Wenn ein Prozesstechniker vor dem Echtzeitbetrieb sicherstellen möchte, dass seine Annahmen zur Maschine und dem Prozess korrekt sind, kann er in seinem Simulationsprogramm ein detailliertes Modell der Realität erstellen. Dieses verhält sich so, wie es der Prozess mit den entsprechenden Parametern tun würde. Durch den Abgleich der realen Betriebsdaten mit vorher im Digitalmodell berechneten Daten, dem sog. Model Based Monitoring, kann man Fehler im Betrieb frühzeitig erkennen und die Zahl defekter Teile verringert sich. Auch ein erhöhter Energiebedarf, z.B. aufgrund von Maschinenverschleiß, lässt sich leicht erkennen.
Schulung leicht gemacht
Der digitale Zwilling ermöglicht es zukünftigen Maschinenbedienern die Einrichtung und Bedienung der Anlage zusammen mit den Entwicklern der Bedienoberfläche zu üben. Dazu ist die Maschine beispielsweise mit Touchdisplays ausgestattet, die über Ethernet mit der Steuerung verbunden sind. Die Anordnung der Informationen und Schaltflächen auf den Displays entspricht exakt der späteren Anordnung an der Anlage; selbst die Bildschirmdiagonale ist identisch. Nach kurzer Zeit ist das Team einsatzbereit und hat ein genaues Verständnis dafür, wie die Maschine auf Eingaben reagieren wird und welche Maßnahmen im Fehlerfall zu ergreifen sind. Die gesamte Unterweisung kann komplett ohne eine reale Maschine erfolgen.
Technische Anforderungen
Eine wichtige Anforderung für die Simulation mit realen Daten ist, dass der Prozess auf keinen Fall gestört wird. Die Steuerungen UHX65A und UHX86A von SEW-Eurodrive sind ausreichend performant, um zwei Betriebssysteme parallel auszuführen. Somit kann der Programmcode für die Prozess- und Bewegungssteuerung auf einem Echtzeitbetriebssystem laufen, während das Modell auf einem Windows-Betriebssystem ausgeführt wird. Die Daten der Steuerung werden verarbeitet, verglichen und über das Netzwerk auf einem externen Datenspeicher abgelegt. Weil durch die Simulation viele Prozesse parallel laufen, lässt sich die Entwicklung der Maschine deutlich verkürzen. Git, CI/CD-Pipelines, automatisierte Builds, Code-Reviews im Team: in der Softwareentwicklung seit Jahren Standard, in der SPS-Programmierung bisher kaum umsetzbar. ‣ weiterlesen
SPS-Entwicklung trifft DevOps: Wie CODESYS 4 IT-Methoden in die Automatisierung bringt
Bei den SEW-Steuerungen kann die 3D-Simulation unabhängig auf dem Windows-Betriebssystem ausgeführt werden, was einen Vergleich zur realen im Betrieb befindlichen Maschine ermöglicht. Das erlaubt echte Physik-Simulationen mit dem digitalen Zwilling, ohne dass zusätzliche Hardware in die Maschine eingebracht werden muss. 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
Wie intelligent ist Licht?
Praktische Simulationsansätze
Zur Realisierung eines virtuellen Modells bietet SEW-Eurodrive zwei Ansätze: Kunden mit eigener Simulationsumgebung können über Movikit SimInterface alle erforderlichen Daten der Antriebselektronik an die Simulation übergeben. Anderenfalls bietet Movikit Simu3DMachine eine schnelle Möglichkeit, die Funktionen einer Maschine ohne komplexe Simulationssoftware abstrakt zu überprüfen. Welche Variante auch genutzt wird – Maschinenbedienern, Programmierern, Konstrukteuren und Endanwendern eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten, ihre Projekte effizienter, schneller und ressourcenschonender zu planen und zu verbessern.
