利用模拟技术对成套液压和气动技术的机电一体化设备进行性能测试可以大幅缩短系统的调试试车时间。

将所有子系统连接起来组成一个现代化的流体控制系统是研发过程中非常重要的一环。尽管通过对部件和子系统进行模拟能够把风险降至最低，但仍不能保证整个系统调试的结果，而早期部件或子系统的连接错误更是加大了系统整体调试的难度。此时，子系统的研发到底处于哪一阶段已经变得不重要。只要是在系统研发阶段，就可以通过选择合适的研发工具在集成环境中进行研发设计工作。在需要时可以利用虚拟方式将部件和子系统组装起来，按照生产的实际条件进行功能性系统调试。

本文所述方法中的某些观点是在“闭环压力控制系统Fluidtronic”推广项目研发过程中得出的。此虚拟调试方法原理是利用模型代替整体系统中的一个或者多个部件，所选用的耦合方式与零部件和子系统的可用性及研发设计的任务有关。

第一步：SIL软件在环仿真

软件仿真最理想的情况是：合作伙伴已经设计了需要测试的零部件的模型。在集成环境中测试工作的第一步就是把来自不同领域的模型相互耦合起来，以便预先做好整体系统的“装配”工作。以锻压机为例，锻压机的模型可以是机械模型、液压系统模型也可以是控制系统模型，因此首先要建立这些模型与研发工具之间的接口。为了能充分利用现有标准，Fluidon公司决定在显示液压系统的DSHplus模拟软件与控制系统软件OPC之间建立耦合接口。在此接口的帮助下，可使用多种方法读取过程数据，而且测试结果与程序的运行系统类型无关。在模拟耦合时，最简单的情况就是利用Windows平台的SPS软件进行模拟耦合。

SIL软件是已经在可靠应用了较长时间的在环仿真技术，其允许设计人员根据需要设定模拟系统的边界条件。对于无法实时计算而又要求对特定系统状况进行准确观察的应用，在环仿真是非常理想的选择。在此情况下，高速模型会在低速模型的时基上代替低速模型，从而保障系统组成部分的同步性。

第二步：HIL硬件在环仿真

比在环仿真更进一步的是所谓的HIL硬件在环仿真模拟。在这种仿真模拟中，研发设计人员可以把控制硬件与控制系统耦合连接起来，而且也可以对其他元器件的工况进行模拟，保证研发进度不受真实控制系统的影响，同时也不受时间延迟和远距离的影响。

系统模型和控制模型之间的连接由模拟软件DSHplus完成。在信号层完成分离后，可以利用市场上常见的输入输出硬件和现场总线接口读取电气控制的数据和信息。若要在逻辑层上完成控制与模拟的耦合，可以直接利用控制系统的电缆传送过程控制数据。所用接口电路板承担的任务就是形成真实系统的图像。这不仅涉及到信号的数量和形式，而且也与模拟持续的时间有关。

Fluidon公司有两种方法可以保证所用元器件和子系统工作的同步性。实时耦合同步无需对控制系统进行干预，并且能够在考虑系统条件差异的情况下给出非常真实的应答。但这种方式的模拟结果在质量方面也有不利影响：常常要用简化了的模型来满足实时性的要求。为克服这种方法的不足，Fluidon公司又研发了第二种保持同步的变型方法，即把任意角度模型的时基都传送到控制系统，但这要求利用软件进行控制。同时也要考虑到每一次读取操作都会带来过程代码的变化，因此与真实状况略有区别。

运行中的错误查询

究竟选用何种耦合方式，很大程度上取决于模拟目的。上面介绍的方法旨在利用把控制系统的研发设计与安装制造分别开来，解决控制系统设计、制造与安装之间相互依赖而又相互影响的问题，避免可能出现的代价高昂的错误。而利用模型的另一个好处就是：在可能生产运行过程中排除出现的错误。