Original title: Vytvoření kosimulačního frameworku pro řízení virtuálního průmyslového demonstrátoru
Translated title: Implementation of co-simulation framework for control of virtual industrial machine
Authors: Pata, Jaroslav ; Husák, Michal (referee) ; Arm, Jakub (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou kosimulace průmyslových řídicích systémů za účelem vytvoření virtuálního modelu pro robotický demonstrátor. Cílem práce je navrhnout a realizovat framework, který umožní propojení PLC systému s virtuálními modely fyzických technologických celků. Práce analyzuje různé kombinace PLC systémů (TwinCAT 3, CODESYS) a simulační nástroje (MATLAB/Simulink, Webots) a hodnotí jejich vhodnost pro tvorbu právě zmiňovaného demonstrátoru. Součástí práce je také srovnání matematického a objektového přístupu k modelování fyzických systémů. Na základě těchto testů byl navržen framework využívající PLC CODESYS a simulátor Webots, tyto programy komunikují prostřednictvím standardu OPC UA. Pro zajištění stability a datové konzistence byly implementovány mechanismy pro bezpečné sdílení dat a řízení časové synchronizace. Funkčnost celého řešení je ověřena na virtuálním modelu robotické třídicí buňky. Závěrečné zátěžové testy potvrdily, že framework spolehlivě udržuje synchronizaci i při kritickém nedostatku výpočetního výkonu. This bachelor's thesis deals with the issue of co-simulation of industrial control systems for the purpose of creating a virtual model for a robotic demonstrator. The aim of the thesis is to design and implement a framework that enables the connection of a PLC system with virtual models of physical technological units. The work analyzes various combinations of PLC systems (TwinCAT 3, CODESYS) and simulation tools (MATLAB/Simulink, Webots) and evaluates their suitability for the development of the aforementioned demonstrator. The thesis also includes a comparison of mathematical and object-oriented approaches to modeling physical systems. Based on these tests, a framework was designed utilizing the CODESYS PLC and the Webots simulator, these programs communicate via the OPC UA standard. To ensure stability and data consistency, mechanisms for secure data sharing and time synchronization control were implemented. The functionality of the entire solution is verified on a virtual model of a robotic sorting cell. Final CPU load tests confirmed that the framework reliably maintains synchronization even under a critical lack of computational power.
Keywords: ADS; Co-simulation; CODESYS; MATLAB/Simulink; OPC UA; PLC; TwinCAT; virtual machine; Webots; ADS; CODESYS; Kosimulace; MATLAB/Simulink; OPC UA; PLC; TwinCAT; virtuální stroj; Webots

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258547

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-776449


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses