Oprogramowanie MATLAB i Simulink dla automatyki
Projektanci systemów automatyki przemysłowej stają przed coraz większymi oczekiwaniami ze strony odbiorców. W swoich projektach muszą uwzględnić wszystkie zapisy specyfikacji klienta, złożony proces testowania i weryfikacji oraz zgodność z normami, co często obarczone jest presją czasu. Jak więc sprostać stawianym wymaganiom?
Z pomocą przychodzi oprogramowanie MATLAB i Simulink, wspierające projektantów na każdym etapie ich pracy. Umożliwia ono modelowanie systemu, jego symulację, automatyczną generację kodu oraz testowanie i weryfikację.
Funkcjonalność oprogramowania
MATLAB pozwala na rozwijanie algorytmów, tworzenie aplikacji, obliczenia równoległe, a także przygotowanie raportów. Oprogramowanie Simulink umożliwia symulację systemów dynamicznych za pomocą hierarchicznych schematów blokowych. W zagadnieniach związanych z automatyką przemysłową pełnię funkcjonalności oprogramowania MATLAB i Simulink wykorzystuje się, stosując metodykę MBD (Model-Based Design) – każdy etap projektowania oparty jest na modelu zbudowanym w programie Simulink.
W oprogramowaniu MATLAB i Simulink dostępne są różnego rodzaju przyborniki, służące m.in. do projektowania systemów sterowania, sieci neuronowych, sterowania rozmytego czy też systemów decyzyjnych i maszyn skończenie stanowych. Dostępne są również narzędzia do optymalizacji nastaw, parametrów czy też identyfikacji systemu.
Skrócony czas projektowania
Typowym problemem w projektowaniu systemów automatyki jest rosnąca złożoność oprogramowania dla systemów logicznych. Problem ten występuje zarówno podczas projektowania, jak i przy testowaniu całego systemu. Prace nad oprogramowaniem często rozpoczynają się zbyt późno w stosunku do innych faz projektu. Narzędzia MATLAB i Simulink pozwalają znacznie skrócić cykl projektowania oprogramowania, ponieważ metodyka MBD pozwala na bardzo wczesnym etapie projektu połączyć model obiektu z modelem systemu sterowania. Dzięki temu mechanicy, elektrycy i inżynierowie oprogramowania mogą pracować równolegle.
Jak inżynierowie oprogramowania pracują obecnie? Często ręcznie programują w językach programowania takich jak ST (Structured Text), Instruction List czy Ladder Diagram, jak również w języku C. Projektując system sterowania zgodnie z metodyką MBD, można skorzystać z automatycznej generacji kodu, która pozwala zredukować wysiłek programistów. Z punktu widzenia inżyniera oprogramowania pomocne będą narzędzia Simulink PLC Coder i Embedded Coder. Simulink PLC Coder generuje sprzętowo niezależny kod w języku ST, przeznaczony dla kontrolerów PLC i PAC. Wygenerowany kod jest zgodny z wymaganiami normy IEC 61131. Natomiast Embedded Coder tworzy czytelny, zwarty i szybki kod produkcyjny C/C++, przeznaczony do pracy na konkretnym sprzęcie. Narzędzia do automatycznej generacji kodu wspierają liczne platformy sprzętowe, a także współpracują z wieloma środowiskami programistycznymi (IDE).
Testy na modelu
Kolejnym problemem, z jakim spotykają się automatycy, jest testowanie algorytmów na docelowym sprzęcie. Jest to kosztowne i ryzykowne, a do tego czasochłonne. Sam proces testowania zajmuje około 70–80 % czasu przeznaczonego na projekt. Dzięki wczesnej weryfikacji na etapie modelu testowanie może być znacznie szybsze i efektywniejsze. Nie jest także konieczne angażowanie drogiego sprzętu, który w trakcie testów jest narażony na uszkodzenie. Na kolejnych etapach projektu można wykorzystać także technologię Hardware-In-the-Loop
i zasymulować obiekt sterowania na jednym z wspieranych symulatorów sprzętowych.
OPROGRAMOWANIE NAUKOWO-TECHNICZNE Sp. z o. o. sp.k.
ul. Oboźna 11/43, 30-011 Kraków
tel. 12 630 49 50
e-mail: info@ont.com.pl
www.ont.com.pl
source: Automatyka 3/2016