M-Target for Simulink®

Sowohl Prozess (Strecke) als auch Regler- und Steuerprogramme werden in Simulink^® modelliert. Die Verwendung von verschiedensten anwendungsorientierten Toolboxen kann dabei die Arbeit für den Entwickler zusätzlich beschleunigen. Durch die zahlreichen domänenspezifischen Erweiterungen für physikalische Modellierung wie Simscape Electrical^TM, Simscape Fluids^TM, Simscape Multibody^TM usw. kann dies direkt in einer dem jeweiligen Prozessexperten bekannten Beschreibungswelt erfolgen. Für die mathematische Modellierung bietet MATLAB^® und Simulink^® zudem eine Fülle an fertigen Algorithmen. Etablierte Dienstleistungsunternehmen offerieren Modellentwicklungen in allen Domänen.

Das entstandene vollständige Modell wird nun offline am Rechner simuliert. Umfassende Testreihen aller möglichen Betriebszustände oder Fehlersituationen werden durchgespielt. Nahtlos folgen iterative Modellanpassungen und neue Simulationen. Die hochwertigen Verfahren/Solver zur numerischen Berechnung von Differentialgleichungen bewähren sich auch abseits einfacher analytischer Systeme. Hervorragende grafische Darstellungsmöglichkeiten, wie Kurven, Bedienoberflächenplots bis hin zu animierten 3D-CAD-Modellen optimieren den Arbeitsablauf.

In diesem Schritt wird zunächst das Prozessmodell vom eigentlichen Steuer- oder Reglerteil separiert. Anschließend erfolgt per Mausklick die automatische Code-Generierung und die Erstellung der Applikationsprogramm für das Echtzeitsystem. Diese kann direkt aus der Simulink^®- Bedienoberfläche in die Steuerung geladen werden. Optional können auch Bibliotheken für IEC 61131-3 Programme oder Bibliotheken für C/C++ generiert werden, die dann in den jeweiligen Entwicklungsumgebungen zur Applikationserstellung verwendet werden.

Das erzeugte Echtzeitprogramm läuft nun in der Steuerung ab. Über die während der Code-Generierung integrierten Kommunikationsschnittstellen kann dieses jedoch direkt mit der Simulink^®-Bedienoberfläche am PC Daten austauschen. Im sogenannten "External Mode" stehen dann die tatsächlichen Prozesswerte (Variablen, Kanalwerte) direkt in Simulink^® online zur Verfügung. Gleichzeitig können von dort aus Variablenwerte oder interne Parameter der Simulink^®-Blöcke im Echtzeitprogramm verändert werden. Das vom Entwickler erstellte Simulink^®-Modell ist in diesem Modus nur das grafische Front-End für die Visualisierung von Prozesswerten und Vorgabe von Parametern. Die Algorithmen werden auf dem Steuerungssystem ausgeführt. Unter Verwendung der realen Ablaufumgebung lässt sich die gefundene Lösung verifizieren und weiter optimieren. Gegebenenfalls kann in einen vorangegangenen Prozessschritt gewechselt und dort Adaptionen vorgenommen werden (iterative Verbesserung).

Sobald ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht ist, kann der Projektierungs-PC von der Steuerung getrennt werden – diese läuft autonom in Echtzeit weiter. Alle Schnittstellen zu parallel ablaufenden Applikationsprogrammen auf derselben (oder anderen) Steuerung(en) bleiben bestehen. Die publizierten Prozessgrößen können über das allgemeine Engineeringtool SolutionCenter oder in Visualisierungen dargestellt werden.