Proiectarea condusă prin modele a software-urilor PLC pentru

maşini unelte

Dezvoltarea software-urilor PLC (Programmable logic controller) pentru maşini-unelte moderne devine tot mai dificilă din cauza ridicării nivelului de funcţionalitate şi a complexităţii implicate de aceasta.

O abordare pentru a reuşi acest lucru este prevăzută de dezvoltarea “model-condus” a software-ului de control. În orice caz, această metodă de dezvoltare ingenioasă necesită atât o procedură care este adaptată la domeniul specific de aplicaţie, cât şi tehnici adecvate de modelare. Acest articol descrie o abordare adecvată pentru maşini unelte. Articolul este orientat în jurul introducerii tehnicilor de descriere necesare şi a metodologiei pentru utilizarea lor în producţie.

Cuvinte cheie: Inginerie asistată de calculator, Controler logic programabil (programmable logic controller), Dezvoltarea de software.

1.Introducere

Dezvoltarea unor maşini-unelte foarte productive este caracterizată de nevoia de disponibilitate ridicată şi creşterea în domeniul funcţionalităţii şi a gradului de automatizare. Aceasta conduce la o complexitate ridicată a maşinilor, în special cu referire la software-ul pentru activarea, coordonarea şi monitorizarea diferitelor funcţii ale maşinii. A reuşi creearea acestui sistem complex presupune coordonare interdisciplinară între diferitele departamente implicate în dezvoltare. Din această cauză – şi pentru a reduce timpul producţiei pentru a corespunde costurilor producţiei şi de piaţă – îngheţarea şi sincronizarea sarcinilor de dezvoltare (inginerie competitivă) este o idee de bază în scopul realizării viitoarelor sisteme de producţie.

Competiţia în inginerie cere utilizarea unor metode moderne de producţie şi o reproiectare a procedurilor stabilite de înainte. În timp ce proiectarea statică şi dinamică, asistată prin modele a structurii maşinii, prin folosirea metodelor MBS şi FEM este deja folosită la o scară largă în industrie, realizarea bazată pe modele a software-ului de control al maşinii-unelte încă nu a prins în realitate. Acest lucru este adevărat în special pentru software-ul PLC, care implementează atât funcţii tehnologice, cât şi funcţii cu privire la siguranţă. Motivele pentru aceasta includ integrarea târzie a ingineriei prin software în dezvoltarea maşinilor, şi lipsa unor instrumente de dezvoltare adecvate. Alte obstacole sunt create de coordonare inadecvată între disciplinele implicate şi cantitatea mare de resurse de care este nevoie pentru realizarea

modelelor digitale necesare. Acestea au ca şi motiv lipsa de modelare interdisciplinară adecvată a mecanismelor ce specifică maşina unealtă, şi lipsa unei procedeuri continui de realizare a software-ului de control.

Articolul va prezenta o abordare pentru dezvoltarea condusă prin modele a software-urilor PLC pentru maşini-unelte. Urmărind o discuţie pe tema dezvoltare condusă prin modele, de software în general, vor fi descrise cerinţele pentru mediul de producţie şi metodologia de care este nevoie. Acestea furnizează bazele propunerii unor metode de modelare adecvate şi integrării lor într-un proces de dezvoltare interdisciplinar. Mai mult vor fi discutate verificarea pe bază de simulare şi optimizarea software-ului de control elaborat, folosind un prototip virtual.

2. Dezvoltarea de software condusă prin modele

Dezvoltarea condusă prin modele a sistemelor tehnice, spre deosebire de dezvoltarea bazată pe documente specifice unor domenii anume, foloseşte modele abstracte să defineasca relaţiile funcţionale multistratificate între componentele de sistem. Acestea sunt în continuare detaliate pe parcursul procesului de elaborare şi îmbogăţite cu informaţii. Aşadar, generatori speciali creează documentele necesare proiectului folosindu-se direct de modele.

