Integration av PLC och MATLAB Simulink genom OPC UA-protokollet

Abstract

Detta examensarbete behandlar etablering av kommunikation mellan olika slags PLC och MATLAB Simulink med hjälp av OPC UA-protokollet, på uppdrag av WE Tech Solutions.

Syftet med arbetet var att effektivera företagets arbetssätt inom testning av styrfunktioner i en virtuell miljö. Detta minskade risken för kostsamma och tidskrävande problem i ett senare skede av projektet.

Arbetet genomfördes genom informationssökning kring OPC UA-protokollet, MATLAB Simulink, WAGO PLC och CODESYS. En OPC UA-server konfigurerades och testades på en virtuell SoftPLC samt en fysisk WAGO PLC. En OPC UA-klient konfigurerades i MATLAB Simulink för att testa datahantering och stabilitet.

Resultatet av arbetet är en fungerande kommunikationslösning mellan olika slags PLC och MATLAB Simulink. En utvärdering av fördelar, nackdelar och utvecklingsmöjligheter hittas också, vilket ger företaget en grund för att vidareutveckla och effektivera sina processer.

Tämä opinnäytetyö käsittelee kommunikaation muodostamista erilaisten PLC-laitteiden ja MATLAB Simulink -ohjelmiston välillä OPC UA-protokollan avulla. Työ on tehty WE Tech Solutionsin toimeksiannosta.

Työn tarkoituksena oli tehostaa yrityksen prosesseja ohjaustoimintojen testaamisessa virtuaaliympäristössä. Tämän avulla voidaan vähentää kalliita ja aikaa vieviä ongelmia projektien myöhemmissä vaiheissa.

Työ toteutettiin selvittämällä tietoa OPC UA-protokollasta, MATLAB Simulinkistä, WAGO PLC:stä ja CODESYSistä. OPC UA -palvelin konfiguroitiin ja testattiin sekä virtuaalisessa SoftPLC:ssä että fyysisessä WAGO PLC:ssä. Tämän jälkeen MATLAB Simulinkiin määritettiin OPC UA -asiakas, jonka avulla testattiin tiedonsiirron toimivuutta ja vakautta.

Työn tuloksena saatiin toimiva viestintäratkaisu erilaisten PLC-järjestelmien ja MATLAB Simulinkin välille. Työssä esitetään myös arvio ratkaisuun liittyvistä eduista, haitoista ja kehitysmahdollisuuksista, mikä tarjoaa yritykselle pohjan prosessiensa jatkokehitykselle ja tehostamiselle.

This thesis addresses the establishment of communication between various types of PLCs and MATLAB Simulink using the OPC UA protocol, commissioned by WE Tech Solutions.

The purpose of the work was to streamline the company’s processes for testing control functions in a virtual environment. This reduces the risk of costly and time-consuming problems later in the project.

The work was carried out through research on the OPC UA protocol, MATLAB Simulink, WAGO PLC, and CODESYS. An OPC UA server was configured and tested on a virtual SoftPLC and a physical WAGO PLC. An OPC UA client was configured in MATLAB Simulink to test data handling and stability.

The result of the work is a functioning communication solution between various types of PLCs and MATLAB Simulink. An evaluation of the advantages, disadvantages, and development opportunities can be found, providing the company with a foundation to further develop and streamline its processes.