VisSim
VisSimTM


  Gagnant du EDN's "Hot 100" des technologies de pointe en 2001

Les Modules



Linéarise les systèmes non linéaires. Réalise des analyses de Bode, de Nyquist, ... pour des systèmes à variation continue ou discrète.


Convertit automatiquement les modèles VisSim en code C ANSI hautement optimisé qui peut être compilé puis exécuter sur toute plateforme acceptant ce langage.


Simule le comportement d'algorithmes à virgule fixe avant la génération du code destiné à implémentation sur le matériel adéquat.


Module basé sur un assistant pour générer des modèles de fonction de transfert de données en temps réel ou en temps différé.


 

Modélisation et simulation de systèmes de contrôle de moteurs à l'aide d'une bibliothèque spécialisée : moteurs, contrôleurs, senseurs, transformateurs, sources d'énergie.


Réalise des identifications de systèmes, conception de contrôle et reconnaissance de formes.


 

Calcule les valeurs optimales des variables de conception, sous contraintes, à partir des valeurs initiales définies par l'utilisateur.


Module assurant la connexion entre VisSim et un serveur OPC (OLE for Process Control).


 

Offre la possibilité de coupler directement le modèle d'un système avec un processus ou un contrôleur réel pour simulation et validation en temps réel, le matériel étant inclus dans le système. La communication se fait avec des cartes d'acquisition de données standards. Pas de programmation nécessaire.


Version run-time gratuite de VisSim, permettant d'exécuter mais pas de modifier les modèles existants. Est incluse dans VisSim Professionnel.



VisSim/Analyse

VisSim/Analyse vous permet d'analyser l'espace des fréquences d'un modèle VisSim ou d'un sous-système. Il aide à répondre à la question : "est-ce un système stable ?".

VisSim/Analyse approche le comportement d'un système non linéaire en linéarisant le système autour d'un point de fonctionnement choisi. Les systèmes linéarisés peuvent être représentés dans l'espace des états ABCD ou sous le forme d'une fonction de transfert. Avec VisSim/Analyse, vous accédez facilement aux informations sur les fonctions de transfert et sur l'espace des états, vous éditez les zéros et les noeuds et vous créez des graphes de Nyquist, Bode et des points racines quand une analyse du domaine fréquentiel est nécessaire.

Vous pouvez concevoir un contrôleur pour un modèle industriel en éditant interactivement zéros et noeuds de la fonction de transfert dans une fenêtre puis en observant leurs comportements combinés sur des graphes de Bode et de points racines. Une fois les réponses désirées obtenues, le bloc contrôleur avec les noeuds à leurs places est simplement intégré au modèle VisSim.

Ce bloc contrôleur est alors connecté au modèle industriel, créant une boucle avant ou arrière de contrôle. Une simulation est exécutée dans VisSim et ses résultats peuvent être facilement visualisés. La stabilité du système à boucle fermé peut alors être déterminée sur la base de graphes de Nyquist.

Fonctions

  • Approche la dynamique d'un système non linéaire en linéarisant le système autour d'un point opérationnel choisi
  • Calcul de la matrice de l'espace ABCD des états (affichage sur l'écran ou exportation de fichier .M/.MAT)
  • Perturbation numérique pour créer une linéarisation SISO de l'espace ABCD des états
  • Calcul des informations de la fonction de transfert, incluant les polynômes du numérateur et du dénominateur exprimés en puissance du plan S, gains, zéros et positions des noeuds
  • Détermination des graphes de Bode (phase et amplitude), des points racines et de Nyquist
  • Conception interactive de compensateur


VisSim/C-Code

VisSim/C-Code génére automatiquement le code C ANSI équivalent à un modèle VisSim. Le code compilé peut accroître la vitesse d'exécution des simulations d'un facteur 10. Le code peut être destiné à un PC ou à un système enchâssé. Pour un PC, il est possible d'obtenir : un exécutable, une DLL utilisable comme bloc dans VisSim ou un "simObject".

