Willkommen auf der Projekthomepage von HilTestSys!
Dabei handelt es sich um ein Hardware in the loop Testsystem für Wärmepumpen- und Heizungssteuerungen, welches im Rahmen eines Studienprojekts des Masterstudiengangs Embedded Systems Design an der Fachhochschule Hagenberg entwickelt wurde.
SOFTWAREENTWICKLUNG
für Raspberry Pi
FIRMWAREENTWICKLUNG
für STM32
PCB DESIGN
mit EAGLE
MACHINE LEARNING
noch offen ...
Motivation
Heliotherm ist ein Hersteller von Wärmepumpensystemen aus Tirol, der neben den Maschinen auch die Software selbst entwickelt. Der derzeitige Regler soll durch ein neues modulares System ersetzt werden. Bisher wurde die Software des Reglers zum einen durch die Softwareentwickler und zum anderen durch den technischen Support verifiziert. Der Testvorgang sowie das Reproduzieren von fehlerhaften Zuständen aus dem Feld soll mit Hilfe dieses Projekts vereinfacht und teilweise automatisiert werden. Es soll ein modulares System entwickelt werden, mit dem sich die, an der Wärmepumpe angeschlossenen, Sensoren bzw. Aktoren simulieren und überwachen lassen. Eine zentrale Steuerung für das Hil-System übernimmt die Koordination der einzelnen Module und bietet die Schnittstelle für den Entwickler, Tester oder ein CI System. Die Module sind über einen Bus miteinander verbunden, welcher erweiterbar und adressierbar ist. Das zu testende System verfügt über eine zentrale Wärmepumpen-Steuereinheit und mindestens ein I/O Modul (es können aber auch mehrere Module sein). Die einzelnen Ein-und Ausgänge sollen über ein Web-Interface bedienbar sein und zudem eine Schnittstelle für Computersystem bieten. Es soll die Möglichkeit bestehen jedem Ein- und Ausgang einen eigenen Namen zuzuordnen und diese Konfiguration zu speichern. Die oben genannten Aufgabe beschränken sich auf die manuelle Eingabe der Daten bzw. das Abspielen von gespeicherten Sequenzen. Diese Methode hat den Nachteil, dass das System nicht natürlich auf geänderte Parameter reagiert. Um dem entgegenzuwirken soll das Verhalten mittels Machine Learning nachgebildet werden, um anhand der Eingangsparameter automatisch die richtigen Temperaturen und Drücke zu berechnen. Dieser Ansatz kann im späteren Verlauf auch dazu verwendet werden um anhand der Systemparameter die Wärmeleistung der Maschine ohne zusätzliche Sensorik zu ermitteln.
Teilbereiche
USERINTERFACE
zum Einstellen und Auslesen
von Parametern
STEUERUNG
zur Ansteuerung der einzelnen
Module
PROTOKOLL
zur Kommunikation zwischen
Steuereinheit und Modulen
MODULE
zum Simulieren von Sensoren
und Aktoren
Eine zentrale Steuerung (Raspberry Pi) übernimmt die Koordination der einzelnen Module und bietet die Schnittstelle für den Entwickler, Tester oder ein CI System. Zugegriffen kann entweder über das Userinterface, oder die REST Schnittstelle werden. Die Module (STM32) sind über einen Bus (Modbus) mit der Steuerung verbunden, welcher erweiterbar und adressierbar ist. Es wurden 7 unterschiedliche Module entwickelt welche jeweils einen Typ von Sensoren oder Aktoren simulieren:
- Temperaturfühler
- Drucktransmitter/Durchflusssensoren
- 230 Volt Ausgänge
- Frequenzumrichter
- Expansionsventile
- Potentialfreie Kontakte
- PWM und 0-10 Volt Ausgänge