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TRANSCRIPT
こんにちは Typhoon HIL リアルタイム シミュレーションプラットフォームをご紹介します
このシミュレーションプラットフォームは ソフトウェアとハードウェアで構成されています
本コースでは ハードウェア部分をHILデバイスと呼びます
この動画では まず基本的な プロセッサアーキテクチャに関する情報を説明し
次に接続オプションについて説明します 最後に制御アルゴリズムをテストするために利用可能な
インターフェースをいくつか紹介します まず HILデバイスのアーキテクチャから説明します
Typhoon HILデバイスのモデルは処理能力に違いがありますが Typhoon FPGAソルバ システムCPU ユーザCPUを含む
共通のマルチプロセッサ・アーキテクチャを 採用しています
マルチコアFPGAソルバは 電気領域モデルの時間精度の高い シミュレーションに最適化されています
主なHILアプリケーションは プラントの電気部分のシミュレーションです
ユーザCPUは ユーザが直接制御する 1つまたは複数の汎用プロセッサを表します
プラントモデルの非電気的領域部分（機械 熱 信号処理など）のシミュレーションに使用されます
また プラントコントローラの アルゴリズム開発に使用されます
これは FPGAソルバによる プラント全体のシミュレーションを支援するだけでなく
ユーザCPUをラピッドコントロール プロトタイピングに使用できることを意味します
システムCPUは ユーザによって間接的に制御される 1つまたは複数のプロセッサを表します
一般的には 特定の電気領域コンポーネントの 低動性現象のシミュレーションや
通信プロトコルスタックの処理に使用されます
以上 プロセッサ・アーキテクチャについて 簡単に紹介しました
リアルタイム・シミュレーションのための モデルベース設計の課題についての理解を深めた後
本コースで更に詳しく説明していきます
ここからはHILデバイスを外側から見て その接続オプションについて学びましょう
デバイスの前面には アナログ信号とデジタル信号のIOと オン/オフボタンがあります
使用できるIOの数は 使用するデバイスによって異なります
本日デモを行うデバイスは HIL6シリーズのHIL 604です
このデバイスには64のアナログ出力と32のアナログ入力があり 64のデジタル入力と64のデジタル出力が利用可能です
アナログ入出力の分解能は16bit 電圧範囲は±10Vです
デジタル入出力は標準的な5VのCMOSロジックIOで ピン単独の場合 24Vまで保護されています
ハードウェア接続の詳細については 「HIL 4/6 Series Hardware User Guide」をご覧ください
本体表側の説明は以上です 本体裏側の説明をします 裏側にあるポートは 3つのグループに分けられます
通信ポート 高速シリアルリンク そしてAC電源です
通信ポートグループには シリアル通信に使用される RS232ポートが含まれています
さらに CAN通信用のCANポートが2つあります
GPSやその他の遠隔測定機器と時刻を同期するためのPPSとIRIG-Bポート
様々な通信プロトコルに対応した2つのイーサネットポート
HILデバイスとPC（Typhoon HIL Control Centerソフトウェア）を 接続するためのUSBポート1つを備えています
下部のイーサネットポートは ソフトウェアとの接続にも使用できます
ほとんどのHILデバイスはパラレル接続が可能ですが その場合 高速な通信インターフェースが必要です
その通信は PCIe 5Ghzの高速シリアルリンクによって 実現されています
並列接続されたデバイスを使用する場合 デバイスごとに異なるデバイスIDを設定することが重要です
また HIL IDは 高速シリアルリンクコネクタの隣りにあるロータリースイッチで 設定する必要があります
接続方法について説明したところで インターフェースについて見ていきましょう
Typhoonは コントローラのアナログ・デジタルI/Oを接続し
シミュレーションプラントとの制御ループを閉じるために 使用できるインターフェースオプションを用意しています
代表的なインターフェースとしては DSP 180インターフェース Launchpadインターフェース
HIL Breakoutボード HIL dSインターフェース HIL コネクトなどがあります
HIL DSP 180インターフェース は HSEC180コネクタが実装された Texas Instrument C2000の評価ボードで
パワーエレクトロニクス・アプリケーションの開発を 行うユーザーにおすすめです
DSPインターフェースのデジタル/アナログコネクタは 標準の96ピンDIN 41612コネクタで
HILデバイスの アナログ/デジタルIOコネクタに直接差し込むことが可能です
このインターフェースはHILデバイスから24個のAO(アナログ出力)を DSPコントローラに接続できます
HILのAOは ±10V(16bit)で信号を出力します
HILデバイスとDSPの間では 40のデジタル信号（24入力と16出力）が利用できます
テキサスインスツルメンツ社のDSPカードはDIMMコネクタに直接差し込むことで TI DSPに接続することが可能です
DSPインターフェースカードには USB通信に必要な 回路とDSPへの電源供給が内蔵されています
次に紹介するのはTI のLaunchpad用インターフェースです このインターフェースはDSPカードと標準の100milピンヘッダーで接続した
DSP IOを含む 通信と電源など ボードの動作に必要な回路すべてを含んでいます
Typhoon Launchpadインタフェースを使用すれば
LaunchpadボードにTyphoonHILを簡単に接続することができます
LaunchPadインターフェースは20個のアナログ信号 16個のアナログ出力 4個のアナログ入力をサポートしています
ここでは LaunchPadインタフェースがサポートするC2000シリーズと HerculesシリーズのTI LaunchPadボードの一部を紹介します
この中には TIコントローラーで最も 一般的なF28379Dコントローラが含まれています
HIL Breakoutボードは端子台です すべてのHIL IO信号の端子が用意され
簡単に接続することができます
制御コントローラーを接続する際に IO接続の追加を簡単に行うことができます
HIL dSインターフェースを使うと dSPACEハードウェア RCPデバイスをTyphoon HILシミュレータに簡単に接続できます
インターフェースにはHIL dS Interface Type-AとHIL dS Interface Type-Bの2つのタイプがあります
HIL dS Interface type-Aは
すべてのTyphoon HIL（4シリーズおよび6シリーズ）と dSPACEのMicroLabBox（フロントパネルタイプ）間の
ピン互換性のあるインターフェースを提供しますHIL dS Interface Type-Bは トップパネルタイプの
インターフェースで dSPACEのMicroLabBoxと DS1103コントローラの両方で使用できます
最後に HILコネクトインターフェースです HILコネクトは 電流/電圧変換器や
コンディションコントローラのIO信号の リアルなエミュレーションを可能にします
LEMセンサ 電流トランス 電圧センサ リレー 温度センサその他低消費電力センサをエミュレートすることが可能です
また 入出力インピーダンスのマッチングも行います
さて さまざまなインターフェイスを説明しました
C-HILの簡単なセットアップはどのようなものでしょうか？ 実際に見てみましょうご覧の通りです
Launchpadインターフェースと LAUNCHXL-F28379 Dコントローラ1台を接続した例です
LaunchpadインターフェースはDIN41612でHIL本体に接続されます
USBケーブルは コントローラと PC間の通信に使用されます
これで シンプルなHILハードウェアのセットアップが どのようなものか お分かりいただけたと思います
次回のビデオでは Typhoon HILソフトウェアを知り モデルを構築し 動作させることを学びます
次回のビデオでお会いしましょう ご視聴ありがとうございました