Un "simObject" vous permet d'enchâsser une ou plusieurs simulations VisSim dans vos applicatifs C/C++. Vous contrôlez un "simObject" à partir de l'interface d'application "simObject ". Un "simObject" accepte des données d'entrée, s'exécute au moment choisi et fournit des résultats. Un "simObject" peut être réinitialiser pour une exécution nouvelle et retournera des messages d'erreur.

Les fonctions

  • Génération du code C ANSI directement à partir du modèle
  • Fournit pour les PC : exécutable .exe, DLL ou "simObject"
  • Accroissement de la vitesse d'un facteur 10
  • Conserve les noms des variable utilisées dans le modèle
  • Options disponibles pour les cibles DSP suivantes : TI C2407, C30, C40, C67
  • Génération automatique de DLL appelable à partir de VisSim
  • Génère du code pour les blocs écrits par l'utilisateur
  • Possibilité de constituer une librairie de code source


VisSim/Fixed Point

VisSim/Fixed Point permet de simuler facilement le comportement d'algorithmes à virgule fixe avant de générer le code qui sera implémenter sur la puce électronique. Vous pouvez simuler des algorithmes à virgule fixe -- par exemple des filtres -- conjointement avec des composants à virgule flottante -- tel que le modèle d'un amplificateur -- pour valider leur comportement à travers un prototype virtuel.

Quand il est utilisé avec VisSim/DSP ou VisSim/C-Code, VisSim/Fixed Point génère un code hautement performant pour le DSP C2000 de Texas Instruments ou pour tout autre cible acceptant du C compilé.

VisSim/Fixed Point est livré avec une présentation pédagogique sur la conception des contrôleurs à virgule fixe, y compris un exemple de conversion d'un contrôleur à virgule flottante en un contrôleur à virgule fixe.


VisSim/ModelWizard

VisSim/ModelWizard est un logiciel fonctionnant dans l'environnement Windows dédié au développement de modèles hautement représentatifs et dynamiques de sous-systèmes de processus industriels ou de composants tirés de données industrielles historiques ou temps réel . A l'aide de VisSim/ModelWizard, les ingénieurs et techniciens en charge du contrôle des processus peuvent créer les modèles de réglage des contrôleurs sans y consacrer des semaines de développement.

Data Source > Encoder > Modulator ==Channel==> Demodulator > Decoder > Signal Sink

VisSim/ModelWizard se présente comme une interface d'un assistant couplée à un ensemble d'algorithmes élaborés. Les algorithmes identifient les fréquences significatives d'un système, même en présence de bruit, et génèrent un modèle mathématique d'ordre optimal ou d'ordre défini par l'utilisateur. Le logiciel est conçu pour générer des modèles pour des systèmes SISO (Single Input/single output) et est particulièrement bien adapté aux systèmes contrôlés par PID. Ces modèles peuvent facilement être assemblés avec d'autre blocs VisSim (blocs de contrôle PID, par exemple) pour réaliser des simulations de processus, des réglages (optimisation) ou servir à la formation d'opérateurs.

 Automatic optimization of controller gains of a PID controller with VisSim/OptimizePRO.



VisSim/Motion

VisSim/Motion est un ensemble de blocs qui permet aux ingénieurs de facilement modéliser et simuler des systèmes de contrôle de mouvement à l'aide d'une librairie de composants pré-construits. Sélectionnez et connectez les composants, cliquez avec le bouton droit sur chacun d'entre eux et remplissez la boite de dialogue avec les valeurs de vos paramètres. Lancez la simulation et appréciez le comportement de votre système.

VisSim/Motion comprend :

  1. Moteurs : AC induction, Permanent Magnet Brushless, Brush DC, pas à pas.

  2. Controlleurs : AC induction Field Oriented Control, PWM single phase, dual phase and space vector, PID, six step commutator, pas à pas

  3. Capteurs: frequency demodulator, Hall, encoder, LVDT, rotary servo potentiometer, rotary tachometer

  4. Transformées: Clarke, Park, Clarke inverse, Park inverse

  5. Charges: rotationnelle, translationnelle

  6. Sources de courant : 3-phasé sinusoïdal, 3-phasé onde carrée

  7. Un ensemble de didacticiels montrant comment utiliser VisSim/Motion pour modéliser et simuler des systèmes de contrôle de mouvement utilsant "AC induction" et "DC brushless".

