Projektbeispiel: Integrationstest von Schienenfahrzeugen

Implementierung eines CANopen-Slave Custom Device für VeriStand zur Simulation

test

Der Integrationstest von Zugsteuerungen erfordert die Simulation von CANopen-Geräten innerhalb eines Zuges. Dafür ist es notwendig, anhand der CANopen-Spezifikation ein Custom Device für NI VeriStand zu implementieren.

Anforderungen

  • Alle erforderlichen Kommunikationsdienste, die in der CANopen-Spezifkation beschrieben sind, sollten bereitgestellt werden.
  • Mehrere virtuelle Geräte sollten an einer physikalischen Schnittstelle simuliert werden.
  • Mehrere physikalischen Schnittstellen sollten parallel in einem System betrieben werden.
  • Das Objektverzeichnis des CANopen-Gerätes soll basierend auf EDS-Dateien (Electronic Data Sheet) automatisch erzeugt werden.
Schienenfahrzeug

Umsetzung

  • Für die Abbildung aller notwendigen Funktionalitäten des Custom Devices mussten alle Schnittstellen genau benannt werden:
    - Busseitige CANopen Kommunikation mit der gerätespezifischen Datenbasis des Objektverzeichnisses,
    - Spezifische Kanalschnittstelle von NI Veristand.
  • Anhand der notwendigen Schnittstellen und Funktionalitäten konnten die erforderlichen Konfigurationsparameter und entsprechenden Konfigurationsseiten für das Custom Device im System Explorer von NI Veristand entworfen werden.
  • Um die Konfiguration eines CANopen Custom Devices zu vereinfachen, ist die Datenübernahme des Objektverzeichnisses aus einer EDS-Datei (Electronic Data Sheet) möglich.
  • Weitere Konfigurationsmöglichkeiten sind schnittstellenpezifische Einstellungen sowie die Kanalkonfiguration zur Anbindung an NI Veristand.
  • Standardmäßig sind verschiedene Kanäle vordefiniert, um den Zustand des CANopen Slave Device abzubilden.
  • Der Kommunikationsteil des Custom Device besteht im Aufbau aus mehreren einzelnen Schichten.
  • Bei der Implementierung wurde großen Wert auf die Funktionsfähigkeit und Qualität des Quellcodes gelegt.
  • Durch den Einsatz des objektorientierten Programmieransatzes war es möglich die hierarchische Kommunikationsstruktur zu abstrahieren und zu optimieren.

Zusammenfassung

Der entwickelte CANopen Slave Custom Device für NI VeriStand ermöglicht die Simulation von mehreren CANopen Slave Geräten und die Anbindung von einer oder mehreren CAN-Schnittstellen. Durch die Kopplung der CANopen-Anbindung mit den entsprechenden Simulationsmodellen über NI Veristand-Kanäle, können die verschiedensten Geräte eines Schienenfahrzeuges simuliert werden. Durch die selektive Zu- und Abschaltung der simulierten Geräte ist es möglich verschiedenste Betriebszustände sowie Fehlerzustände zu testen. Dies ist mit realen Geräten nur unter erschwerten bzw. kostenintensiven Bedingungen möglich. Die Implementierung auf Grundlage der objektorientierten Programmmierung erlaubt eine leichte Erweiterbarkeit sowie Wartbarkeit des gesamten Custom Devices. Auch eine einfache Integration weiterer physikalischer CAN-Schnittstellen ist damit sichergestellt.

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