Con MATLAB y Simulink, las organizaciones de ingeniería ferroviaria pueden desarrollar y mantener equipos ferroviarios y cumplir con requisitos del mercado en cuanto a eficiencia energética, seguridad y disponibilidad.
Los equipos de ingeniería ferroviaria utilizan MATLAB y Simulink para:
- Ejecutar simulaciones para evaluar tradeoffs y optimizar los diseños
- Desarrollar y probar algoritmos para electrónica de potencia y control de motores.
- Generar código para prototipado o producción a partir de simulaciones
- Cumplir con EN 50128 y EN 50657 para sistemas de señales y comunicaciones ferroviarias
- Analizar los datos de la flota de vehículos ferroviarios para optimizar las operaciones y el mantenimiento
“Con las herramientas de MathWorks logramos diseñar, probar, modificar e implementar un sistema de control de una unidad de imanes permanentes en un año. Teniendo en cuenta los recursos de los que disponíamos, hubiera sido imposible terminar el trabajo a tiempo sin las herramientas de MathWorks”.
Modelado de inversores y motores de tracción, y desarrollo de software de control de motores
Un modelado de motores preciso permite concentrar los esfuerzos de diseño de motores y unidades de control de tracción (TCU) antes de las pruebas en hardware.
Con MATLAB, Simulink y Simscape, puede:
- Modelar y simular motores, electrónica de potencia y TCU con control de motores y Simscape Electrical
- Parametrizar modelos de motores para capturar la dinámica de motores con pruebas instrumentadas, parámetros de importación de una base de datos o análisis de elementos finitos
- Realizar simulaciones de lazo cerrado y ajustar algoritmos de control automáticamente con el bloque Field Oriented Control (FOC) Autotuner para cumplir con los requisitos de respuesta de velocidad y par motor.
- Realizar prototipado rápido de control y pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) generando código C, C++ o HDL para modelos de simulación
- Generar código C y HDL listo para producción a partir de algoritmos de control de motores destinado a microcontroladores integrados, FPGA y SoC.
Más información
- Control de campo orientado de PMSM con Simulink y Motor Control Blockset
- Modelado de sistemas eléctricos ferroviarios en MATLAB y Simulink (23:46)
- Sistemas de electrificación con MATLAB, Simulink y Simscape
- Prototipado rápido de control de un motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) (33:03)
- Pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) de un controlador de motor eléctrico (47:01)
Despliegue, integración y pruebas de algoritmos de control
Para dar respuesta a la creciente complejidad de los sistemas de control y obtener certificación conforme a estándares de seguridad con MATLAB y Simulink, puede:
- Generar automáticamente código C y HDL optimizado
- Realizar seguimiento de requisitos, medir la calidad de código y modelos, y generar casos de prueba automáticamente
- Integrar con cadenas de integración y entrega continuas (CI/CD), generar código, crear paquetes de despliegue, y automatizar pruebas de regresión
Casos de éxito
- Alstom genera código de producción para sistemas de control de convertidores de potencia esenciales para la seguridad
- Bombardier Transportation implementa el diseño basado en modelos para acelerar el desarrollo de un sistema de propulsión ferroviario
- Desarrollo de software integrado para control de motores de inducción con el diseño basado en modelos (19:49)
Simulación e implementación de sistemas de señalización y control ferroviarios
MATLAB y Simulink ayudan a desarrollar software para sistemas de control y protección ferroviarios que deben cumplir con estándares de seguridad.
Con MATLAB y Simulink, puede:
- Simular sistemas discretos, continuos, basados en mensajes y basados en eventos.
- Validar requisitos, demostrar la ausencia de errores y verificar requisitos formalmente
- Generar texto estructurado o código C/C++ optimizados para sistemas PLC
- Cumplir con un flujo de trabajo de referencia EN 50128 y EN 50657 para satisfacer requisitos de seguridad funcional
Análisis de mantenimiento en ferrocarriles
Con el apoyo de Internet of Things (IoT), Data Science e inteligencia artificial (IA), las organizaciones de operaciones ferroviarias están adoptando el mantenimiento basado en la condición (CBM) para optimizar las operaciones y el mantenimiento. MATLAB permite a los equipos de ingeniería que desarrollan CBM fusionar las competencias en el dominio de los sistemas con la experiencia en Data Science y tecnologías informáticas.
Con MATLAB, puede:
- Acceder a datos en streaming y archivados utilizando interfaces integradas para almacenamiento en la nube, bases de datos, historiadores de datos y protocolos industriales.
- Limpiar y explorar datos con técnicas estadísticas y de procesamiento de señales interactivas
- Extraer y clasificar indicadores de los dominios del tiempo y la frecuencia, y específicos de la aplicación
- Generar componentes de software basados en C, C++, HDL, PLC, GPU, .NET, Python o Java para dispositivos de procesamiento en tiempo real o sistemas informáticos de producción
- Escalar algoritmos de MATLAB mediante la integración con diversas plataformas en la nube, sin necesidad de recodificar ni crear una infraestructura personalizada
Sistemas de gestión de energía y electrificación de redes ferroviarias
Puede utilizar MATLAB y Simulink para desarrollar sistemas de gestión de energía ferroviaria. Estos productos permiten simular la red y analizar la electrificación ferroviaria en distintas condiciones de funcionamiento, en función de las características de tensión, corriente y sistema de electrificación de contacto. MATLAB, Simulink y Simscape ayudan a modelar componentes eléctricos tales como fuentes de alimentación, cargas móviles, líneas de distribución, conmutadores y transformadores.
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