Mehrwert über den gesamten Produktlebenszyklus

Durchgängig digitaler Workflow

Effizienzsteigerung im Maschinen- und Anlagenbau beruht auf der Integration, der Automatisierung und der Virtualisierung von Abläufen und Prozessen. Mit neuen Optionspaketen für einen horizontal und vertikal durchgängigen, digitalen Workflow unterstützt das Engineering Framework TIA Portal Anlagenbetreiber dabei, dieses Potenzial zu erschließen.
Digital Workflow im TIA Portal: offen, vernetzt und virtuell zur effizienten, digitalen Fabrik.
Digital Workflow im TIA Portal: offen, vernetzt und virtuell zur effizienten, digitalen Fabrik.

Mit TIA Portal V14 erweitert Siemens die Grenzen des klassischen Engineerings. Weg vom reinen Projektieren und Programmieren der Automatisierungslösung, hin zu einem nahezu alle Phasen im Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage unterstützenden Ansatz. Dieser führt das bislang getrennte Engineering für Mechanik, Elektrik und Automatisierung näher zusammen. Schwerpunkte sind dabei erstens die erweiterte Simulation, zweitens das effiziente, vernetzte Arbeiten in der Cloud sowie drittens Offenheit und Datenkonsistenz über das TIA Portal hinaus.

Bild 2: Durch Anbindung von Co-Simulationssystemen, zum Beispiel der Siemens-Produktfamilien NX und Tecnomatix, können komplexe Zusammenhänge komfortabel simuliert werden.
Bild 2: Durch Anbindung von Co-Simulationssystemen, zum Beispiel der Siemens-Produktfamilien NX und Tecnomatix, können komplexe Zusammenhänge komfortabel simuliert werden.

Simulation in neuen Dimensionen

Umfangreicher geworden sind in TIA Portal V14 die Möglichkeiten zur Simulation. Zusätzlich zu bewährten Funktionen wie PLCSim zur schnellen Validierung des SPS-Programms oder der integrierten HMI-Simulation steht jetzt die neue Option PLCSim Advanced zur Verfügung. Damit sind Simulationen unterschiedlichen Umfangs möglich. Im einfachsten Fall lassen sich in Step 7 im TIA Portal erstellte Anlagenmodelle mit Zeitabläufen und Verschaltungen untersuchen. Darüber hinaus ist die Anbindung eigener, in Hochsprachen wie beispielsweise C/C++ erstellter Simulationsmodelle möglich. Wer bereits andere Simulations-Systeme (Co-Simulationssysteme) einsetzt, kann diese mit PLCSim Advanced verknüpfen. So lässt sich die SPS im Kontext mit Software der Siemens-Produktfamilien NX und Tecnomatix simulieren. Ebenso lassen sich über die API (Application Programming Interface) Systeme anderer Hersteller anbinden. Anders als jede Simulation mit realer Hardware kann eine virtuelle Simulation, basierend auf möglichst vielen Daten der Teilbereiche Mechanik, Elektrik und Automatisierung, schon in der Engineering-Phase und somit viel früher ansetzen und deutlich umfangreicher sein. Damit lassen sich Fehler im Zusammenspiel schneller finden und eliminieren, was die Qualität des Automatisierungsprojektes verbessert. Das wiederum kann die Time-to-Production und letztlich die Time-to-Market verkürzen. Eine virtuelle Inbetriebnahme verringert Risiken, z.B. fehlerbedingter Schäden, und verkürzt sowohl den Factory Acceptance Test (FAT) als auch die reale Inbetriebnahme beim Anwender.

Digitaler Zwilling der S7-1500

Kern von PLCSim Advanced ist ein sogenannter digitaler Zwilling einer Simatic S7-1500 (F/T). Dieser bietet die volle Funktionalität des realen Controllers und ermöglicht ohne Veränderungen am Anwenderprogramm die Simulation komplexer Applikationen einschließlich aller I/O-Signale, von sicherheitsgerichteten sowie Motion-Control-Funktionen. Auch know-how-geschützte Programmbausteine können simuliert werden. Generell lassen sich Simulationen auch mit mehreren Instanzen und verteilt auf verschiedene PCs durchführen und sämtliche Kommunikationswege wie Webserver, OPC UA oder S7-Kommunikation nutzen. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation mit PLCSim Advanced eine praxisnahe Ausbildung sowie Operator-Trainings abseits der realen Maschine. Sie kann den Service und die Wartung unterstützen und zur laufenden Verbesserung von Abläufen eingesetzt werden.

Vernetztes, virtuelles Arbeiten in der Cloud

Höhere Flexibilität bei reduziertem Aufwand ermöglicht das cloud-basierte Engineering. Die Idee dahinter: OEMs installieren alle bei ihren Kunden eingesetzten Varianten des TIA Portales einmal in virtuellen Maschinen (VMs) in ihrer privaten Cloud und haben dann von jedem autorisierten Arbeitsplatz oder Programmiergerät aus Zugriff darauf. Damit haben beispielsweise Servicetechniker im Einsatz immer die richtige, vor Ort benötigte Version dabei und verlieren keine Zeit. Die zentrale Verwaltung auf dem Cloud-Server reduziert den Aufwand für die Software-Pflege, da nur eine Version auf einer VM aktualisiert werden muss, die sich theoretisch beliebig oft vervielfältigen lässt. Über den TIA Portal Cloud Connector können sich mehrere Anwender aus der Cloud heraus mit verschiedenen Steuerungen bzw. Anlagen verbinden und damit arbeiten. Das funktioniert über Subnetzgrenzen hinweg und ermöglicht eine Trennung zwischen IT- und Produktions-/Maschinennetzwerk. Bei alldem bestimmt die Leistung des Server-Systems die Performance, während die Hardware-Anforderungen an die Client-Systeme sinken. Für zusätzliche digitale Services, beispielsweise zur vorbeugenden Wartung durch Datenanalyse oder den globalen Zugriff auf verschiedene Standorte, lassen sich Simatic-S7-1500-Controller via TIA Portal an die Siemens-Cloud MindSphere anbinden.

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