Pentru dezvoltarea de software, ideea de bază este a se creea un model funcţional executabil al software-ului într-o etapă incipită a procesuli de elaborare, bazat pe specificaţiile cerinţelor. Aceasta serveşte ca punct de start pentru toţi paşii elaborării( analitici şi legaţi de design) impliciţi. Apoi este creată sub premisa de mai sus un model de implementare; în sfârşit este generat un cod executabil . O trăsătura ce caracterizează MDSD-ul (eng. Model-driven software development) este că modelele create sunt, la început, independente de platformă. Comportarea sistemului este descrisă separat de mai târziu apăruta implementare fizică şi legată de tehnologia soft-ului . A avut loc o perfecţionare treptată în sensul implementării modelelor personalizate pentru platforma ţintă selectată (eng. PSM). Munca aferentă realizării modelelor poate fi redusă automatizând transformările suferite de acestea şi implicita generare a codului-ţintă

3.Cerinţe cheie impuse dezvoltării conduse prin modele a software-ului PLC pentru maşini unelte

Dezvoltarea condusă prin modele a software-ului PLC necesită o abordare practică şi realistică. În acelaşi timp, un număr de cerinţe specifice de domeniu trebuie să fie luate în considerare. Datorită nivelului înalt de complexitate a maşinilor-unelte moderne, o metodologie unilaterală orientată doar pe soft nu mai este adecvată în dezvoltarea programelor PLC. Mai degrabă, trebuie luate în considerare proprietăţile şi design-ul structural al maşinii-unlete din moment ce începe elaborarea. Comportarea componentelor electro-mecanice, electrice, hidraulice şi pneumatice ale maşinii (în cazul de faţă sub denumirea de componete hardware) şi a componentelor software şi interacţiunea lor trebuiesc modelate cu suficientă acurateţe şi trebuiesc folosite să dezvolte funcţiile de control. Când selectăm mecanisme adecvate de modelare în acest scop, este necesar să luăm în considerare mentalităţile diferite aferente disciplinelor variate care sunt implicate. Inginerii din domeniul design-ului mecanic sunt interesaţi în mod principal de secvenţele de operaţii ale maşinii şi de design-ul componentelor sale şi de asigurarea unui design care să împiedice producerea coliziunilor, şi uşurinţa instalării. Producătorii de software au de obicei o perspectivă fundamentată pe sistemul logicii şi semnalelor. Ei se concentrează pe soluţionarea elegantă a posibilelor stări prin care trece maşina, şi pe proiectarea mecanismelor care se ocupă de erori.

Producătorii de software trebuie să aibă oportunitatea să valideze şi să optimizeze funcţiile dezvoltate în timpul stagiilor iniţiale ale elaborării. Aceasta presupune provizionarea de instrumente de simulare care permit verificarea şi punerea în practică a soft-ului, bazată pe un model virtual al maşinii-unelte.

Pentru a permite o adaptare flexibilă la sarcina de dezvoltare, simularea trebuie ca în primul rând să dea posibilitatea secvenţelor simple să fie testate şi vizualizate, bazată pe un model tridimensional, şi în al doilea rând să permita hardware-ului existent şi componentelor de control să fie integrate.

Pentru a menţine efortul necesar modelării la un anumit minim, este necesar a se refolosi informaţia generată anterior şi a se perfecţiona treptat componentele modelululi pe parcursul elaborării. Premisa acestui proces este o reprezentare formală sau semiformală a sistemului maşinii unelte. Acest lucru permite mecanismelor a fi implementate în vederea posibilităţii efectuării de către acestea a testelor de densitate, şi a verificării modelelor. Mai mult, o procedură metodică trebuie să fie asigurată pentru a utiliza eficient o abordare a dezvoltării condusă prin modele.

4.Nivele de teoretizare

Pentru a implemeta în viaţa de zi cu zi a abordării elaborării conduse prin modele , o procedura pe mai multe nivele este recomandată. Primul pas este definirea şi modelarea funcţiilor esenţiale de software în coordonare cu echipa de design mecanic.Implementarea, atât la nivelul

unei tehnologii software,cît şi la nivelul design-ului de hardware, este de domeniu secundar în cazul de faţă. Ceea ce este critic, este a se specifica cum apare secvenţa logică a anumitor funcţii, cât şi a se dezvolta o înţelegere împărtăşităa funcţiilor maşinii, în ciuda terminologiei şi modurilor de gândire diferite ale domeniilor de dezvoltare implicate. Până şi în aceasta etapă timpurie a producţiei, este important a se considera design-ul structural al maşinii unelte. Acest lucru permite programelor de control să fie modulizate, făcând mai uşaoră implementarea reprofilărilor pentru clienţi diferiţi. În acelaşi timp, este mai uşor a se reutiliza modulele software existente şi a se evita stagnări costisitoare ca şi timp şi financiar. Din momentul în care funcţiile soft-ului s-au determinat, trebuie ca modelul sistemului să fie detalia şi extins cu funcşii adiţionale. Acestea aparţin, în mod special de componente legate de soft cum ar fi adăugarea sincronizării de tip “watchdog”, moduri de operare sau de blocare. În plus, funcţiile complexe trebuie precizate în detaliu. Obiectivul este de a se descrie în mod complet şi a se oficializa atît structura cât şi comportamentul sistemului elaborat. Aceasta trebuie, de asemeanea, să ia în seamă implementarea tehnică. Rezultatul este un model specific de platformă a componentelor hardware şi software a maşinii unelte.

