MATLAB e Simulink per i produttori di macchinari

A partire dagli imballaggi alimentari, passando per il taglio dei metalli fino ad arrivare allo stampaggio a iniezione, le società leader che si occupano della realizzazione di macchinari di produzione usano MATLAB e Simulink per rispondere alla complessità sempre crescente delle loro attrezzature.

Costruzione di modelli meccatronici dei sistemi per la simulazione desktop e il commissioning virtuale
Progettazione e verifica dei sistemi di controllo e degli algoritmi della logica di supervisione
Esecuzione di simulazioni in centinaia di scenari senza usare prototipi o sistemi di produzione
Generazione di codice in tempo reale (IEC 61131-3 o C/C++) per la distribuzione su diverse piattaforme PLC

A partire dalla fase di progettazione iniziale fino al commissioning, i produttori di macchinari hanno la possibilità di sfruttare MATLAB e Simulink per costruire attrezzature ottimizzate in termini di efficienza, affidabilità e flessibilità

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Commissioning virtuale

Il commissioning virtuale con MATLAB, Simulink e Simscape consente di svolgere test e verifiche preliminari del software della macchina grazie a un modello digitale della macchina stessa. Nelle simulazioni desktop e Hardware-In-the-Loop, l’interazione tra i gruppi meccanici, il software della macchina e il prodotto in produzione possono essere testati in vari scenari prima che la macchina fisica sia effettivamente disponibile. Questo approccio abbassa i costi, consente di realizzare prodotti di alta qualità e permette di riutilizzare i progetti, oltre a rendere il commissioning sul campo più rapido.

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Manutenzione predittiva

Gli ingegneri utilizzano MATLAB e Simulink per sviluppare dei software per il monitoraggio dello stato operativo e per la manutenzione predittiva delle macchine di produzione.

Delle app interattive facilitano l’accesso ai dati tramite protocolli industriali quali OPC UA e l’esecuzione di operazioni di pre-elaborazione, senza alcuna programmazione manuale. Gli ingegneri possono progettare degli algoritmi (ad esempio, per la vita utile residua [RUL]) da distribuire su PLC o dispositivi edge. In tal modo, è possibile ottimizzare i tempi e i costi di assistenza rispetto a una manutenzione reattiva o preventiva.

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Generazione di codice PLC

Grazie alla progettazione Model-Based, gli ingegneri sono in grado di sviluppare delle funzionalità per i macchinari e di simulare su desktop centinaia di scenari di prova. Dopo la verifica, è possibile generare diagrammi a scala e testo strutturato IEC 61131-3 indipendenti dall’hardware o codice C/C++ da MATLAB e Simulink. Il software che ne risulta può essere distribuito su tutte le principali piattaforme PLC.

Fornitore	IDE	IEC 61131-3	C/C++
3S - Smart Software Solutions	CODESYS™
B&R Industrial Automation	Automation Studio™
Bachmann Electronic	SolutionCenter
Beckhoff Automation	TwinCAT^®
Bosch Rexroth	IndraWorks
Mitsubishi^® Electric	CW Workbench
Ingeteam	Ingesys IC3
Omron^®	Sysmac^® Studio
Phoenix Contact^®	PC WORX™
Rockwell Automation^®	RSLogix™/Studio 5000
Siemens^®	TIA Portal/STEP^® 7

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Ispezione automatizzata

MATLAB e Simulink offrono un framework per effettuare ispezioni automatizzate nel settore della produzione. Gli ingegneri sfruttano funzionalità di Machine Learning, Deep Learning, elaborazione di immagini e visione artificiale per sviluppare algoritmi in grado di rilevare e localizzare vari tipi di anomalie. Gli algoritmi verificati, poi, vengono distribuiti attraverso:

Diagrammi a scala e testo strutturato conformi a IEC 61131-3 per PLC e PAC
Codice C e C++ ottimizzato per sistemi embedded
Codice VHDL^® e Verilog^® per FPGA e ASIC
Codice CUDA^® per NVIDIA^® GPU

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Uso di MATLAB e Simulink per le macchine industriali

La progettazione Model-Based nell’automazione industriale

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Applicazioni di intelligenza artificiale per la progettazione e la messa in funzione di macchine utensili

“Grazie all’uso della progettazione Model-Based con MATLAB e Simulink, abbiamo potuto raggiungere obiettivi diversi contemporaneamente. Abbiamo sviluppato un sofisticato controller per l’idraulica digitale aumentando i livelli di affidabilità, precisione ed efficienza rispetto ai sistemi precedenti e abbiamo accelerato la fase di sviluppo, acquisendo un buon vantaggio competitivo.”
Kari Leminen, Metso