Matlab/Simulink

Schnelleres Time-to-Market mit Software-Add-on im PLCnext Store

In der Automatisierung suchen die Entwickler kontinuierlich nach nahtlosen Integrationslösungen, um ihre Arbeitsabläufe zu optimieren. Deshalb etablieren sich modellbasierte und objektorientierte Programmierung zunehmend in einer bislang eher konservativen Industrie. Eine der treibenden Kräfte ist die PLCnext Technology - die Automatisierungs- und Softwareexperten miteinander verbindet.

Doch welche Vorteile ergeben sich, wenn sich die modellbasierte Entwicklung durchgängig in einen digitalen Marktplatz einbinden lässt? Beschleunigt der PLCnext Store aufgrund seines umfangreichen Angebots an vorgefertigten Softwarefunktionen den Entwicklungsprozess und verkürzt somit das Time-to-Market? Durch die Integration des Software-Add-ons PLCnext Target for Simulink in den Prozess können Entwickler komplexe Regelalgorithmen und Automatisierungslogiken effizient und dynamisch entwerfen, simulieren und einsetzen. Als Schnittstelle zur Entwicklungsumgebung Matlab/Simulink nutzen sie die intuitive grafische Oberfläche und die leistungsstarken Simulationsfunktionen des Tools zur nahtlosen Einbindung des Modells in eine PLCnext-Steuerung. Der aus Simulink erzeugte gerätespezifische Code des Modells lässt sich dann entweder als PLCnext-Programm oder als IEC61131-3-konformer Funktionsbaustein in ein Projekt einfügen und als Task mit beliebiger Task-Zeit auf der PLCnext-Steuerung ausführen. Auf diese Weise haben die Entwickler Zugriff auf sämtliche Funktionen des offenen Ecosystems PLCnext Technology.

Apps verkürzen die Applikationsentwicklung

Der Store stellt einen wesentlichen Bestandteil des PLCnext-Konzepts dar. Er dient als digitaler Marktplatz, der eine Vielzahl von Softwareapplikationen enthält, mit denen die Funktionen der Steuerung einfach und direkt erweitert werden können. Durch die Verwendung passender Apps umgehen die Entwickler mühsame Schritte bei der Codeerstellung, was die Applikationsentwicklung verkürzt. Der Store bildet die zentrale Plattform, die Applikationsentwickler und -nutzer miteinander verbindet. Darüber hinaus werden die Domänenexperten im Softwarebereich mit den Automatisierungs- und Steuerungsspezialisten zusammengebracht.

Solution Apps ohne Programmierkenntnisse nutzen

Der Store ist als offener digitaler Marktplatz konzipiert, der allen Anwendern ein umfangreiches Angebot an Apps zur Verfügung stellt. Dieses umfasst Softwarefunktionen in verschiedenen Formen: von vorgefertigten funktionsfähigen Lösungen über Bausteine zur schnelleren Applikationsentwicklung bis zu Apps, mit denen sich die Laufzeitumgebung der Steuerung individuell anpassen lässt. Der Marktplatz beinhaltet beispielsweise Funktionsbibliotheken, die in IEC61131-3 erzeugt wurden, Firmware-Erweiterungen für das Runtime-System sowie sogenannte Solution Apps, die ohne Programmierkenntnisse zur Automatisierung genutzt werden können. Dieses Angebot wird jetzt durch die Integration der Simulationsumgebung Matlab/Simulink über das Add-on PLCnext Target for Simulink ausgebaut.

 Der PLCnext Store bringt sowohl Applikationsentwickler mit den -nutzern als auch Software-Domänenexperten mit den Automatisierungs- und Steuerungsspezialisten zusammen.
Der PLCnext Store bringt sowohl Applikationsentwickler mit den -nutzern als auch Software-Domänenexperten mit den Automatisierungs- und Steuerungsspezialisten zusammen.Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Verschiedene Applikationstypen lassen sich einfach erstellen

Technisch betrachtet lässt sich eine PLCnext-App unterschiedlich ausprägen – zum Beispiel als Prozess auf dem Linux-Betriebssystem, als Linux-Kommandozeilenanwendung oder als Bibliothek, die in IEC61131-3, C++, C# und nun auch in Matlab/Simulink programmiert wurde. Mit der neusten Version von PLCnext Target for Simulink können die in Matlab/Simulink generierten Modelle in wenigen Schritten entweder über die spezielle GUI im PLCnext Tab in Simulink oder durch eine Matlab-Script-Funktion automatisch als App erstellt werden. Diese Apps, die sich durch ihre einfache Anwendbarkeit auszeichnen, lassen sich über das Webbased Management der PLCnext Control schnell installieren und dauerhaft auf der Steuerung verfügbar machen.

