Virtuelle Inbetriebnahme und Operator Training Die Realität hat keinen Reset-Knopf

Simulation bedeutet mehr Effizienz in allen Lebensphasen von Fertigungs- und Prozessanlagen. Gleichzeitig öffnet sie eine einfache Möglichkeit zur Prozessoptimierung und zur Erfahrungssicherung. Im Gegensatz zur Realität bietet die Echtzeitsimulation einen geschützten Raum für neue Testszenarien, die sich jederzeit beliebig wieder zurücksetzen oder auch sichern lassen.

Zentrales Element ist der sogenannte „Digitale Zwilling“ der Anlage. Dieser ist das möglichst exakte virtuelle Abbild eines realen Systems, also ein Simulationsmodell der Wirklichkeit – mit allen Komponenten, deren Eigenschaften, Funktionalitäten und Parametern. Bereits in der Designphase tragen Spezialisten die Anlagendaten mit Hilfe von Software zusammen. Die Simulationssoftware Simit bildet dabei einen Ausgangspunkt für den Aufbau des digitalen Zwillings der Anlage.

Inbetriebnahme in der Planungsphase

Mit dem digitalen Zwilling wird schon in der Planungsphase eine Inbetriebnahme virtuell möglich. Sobald die reale Anlage existiert, halten Daten, die vom System erfasst wurden, das realitätsnahe virtuelle Abbild fortlaufend aktuell. Der digitale Zwilling bietet dem System Vorteile über den ganzen Lebenszyklus hinweg: Zunächst um es zu simulieren, später um es zu optimieren.

Während der virtuellen Inbetriebnahme mit Simit können sämtliche Automatisierungsfunktionen vor der eigentlichen Inbetriebsetzung sicher getestet werden: Alle Systeme, Maschinen und Prozesse werden auf Basis der bereits vorhandenen Planungs- und Engineering-Daten sowie der Simit-Bibliotheken simuliert.

Für die Kommunikation zwischen Simulations- und Automatisierungsumgebung stellt Simit alle notwendigen Kopplungen bereit. Bei der Hardware-in-the-​Loop-Konfiguration wird das Automatisierungsprogramm in das reale -system geladen. Mit der Simit Unit wird die Hardware über Profinet oder Profibus an die Plattform angeschlossen.

Es geht aber auch ohne reale Hardware-Komponenten: In der Software-in-the-​Loop-Konfiguration kann das Automatisierungsprogramm in ein emuliertes Automatisierungssystem, den integrierten Virtual Controller oder die Simatic S7-PLCSIM Advanced geladen werden. Für welchen Weg man sich auch entscheidet: Mit Simit werden Entwicklungs- und Funktionsschwachstellen bereits in der Planungsphase aufgedeckt. So kann die Qualität des Engineerings erhöht und für eine verbesserte Automatisierungslösung gesorgt werden.

Übung macht den Meister

Auch Anlagenfahrer stehen vor Herausforderungen: Die steigende Komplexität von Anlagen und Regelmechanismen erfordern ständige Lernbereitschaft. Simit kann neben der virtuellen Inbetriebnahme auch als vollständig virtuelle Trainingsumgebung genutzt werden. So können bereits vor der eigentlichen Inbetriebnahme der Anlage die Bedienmannschaften vielfältig geschult werden – mit originalen Bedienbildern und Automatisierungsprogrammen.

Im laufenden Betrieb stehen alle Trainingsszenarien wiederholbar auf Abruf bereit. In der virtuellen Umgebung kann ohne Beeinträchtigung der Produktion oder gar der Gefährdung von Mensch, Umwelt oder Anlage jede Situation realitätsnah trainiert werden. Gleichzeitig schafft Simit die ideale Grundlage zur Sicherung und Weitergabe von Bedien-
Know-how.

Ein Mehr an Flexibilität

Die neue Simit Version 10, die erstmals im Rahmen der Achema vorgestellt wird, setzt insbesondere auf das Thema Flexibilität: Mit der neuen Produktstruktur ergibt sich eine höhere Skalierbarkeit basierend auf der Projektgröße. So kann die Simulation optimal an unterschiedliche Projektgrößen und Anforderungen angepasst werden.

Durch das neue Lizenz- und Dongle-Konzept erhalten Anwender zudem eine flexiblere Umgebung. Die Anzahl der Dongles kann zukünftig, je nach Anwendungsfall, deutlich reduziert werden: Die Lizenzen werden mit nur einem Dongle im Netzwerk zu Verfügung gestellt.

Zusätzlich zu diesen grundlegenden Änderungen erhält der Anwender einige funktionale Neuerungen wie die Unterstützung des S7-Redundanz-Protokolls beim virtuellen Controller und neue Komponenten innerhalb der ChemBasic-Bibliothek. Dies führt insgesamt zu mehr Effizienz in allen Lebensphasen von Fertigungs- und Prozessanlagen.