Seine Ideen schneller in produktive Lösungen umsetzen zu können, ist ein entscheidendes Kriterium für den Markterfolg im Maschinen- und Anlagenbau. Die Software-Entwicklung hat daran einen immer größeren Anteil. Um komplexe Motion-Control-Applikationen komfortabel und schnell zu realisieren, hat Siemens die Funktionalität des Engineering-Systems Simotion Scout in der Version 5.1 erweitert.
Software-Tests ohne Controller-Hardware
Eine wesentliche Neuerung ist die ins Engineering-System integrierte Simulation Simosim. Damit sind Motion-Control-Applikationen ohne Hardware und ohne jegliche Anpassung des Codes im Engineering zu testen, anzupassen und anschließend 1:1 verwendbar. Resultat ist eine im hohen Maße ausgereifte, im Idealfall fehlerfreie Software. Dies beschleunigt die virtuelle wie auch die reale Inbetriebnahme deutlich, da zeitaufwändige Fehlersuchen und Programmanpassungen an der realen Maschine reduziert werden können.
Vielfältige Möglichkeiten für weitreichende Simulation
Beim Start von Simosim öffnet sich das Bedienfeld der virtuellen Simotion-CPU mit allen erforderlichen Elementen. Nach dem Download der Programme in die Simulation können umfangreiche Tests absolviert werden, die bislang nur mit einem angeschlossenen Simotion-Controller möglich waren. Dazu stehen die vollumfänglichen Debug-Mechanismen wie Statusprogramm, Haltepunkte sowie auch sämtliche Trace-Funktionen zur Verfügung. Auch alle Simotion-Objekte (beispielsweise Achsen oder Bahnobjekte) werden simuliert. Sogar nicht vorhandene I/Os können im Engineering gesteuert werden. Mit Hilfe von Scripting sind darüber hinaus automatisierte Testszenarien von Softwaremodulen realisierbar. Da mehrere Entwickler unabhängig voneinander ihre Programme testen können, ist Simosim ein Schlüssel zur schnelleren Verbesserung der Software. Die Simulation schließt auch die gesamte Funktionalität des Simotion-Webservers ein, was den Test von anwender-definierten Webseiten sehr einfach macht. Auch via Webserver initiierte Traces lassen sich simulieren, visualisieren und anschließend analysieren. Der einfache Zugriff auf die virtuelle CF-Karte erlaubt die Manipulation der Konfigurationsdateien ohne Umwege (HMI, Webserver, Benutzerverwaltung). In Verbindung mit einer WinCC-Runtime-Installation im Engineering können darüber hinaus die Bedienoberflächen der HMIs problemlos getestet und angepasst werden. Des Weiteren unterstützt Simosim den Zugriff auf den OPC-UA-Server von Simotion. Das heißt, dass der abgesicherte Zugriff auf Applikationsprogramme von externen HMI-, Scada- oder MES-Systemen aus mitgetestet werden kann. Schätzungsweise 80 bis 90 Prozent eines Programms lassen sich auf diese Weise ohne Hardware simulieren und in einem frühen Stadium anpassen. Das führt deutlich schneller durch die virtuelle und/oder die reale Inbetriebnahme, ebenso durch den Factory Acceptance Test (FAT) – und somit zum Produktionsstart. Auch bei jeder nachträglichen Anpassung oder Erweiterung der Applikation im Feld minimiert eine vorherige Simulation die Fehlerrisiken. In diesen Fällen trägt sie maßgeblich dazu bei, die Rüst- und Stillstandszeiten kurz und dadurch die Produktivität hoch zu halten.
Perfekt integriert in den Digitalisierungsprozess
Mit seinen vielfältigen Möglichkeiten ist Simosim ein wichtiges Glied in der durchgängig digitalen Prozesskette von der Projektierung bis zu cloudbasierten Services. Nach der Simulation mit Simosim kann die Maschine mit einem ausgereiften Programm schneller virtuell in Betrieb genommen werden. Siemens unterstützt dies unter anderem durch eine nahtlose Anbindung an Simulations-Tools wie Simit und NX Mechatronic Concept Designer (MCD). Damit lässt sich das komplette Verhalten einer Maschine abbilden und mit der getesteten Software verifiziert und abschließend abgestimmt werden (Digital Twin). Den Abschluss der durchgängigen Digitalisierungskette bildet die Übertragung der maschinen- und produktionsrelevanten Daten über OPC UA und ein Simatic Gateway IOT2040 an das cloudbasierte, offene IoT-Betriebssystem Mindsphere. Diese gesammelten Daten werden mit sogenannten Mindapps analysiert und visualisiert, was OEMs neue Möglichkeiten für das Condition Monitoring und die vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance) eröffnet.