Ultimul pas este generarea codului-ţintă din modelul specific de platformă. În orice caz, generarea automată de coduri necesită perfecţionarea în plus a modelelor. Este necesar să se definească cum fiecarea bloc de model urmează a fi transformat în cod-ţintă, şi care constrângeri trebuie luate în considerare pe parcursul acestei operaţiuni. Integrarea codurilor existente din bilbioteci sau furnizori de sistem trebuie, de asemenea, luate în considerare.

Proprietăţile mecatronice a unei maşini unelte şi complexitatea rezultată necesită o modalitate de modelare iterativă. Pentru a menţine munca de reproiectare la un minim, este necesar a se integra modalităţi de simularela diferite nivele de abstractizare. Acestea permit funcţiilor soft-ului să fie validate încă din stagii timpurii ale proiectării, dar trebuie să fie adaptate la gradul specific de detaliu al modelelor

5. Concepte de bază pentru modelarea maşinilor unelte

O abordare teoretică de sistem este recomandată pentru modelarea maşinilor unelte. Sistemul maşinii unelte-atât soft-ul PLC cât şi componentele hardware ale maşinii unelte- este alcătuit din componente clasificate în funcţie de structura lor ierarhică. Fiecare sistem are intrări şi ieşiri bine definite, care sunt conectate între ele conform fluxului de informaţie, material şi energie dintre subsistemele individuale. În plus, o comportare bine determinată poate fi atribuită fiecărui subsistem. Pentru a modela maşina unealtă, sunt folosite elemente de notare din limbajul unificat de modelare ( un limbaj standardizat de noţiuni pentru dezvoltarea de aplicaţii software pentru PC şi sisteme incorporate. Elemente de SySML, o adaptare provenită din domeniul ingineriei sistemelor, este, de asemenea, folosită. Secţiunile următoare sunt o examinare detaliată a paşilor individuali pentru modelare şi a bloc-urilor folosite în acest scop.

6. Modelarea structurii maşinii unelte

În ciuda naturii mecatronice a maşinilor unelte moderne, design-ul mecanic încă joacă un rol dominant în timpul producţiei. El determină design-ul structural al maşinii, şi il modelează în forma unei scheme a componentelor. Producătorul de soft extinde diagrama adăugând modulele de soft corespunzătoare, astfel definind design-ul structural al programului PLC. În timpul acestui proces trebuie acordată atenţie, în mod special, la menţinerea celei mai bune simetrii între componentele soft-ului şi subansamblele maşinii. Acest lucru este dictat de faptul că maşinile unelte revoluţionare din viitor, vor fi, până la un anumit punct, configurate flexibil din sisteme modulare. Cea mai mare relaţie de echivalenţă între software şi hardware şi definirea clarităţii- interfaţe restrânse asigură interschimbabilitatea şi reutilizabilitatea componentelor individuale ale soft-ului.

În schmea componentelor, fiecare subsistem este reprezentat de un component. Aceasta furnizează o funcţionalitate bine definită, încapsulând şi abstractizând comportarea şi structura diferitelor subsisteme, şi asigură interfaţe bine definite pentru comunicarea cu mediul lor propriu. Aceste interfaţe sunt reprezentate de port-uri. În timp ce aceste port-uri descriu doar informaţia necesară unui component sau facută disponibilă de către acel component, fluxul de informaţie în sistem este constituit de conectori. Aceştia conectează port-urile individuale între ele şi astfel aplică relaţii în sistemul modelat. O descriere detaliată a port-urilor este posibilă când se distinge dacă port-ul defineşte o interfaţă cerută sau o interfaţă oferită. Alocarea port-urilor într-un anumit spaţiu şi unui anumit nueme determină repartizarea lor în maşina unealtă.

Spre deosebire de abordările existente pentru dezvoltarea sistemelor automate, modelarea impune o separaţie strictă între hardware-ul maşinii şi software-ul de control al maşinii. Acest lucru are următoarele avantaje:

-Asigură că structura maşinii unelte este schiţată realistic. Interfaţa dintre sistemul de control şi componentele hardware ale maşinii este clar vizibilă. Aşadar, această informaţie poate fi utlizată la planificarea componentelor necesare în domeniu, cum ar fi modulele I/O ale maşinii, şi pentru design-ul zonei de control.

