Definition und Zweck:
MATLAB (Matrix Laboratory) ist eine numerische Rechenumgebung und Programmiersprache, die von MathWorks entwickelt wurde. Sie ist primär für mathematische Berechnungen, Datenanalyse, Algorithmusentwicklung und die Visualisierung von Daten konzipiert.
Simulink ist eine grafische Umgebung, die in MATLAB integriert ist. Sie ermöglicht die Modellierung, Simulation und Analyse von dynamischen Systemen (z.B. Regelungssysteme, Signalverarbeitung, mechanische Systeme) mithilfe von Blockdiagrammen. Man kann physikalische Systeme, Steuerungslogik und Algorithmen als Blöcke darstellen und deren Verhalten simulieren.
Relevanz in der Automatisierungstechnik (Model-Based Design):
MATLAB/Simulink ist ein mächtiges Werkzeug im Bereich des Model-Based Design (Modellbasierte Entwicklung) und wird in der Automatisierungstechnik für anspruchsvolle Aufgaben eingesetzt:
- Regelungstechnik: Design und Simulation von komplexen Regelalgorithmen (z.B. PID-Regler, Zustandsregler).
- Motion Control: Entwicklung und Optimierung von Bewegungsalgorithmen, Kinematiken für Roboter und CNC-Maschinen.
- Systemsimulation: Simulation des Verhaltens ganzer Maschinen oder Prozessanlagen, um das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Steuerung zu analysieren.
- Code-Generierung: Automatisches Generieren von SPS-Code (z.B. als Strukturierter Text) oder C/C++-Code direkt aus den Simulink-Modellen (z.B. mit Simulink Coder, PLC Coder). Dies reduziert den Programmieraufwand und minimiert Fehler.
- Virtuelle Inbetriebnahme (Virtual Commissioning): Simulieren der SPS-Logik mit einem virtuellen Modell der Maschine.
- Datenanalyse: Analyse von Prozess- und Maschinendaten.
- Modellierung von Feldgeräten: Simulation des Verhaltens von Sensoren und Aktoren.
Vorteile:
- Schnellere Entwicklung: Durch Simulation und automatische Code-Generierung.
- Fehlerreduzierung: Fehler können frühzeitig in der Simulation erkannt werden.
- Systemverständnis: Komplexe Systeme können modelliert und ihr Verhalten analysiert werden.
- Qualitätssicherung: Verifikation des Designs vor der physischen Implementierung.
Hersteller wie Beckhoff (TwinCAT mit MATLAB/Simulink Integration) bieten Schnittstellen, um MATLAB/Simulink-Modelle nahtlos in ihre Automatisierungssysteme zu integrieren.
→ Siehe auch: MATLAB/Simulink-Integration, Model-Based Design, Simulation, Regelungstechnik, Virtual Commissioning, TwinCAT