 

Position Control
Using Brushless DC Motor



VisSim/NeuralNet

VisSim/NeuralNet est spécialisé dans l'identification de système non-linéaire, les problèmes de diagnostic, la prise de décision, la prédiction et autres problèmes où la reconnaissance des forme est importante.

Les scientifiques utilisent les réseaux de neurones pour apprendre des comportements non-linéaire à partir de jeux de données existants. Une fois entraîné, le réseau de neurones est utilisé pour prédire le comportement du système en fonction des valeurs d'entrée.

Les réseaux de neurones peuvent être entraînés et exécutés directement à partir d'un diagramme VisSim.

Les fonctions

  • Méthodes d'apprentissage par rétropropagation du gradient, LVQ/Kohonen, probabiliste et régression généralisée
  • Sorties continues ou discrètes
  • Accepte la définition de la topologie du réseau, des coefficients et des méthodes d'étude
  • Modifications interactives des caractéristiques d'apprentissage et des méthodes d'étude
  • Gestion interactive des erreurs d'étude
  • Sauvegarde et restauration des poids appris


VisSim/OptimizePro

VisSim/OptimizePro calcule les valeurs optimales des variables de conception, en respectant les contraintes définies par l'utilisateur, à partir de valeurs d'entrée fournies par l'utilisateur.

Par exemple, OptimizePro peut calculer automatiquement les gains optimaux d'un contrôleur PID qui donnent le temps minimal pour atteindre le point de fonctionnement ainsi que le risque minimal de dépasser ce point. Il permet la définition de fonctions de coût qui peuvent prendre en compte le comportement du contrôleur, par exemple les temps de montée et de fonctionnement nominal.

OptimizePro fonctionne aussi avec des systèmes physiques quand il est associé aux modules Real-Time et ECD de VisSim.



VisSim/OPC

VisSim/OPC est un add-on à VisSim qui permet de se connecter à n'importe quel serveur OPC (OLE for Process Control). En l'utilisant, vous pouvez facilement récupérer des données et simuler un processus pour des réglages hors ligne ou pour former des opérateurs. La gestion de l'échange de données entre VisSim et le serveur OPC se fait simplement en insérant dans le modèle VisSim les blocs "OPC Read" et "OPC Write".

Les  blocs "OPC Read" et "OPC Write" permettent de lire et d'écrire des données sur un serveur OPC. Les taux de mise à jour et les modes d'échange des données peuvent être rapidement modifiés à l'aide des boites de dialogue de ces blocs.

VisSim/OPC a été testé avec succès sur des matériels PLC/DSC de firmes suivantes : Honeywell, Emerson Process, Siemens, Allen Bradley, etc. (PLC : Powerline Communications; DCS : Digital Selective Calling)

Fonctions

  • Connexion automatique au serveur OPC

  • Rétablissement automatique des connexions interrompues

  • Connexion à plusieurs serveurs OPC
  • Test dynamique des erreurs
  • Echange des données activé et arrêté automatiquement
  • Echange des données synchrone ou asynchrone
  • Affichage de l'état du processus d'échange des données
  • Liste des événements et erreurs


VisSim/Real-Time

Etudes de systèmes comportant du matériel dans la boucle

>Le module VisSim/Real-Time permet de connecter le modèle d'un système élaboré avec VisSim directement sur le monde extérieur par l'intermédiaire d'entrées/sorties  numériques ou analogiques. VisSim/Real-Time accepte les entrées/sorties de : Measurement Systems, National Instruments, Advantech et les cartes de contrôle de mouvement à grande vitesse d' ACS Tech80. Ni génération de code, ni programmation ne sont nécessaires pour configurer VisSim/Real-Time.

VisSim/Real-Time est utilisé avec succès dans une grande variété d'industrie pour :

  • Développer et valider les stratégies de contrôle
  • Réaliser des réglages hors ligne
  • Vérifier la faisabilité des transitions produit/processus
  • Entraînement des opérateurs à l'aide des simulations temps réel

Avec VisSim/Real-Time, les ingénieurs peuvent effectuer des simulations temps réel, des acquisitions et des contrôles de données directement à partir de Windows 9x/NT. Il n'y a ni écriture de code ni programmation et il n'y a virtuellement pas de différences entre exécuter une simulation classique VisSim et l'étude d'un système temps réel avec du matériel dans la boucle (HIL en anglais).