Im Unterschied zu PLCnext Apps bietet die Möglichkeit der Erzeugung von *.pcwlx-Bibliotheken eine deutlich höhere Flexibilität und Freiheit während des Entwicklungsprozesses. Eine mit PLCnext Target for Simulink generierte Bibliothek kann einfache PLCnext-Programme enthalten. Außerdem gibt es weitere Optionen, beispielsweise die Bereitstellung des Modells als IEC61131-3-Funktionsbaustein oder die Erstellung einer Bibliothek für IEC61131-3-Funktionen, wobei die einzelnen Simulink-Subsysteme auf der obersten Ebene des Modells jeweils eigene Bibliotheks-Funktionsbausteine werden. So können Entwickler weiterhin auf bewährte Features zurückgreifen, zum Beispiel die einfache Verschaltbarkeit über die Engineering-Umgebung PLCnext Engineer, Multi-Rate, Multi-Core, Multi-Instancing, das Austauschen und Neuladen der Modell-Binaries zur Laufzeit sowie die zahlreichen Debugging-Möglichkeiten durch das PLCnext Target for Simulink.

Die intuitive Erzeugung verschiedener Applikationstypen für den PLCnext Store wird durch die praktische Funktion abgerundet, mit der ein Simulink-Modell gleichzeitig für mehrere Steuerungstypen und/oder Firmware-Versionen gebaut werden kann, um das Modell schließlich als eine einzige PLCnext App oder Bibliothek zur Verfügung zu stellen. Das minimiert potenzielle Fehlerquellen bei der Arbeit mit unterschiedlichen PLCnext-Steuerungen und vereinfacht den Entwicklungsprozess erheblich.

Weitere komplexe Funktionen umsetzen und testen

Die Einbindung der Entwicklungsumgebung Matlab/Simulink in das Ecosystem PLCnext Technology – und hier insbesondere in den PLCnext Store – ermöglicht eine beinahe unbegrenzte Entwicklung von Applikationen. Schon während der Entwurfsphase eines Applikationsprojekts können Entwickler auf den Store zugreifen und sich aus einer vielfältigen Auswahl an speziell für die Steuerung entwickelten Softwarefunktionen bedienen. Beispielsweise lassen sich vorgefertigte PID-Regler, die von Mitgliedern der PLCnext Community bereits in Matlab/Simulink entworfen wurden, herunterladen und in das eigene Projekt integrieren. Durch die Verwendung sämtlicher Vorteile der Matlab/Simulink-Welt, die über das Software-Add-on PLCnext Target for Simulink bereitstehen, können auch andere komplexe Funktionen, mathematische Berechnungen oder KI-Systeme geplant, entwickelt und getestet werden. Nach dem SIL-Test (Software-in-the-Loop) überprüft der Entwickler die Modelle anschließend im HIL-Test (Hardware-in-the-Loop) auf der PLCnext-Steuerung. Auf diese Weise lassen sich Fehler oder Schwächen in der Implementierung frühzeitig erkennen und effizient beheben.

 Eine vielfältige Auswahl an Softwarefunktionen eignet sich 
auch auch für hochspezialisierte Anforderungen und 

unterschiedliche Industrien.
Eine vielfältige Auswahl an Softwarefunktionen eignet sich auch auch für hochspezialisierte Anforderungen und unterschiedliche Industrien.Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH

Zusammenarbeit macht Engineering effizienter

Modelle, die nach bewährten Methoden von Entwicklern verschiedener Fachrichtungen in der Simulationsumgebung Matlab/Simulink generiert wurden, können den Entwicklungsaufwand deutlich reduzieren, weil die einzelnen Komponenten nicht neu entwickelt werden müssen. Nachdem ein Modell programmiert und getestet worden ist, kann es der Entwickler entweder als App oder als Bibliothek auf dem digitalen Softwaremarktplatz anbieten – und das kostenlos oder gegen eine Gebühr. In beiden Fällen werden die Zusammenarbeit und der Austausch von Wissen innerhalb der Community gestärkt.

Neue Ansätze für die Applikationsentwicklung

So eröffnet sich durch die Integration von PLCnext Target for Simulink in den Store nicht nur ein weiterer Distributionskanal für die Matlab/Simulink-Entwickler. Sie erhalten zudem eine Plattform, die die Applikationsentwicklung mit neuen Ansätzen optimiert und den Nutzern viele Möglichkeiten zur Verfügung stellt, die für die Applikation notwendigen Komponenten zu entwickeln, zu überprüfen und zu implementieren. So lässt sich der Entwicklungsprozess von der Entwurfs- bis zur Umsetzungsphase des Projekts beschleunigen, was wiederum zu verkürzten Time-to-Market-Zeiten führt.

“ Die Nutzer erhalten eine große Auswahl an Softwarefunktionen, sodass sich Entwicklungszyklen verkürzen lassen. Aufgrund der vielfältigen Möglichkeiten können sie ihre Projekte schneller realisieren und zügig auf die Anforderungen des Marktes reagieren.

“ Anwender und Partner profitieren vom Zugang zu neuen Kundengruppen und Märkten, was ihr Geschäftspotenzial erweitert. Durch die enge Zusammenarbeit und Sichtbarkeit in der Community haben sie zudem die Chance, gemeinsam mit anderen Teilnehmern Projekte umzusetzen. Dies fördert Kooperationen und eröffnet neue Geschäftsmöglichkeiten.

“ Weiterer Vorteil sind der kontinuierliche Wissenstransfer und die Bündelung von Experten-Knowhow. Die Community wird in einer dynamischen Umgebung zu einem Innovationskatalysator, da Ideen und Erfahrungen ausgetauscht werden. Neue Lösungsansätze lassen sich schneller entwickeln.

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