01 項目背景

在過去的兩年多時間里，OPAL-RT China （北京歐泊實時技術有限責任公司）為施耐德電氣（上海）的不間斷電源（UPS）產品團隊持續(xù)提供了多套高性能硬件在環(huán)測試平臺和優(yōu)質的定制化技術支持服務，幫助UPS團隊在新產品開發(fā)階段高效地進行軟硬件的迭代測試。

基于對用戶需求的深刻理解，施耐德電氣將于2023年初發(fā)布新一代模塊化UPS Galaxy PX，通過模塊化設計，融合數字控制技術和電力電子技術，為中小功率用電環(huán)境提供高質量供電保障，并通過數字化手段全面提升服務效率，最終幫助用戶優(yōu)化IT資產績效，創(chuàng)造高性能回報。

02 項目挑戰(zhàn)

針對UPS來說，新產品在研發(fā)階段需要完成眾多的可靠性測試和極限工況測試。傳統測試中往往需要用到大量的真實樣機，這類電力電子器件“原型PCB”（或者說“工程板”）在極限工況測試過程中可能會出現“燒機”的情況，而重新制作一塊工程板會花費額外的時間和金錢成本，影響測試效率。另外，較大功率樣機在“燒機”時伴隨的電容器“炸裂”現象還會給測試人員造成一定的心理影響。

傳統UPS開發(fā)過程中迭代測試的“痛點”是：

1.?測試效率相對低下

2. 內部故障難以實測

3. 極限條件外設受限

4. 硬件變更響應緩慢

——Ricky Zhang

施耐德電氣（上海）能源管理業(yè)務

固件測試首席專家

03 解決方案

在施耐德電氣UPS項目中，借助OPAL-RT的eFPGASIM - 基于FPGA的電力電子仿真工具包，能夠在軟件中搭建高度自定義的電力電子拓撲模型（最低納秒級步長）并支持接收高開關頻率（0-200kHz及以上），用數字化電力電子拓撲來替代測試中的真實樣機。

硬件方面，采用OPAL-RT?OP4510仿真器和OP4520 IO拓展箱的組合，仿真機各自的Xilinx K7 series FPGA分別負責整流（PFC）和逆變器（Inverter）的模擬，利用光纖通訊協議完成兩側在直流母線上的解耦。

04 項目成果

施耐德如何在短短一年的時間內克服技術難點實現新產品高質量快速交付？

攜手OPAL-RT China，我們?yōu)樾乱淮鶪alaxy PX UPS產品研發(fā)全新引入了自動化測試仿真平臺：OPAL-RT硬件在環(huán)數字仿真平臺。該HIL平臺是我們的測試團隊依據產品的硬件設計專門針對軟件的研發(fā)與測試需求所開發(fā)的數字化仿真平臺，它相對于傳統的UPS開發(fā)平臺有以下特點：

01

無需頻繁搭建改造硬件測試平臺；數字化連接UPS功率回路及其測試框架，不存在硬件接觸不良、老化、損壞等問題，助力自動化測試長期穩(wěn)定運行，從而使產品質量更加可靠。

02

無需煩惱高昂的硬件成本和復雜的測試改造，以數字化方式輕松實現各類元器件、短路、斷路、低阻、高阻以及內部破壞性實驗的模擬，精準驗證保護邏輯。

03

無需高額的實驗室投資和大量的測試外設，數字化方式即可實現全部外設。外部極限條件輕松設定，內部節(jié)點數據白盒式呈現。

04

無需糾結如何全面抓取現場數據，只需設定現場條件，在電腦前也能仿佛實時置身于客戶現場，所有復雜細節(jié)全面展現，服務支持更加迅捷。

05

無需苦惱硬件設計的頻繁變更，只需鼠標鍵盤，即可讓測試臺同步硬件設計，讓測試步伐緊跟項目節(jié)奏，確?？蛻舢a品交付更加快速。

06

數字化測試平臺不會產生大量能耗，產品研發(fā)更加節(jié)能高效，綠色低碳。

——Ricky Zhang

施耐德電氣（上海）能源管理業(yè)務

固件測試首席專家

利用eFPGASIM中的Scenario功能，可以輕松不中斷地測試UPS的不同帶載工況乃至極限工況，與此同時還能引入故障狀態(tài)模擬，這是以往使用真實樣機進行測試時難以高效實現的。

更進一步地，施耐德電氣技術團隊內熟悉labVIEW的資深技術同事借助OPAL-RT 的RT-LAB中開放的LabVIEW API 和Python API接口，搭建了基于LabVIEW的自動化測試面板。使得測試同事或軟件研發(fā)同事無需開啟或學習使用RT-LAB和Matlab，而僅需打開自研的測試面板提前做好參數配置就能完成想要的自動化測試。得益于這樣的高效自動化測試腳本，仿真器往往可以連續(xù)一周不停機進行自動化測試，無需人員看守，從而提高測試效率，加快產品驗證。

這兩年多以來，OPAL-RT China 的本土技術支持團隊一直為我們提供定制化的售后支持服務（Premium Maintenance Plan），不僅是在我們遇到技術問題時能夠及時地解答，而且在HIL平臺需要適配我們自己的控制程序的時候，能夠完成一些特定需求的定制化功能開發(fā)，來滿足測試條件。這也為我們節(jié)約了相當多的學習時間成本，讓測試人員將精力專注在產品測試上。

——Ricky Zhang

施耐德電氣（上海）能源管理業(yè)務

固件測試首席專家

感謝施耐德電氣（上海）UPS團隊對OPAL-RT的信任與支持，期待雙方一起探索在更多領域的長期合作！

05 更多相關信息

關于OPAL-RT Maintenance

在OPAL-RT，我們關心您寶貴的工作時間，我們在這里確保您從實時模擬系統中獲得最大的收益。每次購買一個或多個OPAL-RT實時仿真器，免費提供有效時限的軟件基本維護服務計劃和硬件維護服務。還可以根據需要選擇延長軟件及硬件維護和服務期或升級維護的選項，通過我們的個性化維護計劃正確維護您的OPAL-RT軟件和硬件。

Premium Maintenance計劃：讓OPAL-RT技術支持工程師成為您團隊的一部分。該維護計劃包含在關鍵應用場景上所需的額外選擇和高級服務。通常，實時仿真測試是產品開發(fā)中關鍵任務的核心要素：在這種情況下，OPAL-RT客戶的停機時間或故障排除工作成本可能非常高，而Premium Maintenance維護計劃包含以下優(yōu)勢：

1. 指定兩名本土技術支持工程師長期跟蹤客戶項目進度；

2. 針對客戶指定的兩套測試模型，配合完成實時化和修改工作；

3.?額外的硬件質保期延長；

4.?軟硬件二次升級或者購買時給與額外的折扣。

關于施耐德?Galaxy?PX系列UPS

Galaxy PX 三相不間斷電源提供高可靠性和配置的靈活性，以最大化的提供成本優(yōu)化。100-250 kW(N+1) 400V 功率容量，是中小型數據中心和其他關鍵業(yè)務應用的理想選擇。

得益于高性能的DSP和FPGA全數字控制技術及模塊化設計，Galaxy PX系列實現了系統的可擴展性、冗余性和高可靠性。而模塊的在線插拔（Live Swap）功能，實現了UPS容量可擴展性，并且更易于前期的安裝和后期的高效維護。

提供額外的電源模塊，可實現N+1內部冗余， 為用戶負載提供保護，并在不額外占用空間的情況下將系統可用性提高10倍。