-Prin evitarea combinării comportării specifice de hardware cu comportarea de control, refolosirea modelelor deja generate este mult mai simplificată. Modelul componentelor de hardware ale maşinii unelte furnizează fundaţia pentru testarea pe bază de simulare a programelor elaborate. Folosirea componentelor existente de model este, de asemenea, simplificată.

- Unelte descriptive distincte pot fi folosite pentru a se modela comportamentul soft-ului PLC

-Acestea au o calificare limitată în domeniul schiţării comportării diferitelor componente hardware. Uneltele descriptive hibride sunt potrivite pentru utilizare din pricina comportării lor fizice. Acestea permit să fie precizate particularităţi continue şi distincte aşe comportării.

7. Modelare de înalt nivel a comportării maşinii unelte

Făcând parte din faza analitică, cerinţele pentru ca funcţiile să fie aplicate sunt înregistrate şi structurate. În practică, acest lucru este făcut prin acorduri verbale şi documente specifice de domeniu. Diferenţele dintre înţelegerea sistemului dintre design-ul mecanic şi zonele de dezvoltare software, atât şi neînţelegerile , duc la defecte în proiectare care sunt nedetectate până în momentul folosirii software-ului pe maşina adevărată. Coordonarea poate fi îmbunătăţită creând o precizare formală a funcţiilor ce vor fi implementate sub forma unui model funcţional al maşinii unelte. Pentru a realiza acestea, se recomandă folosirea schemelor de secvenţe în combinaţie cu un model cinematic tridimensional şi un model funcţional executabil al componentelro hardware ale maşinii. Un astfel de model funcţional defineşte un set abstract de funcţii care trebuie îndeplinite de un anumit component, fără a face referire la un mod de implementare anume.

Diagramele de secvenţe sunt o vizualizare a modelului maşinii unelte. Ele atribuie aspecte specifice de comportare unităţilor lor structurale. Atenţia stă pe evidenţierea intereacţiunii dintre diferitele subsisteme. Diagramele de secvenţe descriu acest lucru în două dimensiuni. Părţile partenere ocupate de comunicare sunt aranjate de la stânga la dreapta. O axă imaginară a timpului se-ntinde de la bază la vârf. Dacă modelul este analizat pe o direcţie verticală, secvenţa paşilor individuali de comunicare este evidentă. Aceasta este bazată pe mesaje care sunt reprezentate de săgeţi şi sunt descrise fiindu-le alocat câte un nume. Un mesaj începe pe linia de afişaj a expeditorului său şi se termină pe linia de afişaj a destinatarului. Dacă un mesaj este primit de la un expeditor care este necunoscut sau care rezidă în afara contextului considerat, sau dacă este trimis unui destinatar de acest tip, el nu este arătat în diagramă. Activităţile de o durată mai mare sunt identificate în diagramde de secvenţe de o linie de afişaj mai lată. În contextul specificării funcţiilor PLC, acestea sunt în special adecvate pentru reprezentarea comportării hibrid funcţionale a componentelor hardware. Premisele pentru o interacţiune pot fi reprezentate în diagrama de secvenţe de ceea ce sunt cunoscuţi ca invarianţi de stare. Aşadar, putem vorbi de comunicare doar dacă expeditorul şi/sau destinatarul respectă contstrângerile reprezentate de invarianţii de stare. Altfel, implementarea inteacţiunii ar fi defectuoasă. În plus, pot fi specificate constrângeri de timp. Aceasta face posibilă răspândirea cerinţelor dictate de client pentru unele funcţii specifice ale maşinii la subfuncţii individuale.

Primul pas în definirea unei funcţii ce urmează a fi implementată este identificarea partenerilor de comunicare implicaţi. Din pricina structurii invariabile a hardware-ului maşinii şi a programelor PLC, aceştia pot fi direct alocaţi componentelor maşinii unelte. Într-un pas

următor, funcţiile teoretizate ale componentelor implicate ale hardware-ului maşinii trebuie modelate. Relaţiile matematice care definesc valorile coordonatelor ca o funcţie de timp sunt în special adecvate pentru precizarea funcţiilor specifice de mişcare. Elemente de logica Boolean sunt potrivite pentru definirea funcţiilor statice. Exemple cu referire la aceasta sunt: activarea senzorilor şi comutarea valvelor pneumatice sau hidraulce. În timpul modelării, este important a se asigura faptul că funcţia este definita concret şi vine ca o interfaţă pentru component, şi astfel poate fi cuplată cu mesaje din diagrama de secvenţe.

