätzliche FS-Lizenz. Die FS-Lizenz wird auf dem Host-PC geprüft. Jede Lizenz kann für ein SCALEXIO-System verwendet werden. Unterschiedliche Lizenzmodelle ermöglichen den Einsatz der Fehlersimulation mit unterschiedlicher Anzahl an I/O-Kanälen, die Fehler simulieren können. Die Fehlersimulation wird in ConfigurationDesk konfiguriert. Daher benötigen Sie eine SCALEXIO-Failur Simulation-Lizenz für die Anzahl der I/O-Funktionen, die auf eine in Ihrer Echtzeitanwendung verwendeten FRU gemappt sind. Die FS-Lizenz wird nur für die Ausführung der Simulation benötigt, nicht für die Konfiguration der I/O-Kanäle mit ConfigurationDesk.

FIU-Status nachverfolgen

Die Diagnosefunktionen von Steuergeräten müssen jeden Fehler innerhalb einer bestimmten Zeit erkennen. Um die Tests von Steuergeräte-Diagnosefunktionen zu unterstützen, bietet SCALEXIO die FIU-Statusverfolgung. Dadurch ist es möglich, FIU-Status zu messen und aufzuzeichnen und so die Dauer zwischen einer Änderung des FIU-Status bis zu einem anderen Ereignis wie der Erkennung eines Fehler zu überwachen.

Fehler auf mehreren Signalen

SCALEXIO unterstützt die gleichzeitige Eingabe von Mehrfachfehlern während der Simulation für Fehlerklassen wie Kabelbruch, Kurzschluss nach Masse oder UBAT bzw. Kurzschluss zwischen Kanälen. Diese Funktion lässt sich für Kanäle ohne Kanaldopplung in ConfigurationDesk aktivieren.

Zusätzliche Fault Insertion Units für kundenspezifische Systeme

Für das kundenspezifische System sind neben der SCALEXIO Fault Simulation weitere Arten der Fehlersimulation verfügbar. So können Sie das System an Ihre projektspezifischen Anforderungen anpassen. Die Fehlersimulation für kundenspezifische Systeme kann mit dem ControlDesk Failure Simulation Module oder optional mit AutomationDesk ferngesteuert werden.

Fehlersimulation Variante 1

Variante 1 für die Fehlersimulation auf SCALEXIO unterstützt die Fehlersimulation auf allen Steuergeräte-Eingangs- und Ausgangspins. Alle digitalen und analogen I/O-Boards von dSPACE können für die Fehlersimulation verwendet werden. Die Relais-Boards (DS291) zur Fehlersimulation können allein zur Fehlersimulation von Sensorsignalen (ECU-Eingänge) oder in Verbindung mit Lastkarten (DS281) von Aktorsignalen (ECU-Ausgänge) verwendet werden. Die Ansteuerung der Fehlerrelais erfolgt seriell über RS232.

Fehlersimulation Variante 2

Die zweite Variante der Fehlersimulation nutzt eine zentrale Relaisschaltmatrix (DS293) zur Fehlersimulation an Steuergeräte-Ein- und Ausgängen. Fünf verschiedene Systempotentiale (z. B. Klemme 30, Klemme 31, Klemme 15) können über Lastmodule (DS282) auf drei verschiedene Rails geschaltet werden. Weitere Geräte, die angeschlossen werden können, sind verschiedene Messgeräte (Meas0-4), eine elektronische Quelle (Source) und Rsim-Module für die Übergangsimpedanz. Die Fehlersimulation wird über eine CAN-Schnittstelle gesteuert.

Hochstrom-Fehlersimulation

Die Hochstrom-Fehlersimulationseinheit auf SCALEXIO unterstützt die Fehlersimulation auf Steuergeräte-Ein- und -Ausgängen. Eine FIU-Reglerkarte (DS5355) unterstützt bis zu 19 Signalkanäle auf zwei High-Current FIU Relay Trays (DS5390). Da die FIU-Reglerkarte sehr modular ist, lässt sie sich für eine höhere Kanalanzahl erweitern. Diese Relay Trays ermöglichen Fehler mit Strömen bis zu 50 A und Spannungen bis zu 300 V. Die FIU wird von ControlDesk über eine serielle RS232- oder CAN-Schnittstelle gesteuert.

Angepasste Schnittstellen zur Diagnose- oder Kalibrierungshardware

Viele Unternehmen verfügen bereits über eigene Diagnose- und Kalibrierungshardware, um Aufgaben wie das Auslesen interner Steuergerätevariablen aus dem Fehlerspeicher durchzuführen. Wenn Sie Ihre eigene Diagnose- und Kalibrierungshardware verwenden wollen, benötigen Sie eine spezielle Schnittstelle für SCALEXIO, die in einigen Fällen ein Engineering erfordert. Sie können jede Art von Messgerät, Digital Scope und Diagnosegerät mit speziellen Protokollen wie GPIB oder RS232 anschließen.

Reale Systemkomponenten

In einigen Fällen müssen die realen Systemkomponenten (z. B. Einspritzventile, Hydraulikkomponenten und Sensoren) in SCALEXIO integriert werden. Dies ist zum Beispiel notwendig, wenn Komponenten für das gleiche Steuergerät von verschiedenen Lieferanten geliefert werden und zusammen mit dem Steuergerät in der simulierten Umgebung getestet werden müssen. Außerdem kann nicht jede Fahrzeugkomponente mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand genau genug simuliert werden. Einige Steuergeräte benötigen echte Lasten an ihren Ausgängen, um zu funktionieren.

Andere Hardware-Komponenten

• Optionale Einbindung von Hardware von Drittanbietern, z. B. Load Panels, Signalrouting-Units, GPIB-Instrumente
• Module zur Leistungsumschaltung

CAN-Gateway

In großen CAN-Netzwerken spielt der Test der Buskommunikation eine zentrale Rolle. Ingenieure müssen das Verhalten der Steuergeräte und verteilten Funktionen testen, wenn eine erwartete CAN-Botschaft ausbleibt oder unerwartete Signale enthält. Zur Simulation von Fehlern wird ein CAN-Gateway-Modul in das CAN-Netzwerk eingefügt (siehe Abbildung). Jedes Steuergerät kann individuell mit einem der beiden CAN-Controller im dSPACE Simulator verbunden werden. Die Signalmanipulation per Software ermöglicht es Ihnen, beliebige CAN-Botschaften von einem beliebigen Steuergerät zu ändern, um eine vordefinierte Wirkung auf die anderen Steuergeräte im CAN-Netzwerk zu erzielen. Die CAN-Software (dSPACE Bus Manager) bietet ein breites Spektrum an typischen Fehlersituationen bis hin zur Nachrichten- oder Einzelsignalebene.