Modellbasierte Entwicklung für Industrie 4.0

Verschiedene Optionen zur Prüfung des Modells

Sämtliche Gewerke rund um das offene Ecosystem PLCnext Technology, die in Zusammenhang mit Matlab/Simulink stehen, lassen sich für die modellbasierte Entwicklung nutzen. Die zahlreichen Schnittstellen ermöglichen es Anwendern, komplexe Regelsysteme auf einfache und effiziente Art zu entwickeln und das Gesamtverhalten eines Systems abzubilden. Das Design der Steuerungssoftware für eine Windenergieanlage beispielsweise wird in der Entwicklungsumgebung Matlab/Simulink erzeugt und so lange getestet, bis das gewünschte Systemverhalten erreicht ist, etwa mittels der darauf spezialisierten Toolbox „Simulink Test“ (Bild 3).

Im weiteren Entwicklungsverlauf werden die erzeugten Modelle in den PLCnext-fähigen Steuerungen geprüft. Hierzu haben die Anwender über PC Worx Target for Simulink verschiedene Möglichkeiten. So lässt sich über das Feature „Cosimulation“ ein Modell gleichzeitig in Simulink und in der Steuerung abarbeiten, sodass das Äquivalent der Modellausführung kontrolliert werden kann. Zudem ist es möglich, die gemessenen Daten aus der Software-Simulation in Matlab/Simulink als Baseline aufzuzeichnen und mit den Daten aus der Hardware-Simulation zu vergleichen. Anwender können so gezielt gegen Abweichungen vorgehen und das zu entwickelnde Modell nachjustieren.

Wiederholte Iteration bis zum gewünschten Systemverhalten

Um zur generellen Übersicht eine grafische Repräsentation des Modells direkt in der Engineering-Oberfläche von PLCnext Engineer zu bekommen, können Anwender den „Viewer for Simulink“ nutzen. Mit dem Add-on zum ansonsten lizenzfreien Engineering-Tool ist das Modell inklusive Live-Daten analysierbar. Durch Hinzunahme weiterer Schnittstellen – wie dem Watch-Fenster oder dem Daten-Logger – können diese Daten direkt verändert oder auf einen bestimmten Wert gezwungen respektive protokolliert werden (Bild 4). Neben den klassischen Blöcken, die aus der Matlab/Simulink-Umgebung bekannt sind, wird auch das Stateflow Blockset unterstützt. Tritt ein Fehler auf, etwa bei einer Division durch Null, erfolgt an den Diagnoseausgängen des Modells eine entsprechende Anzeige. Durch die übergreifende Zusammenarbeit der Gewerke lassen sich die Debugging-Funktionen des Programmierwerkzeugs Eclipse auch im Zusammenhang mit dem GNU-Debugger (GDB) verwenden, damit Fehler detektiert, gegebenenfalls auf einen bestimmten Modellteil zurückgeführt und abgeändert werden können. Diese Iteration aus Modellentwicklung und Tests wird so lange wiederholt, bis das gewünschte Systemverhalten erreicht ist.

1. Modellbasierte Entwicklung für Industrie 4.0
2. Automatische Verschaltung von Modellvariablen
3. Verschiedene Optionen zur Prüfung des Modells
4. Offener Marktplatz für Apps und Funktionsbausteine

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