Der grundlegende Ablauf einer PIL-Simulation lässt sich folgendermassen zusammenfassen:
- Überschreiben von Eingangs-Variablen auf dem Prozessor (wie Spannungs- oder Strommessungen) mit Werten aus der PLECS-Simulation
- Berechnen eines Schritts des Regelalgorithmus' auf dem Prozessor
- Auslesen der auf dem Prozessor berechneten Steuersignale (beispielsweise die Register des PWM-Bausteins) und Verwendung in der Simulation
Was ist der Vorteil von PIL?
Bei der Entwicklung von Regelungen ist es üblich, den entwickelten Code zu Testzwecken ganz oder teilweise innerhalb einer Schaltungssimulation auszuführen. In PLECS kann dies mittels des C-Scripts oder DLL-Blocks sehr einfach realisiert werden. Hierbei wird der eingefügte Code für die verwendete Umgebung (z.B. Win64) kompiliert und dann während der Simulation mit ausgeführt, was als Software-in-the-loop (SIL) Simulation bezeichnet wird.
Bei einer PIL-Simulation werden die Regelalgorithmen dagegen direkt auf dem Prozessor ausgeführt. Hierzu werden relevante Messgrößen aus der Simulation auf den Prozessor übertragen und anstelle der echten Messdaten verwendet. Die Ergebnisse der Regelalgorithmen werden in die Simulation zurückgeführt und dort für die Ansteuerung der simulierten Regelstrecke verwendet. Die Überprüfung des Laufzeitverhaltens von Regelalgorithmen mittels SIL oder PIL ist auch relevant, wenn der Code automatisch aus dem Simulationsmodell generiert wurde.
Ein großer Vorteil einer Simulation mit PIL gegenüber SIL ist, dass der Code direkt auf dem tatsächlichen Zielprozessor ausgeführt wird. Dabei können plattformspezifische Software-Defekte wie Überlauf- und Typumwandlungsfehler entdeckt werden. Obwohl PIL keine Echtzeitsimulation des Gesamtsystems bietet, wird der Regelungsalgorithmus zwischen zwei Simulationsschritten in voller Prozessorgeschwindigkeit ausgeführt. Daher kann eine PIL-Simulation benutzt werden, um Probleme wie Jitter und Schreib-Lese-Konflikte aufzudecken und zu analysieren, die bei der parallelen Ausführung von Regelalgorithmen entstehen können.