În continuare este făcută conexiunea cu un model tridimensional cinematic al maşinii. Acesta poate fi derivat din mai multe modele CAD fără un efort prea mare, şi facilitează discuţia şi specificarea împărţită a funcţiilor maşinii, a creatorului de software. În timp ce mişcările sunt materializate de o cuplare directă a valorilor coordonatelor cu axele cinematice ale maşinii, funcţionalitatea statică este reprezentată de p schimbare în vizualizare a componentelor corespunzătoare din modelul cinematic.

Odată ce comportamentul componentelor hardware ale maşinii a fost definit şi conexiunea cu modelul cinematic este stabilită, specificarea propriu-zisă a funcţionalităţii software-ului poate avea loc. Conform funcţiilor dorite, invarianţilor de stare, sunt modelate activităţi şi mesje pas cu pas. Integrând funcţii de simulare adiţionale într-o unealtă de dezvoltare adecvată, comportarea specificată a maşinii poate fi observată, discutată şi , dacă este necesar, corectată-direct pe un model tridimensional, într-o manieră explicit prezentată. Mai mult, pot fi detectate coliziunile şi pot fi făcute analize preocupate de spaţiu şi accesibilitate.

8. Modelarea la nivel detaliat a comportării maşinii unelte

După ce implementarea tehnică a funcţiilor maşinii este definită mecanic, are loc o perfecţionare în continuare a modelului. Spre deosebire de modelarea funcţională cu diagrame de secvenţe, în care comportarea componentelor sistemului este modelată doar parţial, acum definirea completă a componentelor individuale ale sistemului este în prim plan. Structuri automatizate finite s-au deovedit a fi folositoare în modelarea comportării software-ului. Concret, specificarea sub forma diagramelor stărilor maşinii este recomandată. Aceste diagrame, care sunt bazate pe diagramele de stare Harel, sunt, deasemeni, o parte a UML şi furnizează producătorului de soft un mod adecvat de a privi sistemul maşinii unelte.

O maşina de stare este definită de un număr finit de stări, tranziţii, declanşatori şi apărători. Are precis o stare la orice punct în timp. Fiecare stare este declarată cu un nume care este unic în contextul structural al acesteia. Activităţile a fi executate sunt anotate acestui nume. Acestea descriu schimbul de informaţie dintre componentele modelului software. Ele sunt deasemeni utilizate pentru declarerea operaţiilor Boolean şi aritmetice simple. Cu referire la execuţia acestora, se face distincţie între 3 tipuri de activităţi. Activităţile “Entry” şi “Exit” sunt

executate odată, la intrarea sau ieşirea dintr-o stare. Activităţile “Do”, pe cealaltă parte, sunt repetate până se trece la o altă stare. Pentru a specifica tranziţia de la o stare sursă la o stare ţintă, sunt folosiţi declanşatori, tranziţii şi apărători. În timp ce tranziţiile nu definesc în întregime stările între care se pot face aceste tranziţii, declanşatorii descriu evenimentele necesare în acest scop. În programele PLC, schimbările stărilor semnalului maşinii ( valori de senzor), apelurile interne ale sistemului de control şi datele de intrare sunt folosite ca evenimente. Un tip special de declanşator este cunoscut ca “TimeTrigger” . Poate declanşa o tranziţie la un moment dat sau după o anumită perioadă de timp. Constrângerile adiţionale numite apărători pot fi alocate unui declanşator. Acest bloc de regiuni există pentru a prezenta activităţile concurente. Aceast permite să fie descrisă comportarea cumulativă a unui component, folosind structuri parţial automate multiple, ajutând la reducerea complexităţii.

La modelarea comportării componentelor hardware ale maşinii unelte, comportarea cronologică, comportarea logică şi comportarea ce rezultă din erori sunt de interes principal. Mecanismele distincte de modelare, orientate pe grafice nu sunt adecvate pentru acest tip de comportament. Este adevărat că un comportament distinct/continuu poate, de asemenea, fi modelat uitlizând structuri hibride atomate. Selecţia de blocuri de model adecvate depinde de schiţarea gradului necesar de detaliu şi complexităţii. Pentru specificarea funcţiei unui simplu mecanism , este suficient a se determina viteza de ieşire (n ieşire) ca funcţie de raportul de transmitere i şi viteza de intrare(n intrare). Pentru modelareae unei camă disc complexă, pe cealaltă parte, legarea variabilelor de intrare şi ieşire bazată pe nomograme a fost găsită a fi adecvată.