Configurer un système comportant du matériel dans la boucle

Connecter VisSim au monde réel est simple :

  • Sélectionner les cartes d'entrée/sortie sur la liste des produits acceptés
  • Installer ces cartes
  • Placer les blocs "realTime dataIn" et "realTime dataOut"dans le modèle visSim pour chaque canal de communication
  • Cliquer avec le bouton droit de la souris sur chaque bloc "realTime" et les configurer à l'aide de la boite de dialogue
  • Sélectionner "run in real-time" dans le menu des propriétés des simulations
  • Cliquer "Go" pour démarrer les communications

Validation de contrôleur

VisSim/Real-Time permet d'exécuter des algorithmes de contrôle basés sur VisSim pour vérifier un élément matériel en temps réel avec des fréquences d'échantillonnage allant jusqu'à 20kHz. Vous pouvez ainsi élaborer rapidement différentes stratégies de contrôle.

Réglage hors ligne

Le réglage hors ligne de contrôleurs est fait en développant un modèle du système industriel qui fonctionne en temps réel. Les entrées/sorties du système sont alors connectées au matériel via VisSim/Real-Time pour "faire croire" au contrôleur testé qu'il est connecté au système industriel. C'est une excellente méthode de vérifier les performances d'un contrôleur dans un environnement réaliste.

Quand la validation est complète, le matériel contrôlé est déconnecté du modèle et est connecté directement au système industriel. Cette démarche permet un développement plus rapide, plus sûr et moins onéreux. Le réglage hors ligne est particulièrement utile dans le monde industriel car il permet la validation de matériels sans avoir à arrêter les processus. C'est aussi une technique importante où un contrôleur mal testé pourrait amener des dommages coûteux à un équipement sensible.

Les applications

Les simulations avec du matériel dans la boucle est une nécessité critique pour les processus de nombreuses industries : chimie, pétrochimie, énergie, papier, pharmacie, agro-alimentaire. Le coût de stratégies de contrôle inefficaces y est énorme. Des sociétés, comme DuPont (usine de Richmond, Etats Unis)ou General Electric (usine de Salem, Etats Unis), utilisent VisSim/Real-Time pour valider, régler et contrôler leur équipement de contrôle de processus.

Modèle VisSim pour un système de conduite General Electric, avec un contrôleur de résonance.

Les cartes d'entrée/sortie temps réel et les canaux de communication peuvent être configurés à partir des boites de dialogue de VisSim.



VisSim Viewer

VisSim Viewer est une version run-time de VisSIM Professionnel, permettant la visualisation et l'exécution des modèles. Il est ainsi possible de partager les modèles de blocs diagrammes avec des personnes ne disposant pas d'une licence VisSim. L'ingénieur peut ainsi fournir ses modèles à ses clients, à ses confrères,  aux commerciaux, etc.

L'intégrité des modèles est préservée par l'impossibilité de modifier la structure du modèle. En plus, les informations confidentielles peuvent être cachées en utilisant des blocs composites protégés par un mot de passe ou en enchâssant les blocs.

Viewer apporte la possibilité de modifier le paramétrage des blocs et des simulations afin de permettre l'étude de scénarios.

Une copie de VisSim Viewer est livrée avec VisSim Professionnel.

Aperçu des caractéristiques de VisSim Viewer :

  • Visualisation et simulation de n'importe quel bloc diagramme VisSim
    • mode d'exécution : interactif, par lot, ...
  • Exécutions de scénarios du type "quoi si" :
    • modification des paramètres des blocs et des simulations
    • Optimisation des gains
    • Affichage immédiat des résultats à l'écran
  • Personnalisation des blocs : histogramme, mètre, tracé
  • Sauvegarde des modifications des paramètres
  • Protection de la structure des blocs diagrammes
  • Impression des blocs diagrammes
  • Modification des couleurs et des caractères d'affichage
  • Compatible avec les modules complémentaires à VisSim


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