Synchronized Cooperative Simulation: OPC UA Based Approach
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2012
Department
Major/Subject
Automaation tietotekniikka
Mcode
AS-11
Degree programme
Language
en
Pages
xiv + 93 s.
Series
Abstract
Most simulation tools excel at only one technical domain. For efficient simulation of multi-domain systems, cooperative simulation (co-simulation) can be used. In co-simulation, a simulation model is divided into smaller submodels to allow each of the submodels to be simulated with a purpose-made simulator. The connectivity between the multiple simulators is a key factor in the performance of a co-simulation. In this work, the OPC UA standard was chosen as the communication interface between the different simulators. OPC UA is considered an effective communication interface and, moreover, the versatility of OPC UA allows the same interface to be utilized by the user to control and configure the co-simulation. In this thesis, the core functionalities of an effective and scalable synchronized co-simulation environment were designed and implemented. As an important part of the work, a novel solution for OPC UA based synchronization in continuous dynamic co-simulation is proposed. The evaluation conducted on the implementation confirms that both the synchronization solution and the OPC UA interface are suitable for being used in co-simulation of real-world systems.Useimmat simulointityökalut toimivat hyvin vain tietyllä tekniikan osa-alueella. Järjestelmiä, jotka koostuvat osasista useilta eri tekniikan aloilta, on siten usein tehotonta simuloida käyttämällä vain yhtä simulointiohjelmistoa. Yhteissimulointi tarjoaa ratkaisun tähän ongelmaan. Yhteissimuloinnissa simulointimalli jaetaan osiin, joista kukin simuloidaan parhaiten tarkoitukseen sopivalla simulaattorilla. Erityisen tärkeä tekijä yhteissimuloinnissa on yhteys simulaattoreiden välillä. Tässä työssä käytettiin OPC UA -standardin mukaista rajapintaa simulaattoreiden väliseen kommunikointiin. Sen lisäksi, että OPC UA on verraten tehokas kommunikointirajapinta, sen monikäyttöisyyden ansiosta sitä voidaan käyttää myös ulkoisena rajapintana yhteissimulointiin. Tässä työssä suunniteltiin ja toteutettiin tehokas ja skaalautuva synkronoitu yhteissimulointiympäristö. Tärkeänä osana työtä esitellään uusi OPC UA:han pohjautuva synkronointiratkaisu käytettäväksi jatkuvaan dynaamiseen yhteissimulointiin. Toteutuksen pohjalta suoritetut testit osoittavat, että sekä luotu synkronointiratkaisu että OPC UA -rajapinta soveltuvat käytettäväksi todellisten järjestelmien yhteissimuloinnissa.Description
Supervisor
Koskinen, KariThesis advisor
Karhela, TommiKeywords
co-simulointi, prosessisimulointi, skaalautuvuus, Apros, OpenModelica, co-simulation, process simulation, scalability, Apros, OpenModelica