Virtuelle Inbetriebnahme mit der RF::Suite und PLCnext Technology

Digitaler Zwilling für die komplette Automatisierung

Im Zuge der Digitalisierung von Produktionsprozessen ist der digitale Zwilling in aller Munde. Im Kontext der deutschen Initiative Plattform Industrie 4.0 wird er oftmals mit der Asset Administration Shell (AAS) gleichgesetzt. Ein digitaler Zwilling kann aber mehr als eine AAS sein. Wird das Interagieren der einzelnen Komponenten einschließlich ihres Verhaltens simuliert, erhält der Anwender das digitale Abbild einer kompletten Automatisierungsapplikation.

Simulation des Anwenderprojekts

Neben der Simulation des angeschlossenen Automatisierungssystems ist eine Simulation des Anwenderprojekts, das später auf einer Steuerungshardware ausgeführt werden soll, ebenfalls hilfreich. So lassen sich schon während der Entwicklung des Programmcodes sowie ohne verfügbare Steuerungshardware erste Testszenarien und Codeverbesserungen durchführen. Mit der PLCnext Engineer Simulation kann der Anwender sein Projekt bereits auf dem Engineering-PC in einer virtuellen Umgebung konfigurieren, ausführen und testen. Der IEC61131-3-Code lässt sich hier zusammen mit Matlab-Simulink-Modellen und Hochsprachenkomponenten, die mit anderen Entwicklungsumgebungen erstellt wurden, simulieren. Als zusätzliche Funktionen sind zudem die Webvisualisierung in vollem Funktionsumfang, das webbasierte Management sowie eine OPC-UA-Serververbindung eingerichtet und einsetzbar.

Virtuelle SiL-Nachbildung des kompletten Systems

Damit nun eine von den installierten Hardwarekomponenten des Fertigungssystems vollständig losgelöste Simulation umgesetzt werden kann, bedarf es einer Steuerungssimulation mit Anbindung an das virtuelle Automatisierungssystem. Mit der Weiterentwicklung der PLCnext Engineer Simulation wird es so möglich sein, das simulierte Anwenderprogramm über die konfigurierte I/O-Kommunikation mit der Simulation des physischen Systems zu betreiben. Ist das gesamte Automatisierungssystem virtuell nachgebildet, handelt es sich um eine Software-in-the-Loop-Realisierung (SiL). Der digitale Zwilling wird also nicht nur für einzelne Komponenten, sondern für das komplette zu automatisierende System erschaffen.

Bei der virtuellen Inbetriebnahme handelt es sich um eine Technik, bei der eine virtuelle Umgebung verwendet wird, um ein Produktionssystem zu testen, bevor der eigentliche Fertigungsprozess startet. Das bietet Vorteile, beispielsweise:

• reduzierte Kosten, denn das Testen und Optimieren eines virtuellen Modells ist gegenüber einem realen Modell wirtschaftlicher;

• Zeitersparnis, weil sich eine Inbetriebnahme schneller durchführen lässt;

• mehr Sicherheit, da Prozesse und Systeme sicher überprüfbar sind, ohne dass es zu gefährlichen Situationen kommt;

• verbesserte Qualität, denn Fehler lassen sich frühzeitig erkennen und beheben;

• die Nutzung, um das Bedienpersonal im Umgang mit dem Produktionssystem zu schulen.

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