Simulación y control de una planta multiprocesos utilizando Codesys, OPC y Matlab

Abstract

En este Trabajo de Fin de Grado se ha realizado un programa en relación con la planta multiprocesos del laboratorio de control perteneciente al Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática que, a través de varios actuadores y configuraciones, permite realizar ensayos de control de variables como el nivel y la presión de un depósito o la temperatura del líquido que recorre sus tuberías. Este programa se compone de dos partes. La primera es una simulación lo más fidedigna posible de la planta utilizando para ello los bloques tipo Simscape dentro de la función Simulink de Matlab, que representan a los elementos reales que la conforman a partir de su parametrización; y la segunda parte se compone de un autómata (PLC) y un panel de operario (SCADA) programados en Codesys. Ambas partes se comunicarán entre sí a partir de una interfaz OPC que proporcionará un servidor desde el que intercambiar tanto datos como el estado de las variables, permitiendo emular así el modelo de la planta en tiempo real mientras se ejecutan órdenes desde el cuadro de control del operario. Esta nueva forma de aunar el cálculo matemático y las simulaciones que proporciona Matlab con la automatización de procesos y las herramientas gráficas y visuales de Codesys, permitirá una mejora sustancial en el método docente para las lecciones sobre el control y la automática, mientras que deja la puerta abierta a posibles implementaciones prácticas en la propia industria.

A program has been carried out in this project in relation to the multi-process plant of the control laboratory belonging to the Systems Engineering and Automation Department which allows control tests to be performed on different variables, such as the level and pressure of a tank or the temperature of the liquid running through its pipes, through various actuators and configurations. This program consists of two parts. The first one is a plant simulation as reliable as possible using the Simscape type blocks within the Matlab’s Simulink function, which represent the real elements that conform it from its parameterization; and the second one is composed of a programmable logic controller (PLC) and an operational panel (SCADA) programmed in Codesys. Both parts will communicate with each other exchanging data and variables state information using the server provided by an OPC interface. This will allow to emulate the plant model in a real time simulation while orders are executed from the operator's panel. This new way of combining the mathematical calculation and the simulations provided by Matlab with the process automation and the graphical and visual tools of Codesys, will allow a substantial improvement in the teaching method for lessons about control and automation while leaving the door open to possible practical implementations in the industry itself at the same time.