Modelarea comportamentului unui sistem şi structurii unui sistem depinde de sarcina de producţie a fi îndeplinită. La elaborarea subansamblurilor individuale ale maşinii de la zero-cum ar fi o nouă magazie de scule-simpla comportare în timp, în stare iniţială, poate fi suficientă. Dacă funcţiile lipsă sunt detaliate în continuare pe parcursul ealborării, atât structura componentelor hardware şi software, cât şi comportarea acestora pot fi perfecţionate în continuare. Pentru design-uri în care se modifică, se pot folosi modelele deja existente. Este, tot la fel, posibilă utilizarea bibliotecilor de modele.

9.Generarea documentelor ţintă

Următorul pas în software-urile conduse prin modele este generarea ţintă specifică de sistem a soft-ului, ca şi alte documente de proiectare, din modele. În timpul acestui proces trebuie acordată atenţie standardelor existente şi calităţii soft-urilor, în egală măsură. Aşadar codul-ţintă ar trebui să fie conformat la IEC 61131-3. Acest lucru are mai multe avantaje. De exemplu, asigură posibilitate rulării programelor pe PLC-uri de la diferiţi producători şi faptul că generatorii necesari sunt, în general, compatibili. În acest fel ,efortul menţinerii unui mediu corespunzător de dezvoltare poate fi redus semnificativ.

Din pricina modelelor semiformale şi a nevoii de a lua în calcul specificaţii specifice companiei sau clientului, modelel trebuie să fie din nou perfecţionate de producător pentru generarea automată a codului-ţintă. De exemplu, din cauza procesării ciclice a programelor de control de către PLC, este de o importanţă critică a se determina secvenţa de apel pentru diferitele componente ale maşinii. În acelaşi fel, tipurile de date şi proprietăţile semnalului trebuie definite. Pentru implementarea perfecţionărilor necesare folosind o unealtă de dezvoltare, sunt recomandate diferite proceduri pentru dezvoltarea condusă prin modele.

10. Validarea software-ului şi optimizarea prin simulări

Până acum, programele de control implementate au fost, de regulă, verificate şi optimizate folosind un prototip real al maşinii-unelte. Odată ce sarcinile esenţiale de instalare sunt terminate, programele de control sunt încărcate în sistemul de control al maşinii şi testate treptat. Erorile din soft sunt identificate şi corectate pe loc. Motivul pentru care se procedează în această maineră este că soft-ul de control funcţionează corect doar atunci când interacţionează cu componentele mecanice, electrice, hidraulice şi pneumatice ale maşinii. Aşadar testarea sistemului până în acest punct nu este posibilă.

Procedura menţionată presupune un efort mare în sensul implementării unor sugestiilor pentru îmbunătăţire care apar în timpul rulării soft-ului în timpul producţiei maşinii. În acelaşi fel, presiunea enormă a timpului pe parcursul verificării şi optimizării programelor elaborate conduce la software de o calitate mai scăzută şi la costuri ridicate. Obiectivul, aşadar, este rularea soft-ului de control folosind modelul virtual al componentelor de hardware ale maşinii unelte. Două posibile abordări există pentru această procedură. Pentru simulări „hardware in the loop”(HIILS) NC-ul, PLC-ul şi HMI-ul reale sunt conectate la un model virtual al maşinii unelte. Comportarea acestor componente este reprodusă şi imitată.

HILS are câteva avantaje cheie. Unul este că dă posibilitatea schiţării comportării în timp real. Cu toate că acest lucru reduce posibila complexitate a modelelor de simulare datorită cerinţa pentru performanţă în timp real, ea permite integrarea componentelor reale ale maşinii şi afişarea comportării în timp real a componentelor maşinii unelte.

Software-ul de control poate fi testat fără un efort suplimentar pentru a modela comportarea NC-ului, PLC-ului şi interfaţei utilizatorului. La fel, pot fi evitate modificări cu predispoziţie la erori şi laborioase. Integrarea funcţionalităţii operaţiilor cu control total asupra acestra şi a interfaţei familiare asigură îmbrăţişarea utilizatorilor sistemului de simulare. Folosirea interfaţelor standardizate pentru integrarea hardware-ului de control asigură ca modelele de simulare ale maşinii unelte sunt independente de hardware-ul de control folosit.