Die Grundidee der virtuellen Inbetriebnahme ist es, eine Produktionsanlage bereits zu testen, wenn sich die reale Maschine noch im Aufbau befindet. So lassen sich in einer frühen Phase des Planungsprozesses Fehler vermeiden und die Projektlaufzeit reduzieren. Die virtuelle Inbetriebnahme ist allerdings nur eine Einsatzmöglichkeit eines digitalen Modells: Digitale Zwillinge bieten für alle Beteiligten im Planungsprozess Vorteile.
Unterstützung in der Entwicklung
Die physische Simulation der Maschine unterstützt den Konstrukteur und die Programmiererin bei der Verbesserung des Bewegungsablaufs. Dabei wird die Bewegung im ms-Takt berechnet und in gleichen Zeitabständen deterministisch ausgeführt. Die berechneten Positionen werden an das 3D-Modell übergeben, die Bewegung sichtbar gemacht. Das macht deutlich, an welchen Stellen die Mechanik noch anzupassen und welche Parameter im Programm ggf. zu verändern sind.
Der Controller UHX65A von SEW-Eurodrive erhält die für diese Simulation erforderlichen Prozessdaten von einem Test-PC über den Feldbus. Sie werden in den Movikit-Softwaremodulen verarbeitet und in Positionsdaten umgesetzt. Weil die Antriebselektronik noch nicht angeschlossen ist, laufen die Movikits im Simulationsmodus. Dabei simuliert der Controller die Bewegung so, als ob echte Antriebshardware angeschlossen wäre und schickt die virtuellen Positionsdaten an die Software auf dem PC, um dem dreidimensionalen Modell Richtung und Weg zu weisen. Git, CI/CD-Pipelines, automatisierte Builds, Code-Reviews im Team: in der Softwareentwicklung seit Jahren Standard, in der SPS-Programmierung bisher kaum umsetzbar. ‣ weiterlesen
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Hilfe bei der Projektierung…
Ein digitales Modell unterstützt auch den Auswahlprozess der Antriebe. So kann man ausprobieren, ob bei der jeweiligen Anwendung z.B. ob ein hochdynamischer Servomotor, eine Wasserkühlung oder eine Kombination mit höherer Massenträgheit verwendet werden sollte und ob sich ein Zwischenkreisverbund anbieten würde. Auf der SEW-Homepage steht das Planungs- und Projektierungstool Workbench zum freien Download bereit. Es hat eine Datei-Import-Funktion für die Simulationsdaten. Drehmomente, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Weg werden in Diagrammen dargestellt und fließen in die Antriebsauslegung ein. Für die energetische Auslegung, z.B. die Verwendung von Energiespeichern im Zwischenkreis, stehen weitere Optionen zur Verfügung. Um zu prüfen, ob die Antriebe in die Maschine passen, kann man CAD-Modelle aller Motoren, Getriebe und Elektronikkomponenten im Online-Support generieren und in verschiedenen 3D- und 2D-Formaten herunterladen. Maschinen kommunizieren, reagieren und steuern Prozesse. Nur ihr Licht wird oft noch als passive Komponente behandelt. Dabei zeigen SPS-Anbindung, IO-Link und Signalfunktionen: Intelligentes Licht kann längst mehr als leuchten. ‣ weiterlesen
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… und beim Programmieren
Wenn ein SPS-Programmierer erfahren will, ob Prozessablauf und Bewegungen funktionieren, möchte er den Ablauf der Steuerung im Quellcode beobachten, während er Einblick in die Bewegungsfunktionen hat. Movikit-Softwaremodule visualisieren ein- und ausgehende Feldbusdaten über eine grafische Oberfläche. Damit lässt sich leicht überprüfen, ob alles korrekt umgesetzt wird, auch im Simulationsmodus. Somit kann man das SPS-Programm am Schreibtisch fertigstellen und testen, bevor es in die Antriebselektronik geladen wird. Sogar der simulierte Roboterarm lässt sich komfortabel mit dem RobotMonitor auf dem Bedienteil oder am PC steuern und die Bewegungen genau überprüfen. Weil alle Tests in einer vollständig simulierten Umgebung stattfinden, besteht kein Risiko, dass physische Geräte durch Fehler in der Steuersoftware während der Inbetriebnahme beschädigt werden.
