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M-Target_for_Simulink_2019
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Schnelle Entwicklung von Regelungen und Ablaufsteuerungen

Das Programmpaket MATLAB® und die zugehörige Toolbox Simulink® von Mathworks Inc. gilt weltweit als Standard im Bereich der Modellierung dynamischer Systeme in technologisch anspruchsvollen Prozessen. 

Mit der vollständigen Integration der M1-Steuerung als Zielsystem wird eine komfortable und effiziente Umsetzung der MATLAB®-Funktionen auf ein M1-Steuerungssystem ermöglicht. Der Anwender kann sich ausschließlich auf die Arbeit in der vertrauten, grafischen Simulink®-Programmierumgebung konzentrieren, dort das System in seiner Gesamtheit übersichtlich modellieren und die Auswirkung von Änderungen bereits vor der Übertragung auf ein M1-Steuerungssystem simulieren. Die Generierung des Codes für das M1-Zielsystem erfolgt automatisch im Hintergrund und verlangt keine Kenntnisse einer Programmiersprache. Diese vollständige Integration ermöglicht eine effiziente Programmierung und Inbetriebnahme des M1-Steuerungssystems.

 

Features

  • Schnellere Implementierung von Steuerungen durch kürzere Regler-Design-Phasen
  • Kürzere Inbetriebnahmezeiten durch zuverlässige, automatische Codegenerierung
  • Höhere Übereinstimmung zwischen Maschinen- und Reglermodell

Entwicklungsprozess

1. Modellierung

Sowohl Prozess (Strecke) als auch Reglerund 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 ElectricalTM, Simscape FluidsTM, Simscape MultibodyTM 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.

2. Simulation

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, Oberflächenplots bis hin zu animierten 3D-CAD-Modellen optimieren den Arbeitsablauf.

3. Generierung und Download

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 Applikation für das Echtzeitsystem. Diese kann direkt aus der Simulink®-Oberfläche 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.

4. Test und Optimierung

Das erzeugte Echtzeitprogramm läuft nun in der Steuerung ab. Über die während der Code-Generierung integrierten Kommunikationsschnittstellen kann dieses jedoch direkt mit der Simulink®-Oberfläche 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).

5. Betrieb

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 Applikationen auf derselben (oder anderen) Steuerung(en) bleiben bestehen. Die publizierten Prozessgrößen können über das allgemeine Engineering-Tool SolutionCenter oder in Visualisierungen dargestellt werden.

Systemübersicht

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