Simulink to PLC Compatibility: a Heating System
Niemi, Mika (2023)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304034654
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304034654
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia MATLAB Simulinkin PLC Coder -ohjelman ja Siemensin TIA Portal -ohjelman käyttöä ohjelmoitavien logiikkaohjaimien (PLC) konfiguroinnissa. Simulink- ja TIA Portal -ohjelmia käytetään VAMK:n tietotekniikan ja sähkö- ja automaatiotekniikan kursseilla.
Tutkimuksen tavoitteena oli PLC-laitteen liittäminen lämpösensoriin, lämmityslähteeseen ja ulkoiseen virtalähteeseen. Simulink -ohjelma on simulaatioympäristö, jossa voi tehdä erilaisia simuloitavia systeemiä. Opinnäytetyössä Simulink -ohjelmaa käytetään lämpösysteemin simulointiin ja siinä käytettävien sisään- ja ulostulo porttien logiikan muodostamiseen. Simulink -systeemi siirretään TIA Portal ohjelmaan PLC Coder -lisäosan avulla. PLC Coder käyttää IEC 61131- standardia, kun se muokkaa tiedostot logiikkaohjaimille.
Tutkimuksen tarkoituksena on tukea Simulinkin ja TIA Portal -ohjelmien samanaikaista oppimista ja käyttöä. Tutkimuksessa käytetään TIA Portal V16 versiota ja MATLAB R2021a versiota. PLC -laitteita käytetään teollisuuden monilla aloilla, ja Simulink -ohjelma on käytössä monilla yrityksillä erilaisten simulaatioiden luomisessa ennen kuin testejä tehdään oikeilla laitteilla. Tutkimusaineistona oli Siemensin omat manuaalit PLC laitteille ja MathWorksin ohjeet Simulinkin käyttöön.
Opinnäytetyön tuloksena on systeemi, josta voi mitata lämpötilan TIA Portal -ohjelmalla, joka on tehty Simulinkin avulla. Tätä opinnäytetyötä voidaan tulevaisuudessa käyttää ohjelmien opetuksessa Vaasan ammattikorkeakoulun sähkötekniikan ja tietotekniikan kursseilla sulautettujen järjestelmien opinnoissa. The purpose of this study was to investigate the use of MATLAB Simulink's PLC Coder software and Siemen’s TIA Portal program in configuring programmable logic controllers (PLCs). Simulink and TIA Portal programs are used in VAMK's information technology and electrical engineering and automation technology courses.
The aim of this research was to connect a PLC device to a heat sensor, a heating source, and an external power source. Simulink is a simulation environment where simulated systems can be created. In this thesis Simulink was used to model a heating system and its input and output ports. The Simulink model of the heating system was then transferred using Simulink PLC Coder, which generates files for TIA Portal. The PLC Coder follows the standard IEC 61131 when generating files.
The purpose of the thesis was to create a system to support the simultaneous learning and use of Simulink and TIA Portal programs. The programs used are TIA Portal V16 version and MATLAB R2021a version with Simulink and PLC Coder add-on for Simulink. PLC computers are used in many industrial areas and Simulink is used by many companies to create different simulations before any tests are performed with real hardware. The research consisted of Siemens' own manuals for PLC devices and MathWorks' instructions for using Simulink.
The thesis resulted in a system where the temperature can be measured with the TIA Portal program, which was made using Simulink. Following this, the results of the thesis can be used in teaching Simulink and TIA Portal in electrical engineering and information technology for embedded system courses at Vaasa University of Applied Sciences.
Tutkimuksen tavoitteena oli PLC-laitteen liittäminen lämpösensoriin, lämmityslähteeseen ja ulkoiseen virtalähteeseen. Simulink -ohjelma on simulaatioympäristö, jossa voi tehdä erilaisia simuloitavia systeemiä. Opinnäytetyössä Simulink -ohjelmaa käytetään lämpösysteemin simulointiin ja siinä käytettävien sisään- ja ulostulo porttien logiikan muodostamiseen. Simulink -systeemi siirretään TIA Portal ohjelmaan PLC Coder -lisäosan avulla. PLC Coder käyttää IEC 61131- standardia, kun se muokkaa tiedostot logiikkaohjaimille.
Tutkimuksen tarkoituksena on tukea Simulinkin ja TIA Portal -ohjelmien samanaikaista oppimista ja käyttöä. Tutkimuksessa käytetään TIA Portal V16 versiota ja MATLAB R2021a versiota. PLC -laitteita käytetään teollisuuden monilla aloilla, ja Simulink -ohjelma on käytössä monilla yrityksillä erilaisten simulaatioiden luomisessa ennen kuin testejä tehdään oikeilla laitteilla. Tutkimusaineistona oli Siemensin omat manuaalit PLC laitteille ja MathWorksin ohjeet Simulinkin käyttöön.
Opinnäytetyön tuloksena on systeemi, josta voi mitata lämpötilan TIA Portal -ohjelmalla, joka on tehty Simulinkin avulla. Tätä opinnäytetyötä voidaan tulevaisuudessa käyttää ohjelmien opetuksessa Vaasan ammattikorkeakoulun sähkötekniikan ja tietotekniikan kursseilla sulautettujen järjestelmien opinnoissa.
The aim of this research was to connect a PLC device to a heat sensor, a heating source, and an external power source. Simulink is a simulation environment where simulated systems can be created. In this thesis Simulink was used to model a heating system and its input and output ports. The Simulink model of the heating system was then transferred using Simulink PLC Coder, which generates files for TIA Portal. The PLC Coder follows the standard IEC 61131 when generating files.
The purpose of the thesis was to create a system to support the simultaneous learning and use of Simulink and TIA Portal programs. The programs used are TIA Portal V16 version and MATLAB R2021a version with Simulink and PLC Coder add-on for Simulink. PLC computers are used in many industrial areas and Simulink is used by many companies to create different simulations before any tests are performed with real hardware. The research consisted of Siemens' own manuals for PLC devices and MathWorks' instructions for using Simulink.
The thesis resulted in a system where the temperature can be measured with the TIA Portal program, which was made using Simulink. Following this, the results of the thesis can be used in teaching Simulink and TIA Portal in electrical engineering and information technology for embedded system courses at Vaasa University of Applied Sciences.