ABB hat auf der SPS IPC Drives ihre Software-Lösungen für die virtuelle Inbetriebnahme vorgestellt, die bei der Entwicklung und dem Betrieb von industriellen Automatisierungssystemen Zeit sparen, das Risiko von Fehlplanungen reduzieren und die Produktivität beim Engineering erhöhen. Durch virtuelles Engineering und Inbetriebnahme können Maschinenbauer und Systemintegratoren industrielle Automatisierungssysteme entwickeln und simulieren. Durch Nutzung der Plattform für die virtuelle Inbetriebnahme kann ein Systemintegrator virtuelle Antriebe und SPSen für eine Offline-Simulation einrichten. Tests an echten Produktionslinien können dadurch deutlich reduziert werden.
Gleiche Konfigurationen des virtuellen Antriebs
Da virtueller Antrieb und SPS die gleiche Konfiguration wie die echten Antriebe und SPS haben, spart die Software Zeit und Geld und vermindert das Risiko beim Engineering und der Inbetriebnahme der Automatisierungssysteme. Systemintegratoren können einzelne Aspekte ihrer Systeme überprüfen, wie die Steuerungslogik und die Reaktion auf Störungen wie zum Beispiel defekte Sensoren, Wiederherstellungsszenarien und das zeitliche Verhalten. Durch die virtuelle Prüfung und Simulation im Frühstadium eines Projektes können dank verkürzter Engineering-Dauer und geringerem Risiko bei der Inbetriebnahme der Hardware 25 Prozent Kosten eingespart werden. Darüber hinaus entsteht ein sicherer Rahmen für die Schulung der Maschinenführer oder um Lösungen zur Produktivitätssteigerung zu testen.
Bei einem Projekt mit einem Volumen von € 600.000 könnte der Kostenvorteil im Bereich von € 120.000 liegen, einschließlich einer um 20 Prozent verkürzten Engineering-Dauer, eines um 25 Prozent niedrigeren Kapitalaufwands und 50 Prozent niedrigeren Kosten für Schulung und Qualitätssicherung. Die Investition in virtuelle Konstruktionstechniken und Tools amortisiert sich schnell. Virtuelle Inbetriebnahme kann in jeder Lifecycle-Phase des Automatisierungssystems Vorteile bringen. Systemintegratoren können Designkonzepte testen, beim Engineering und der Inbetriebnahme Zeit sparen und die Projektrisiken senken. Des Weiteren können Anlagenbetreiber Maschinenführer besser schulen und Änderungen der Konfiguration offline prüfen.
Unterstützende Software-Lösungen
Die Lösungen von ABB für die virtuelle Inbetriebnahme werden durch Software-Lösungen unterstützt, die drei Anforderungen erfüllen: Erstens die Abstimmung des virtuellen Antriebs mit dem Drive composer pro, einem Inbetriebnahme- und Wartungstool für ABB-Frequenzumrichter. Mit dem Tool können Anwender virtuelle Antriebe starten und verbinden, Parameter einstellen und mit einem virtuellen Motor und Eingangssignalen eine Offline-Programmierung durchführen. Anwender können außerdem adaptive und IEC-61131-Programme erstellen und an dem Antrieb ohne reale Hardware testen. Die Software-Lösungen sind mit den aktuellen Frequenzumrichter-Serien von ABB kompatibel.
Der zweite Schritt der Virtualisierung besteht im Aufbau des Automatisierungssystems der Maschine oder des Prozesses aus virtuellen Geräten und Controllern mit der Engineering-Tool-Suite Automation Builder. Der Anwender kann dann die Regelungsprogramme der virtuellen SPS und HMI realisieren und mit einer Online-Verbindung zu den virtuellen Feldgeräten testen: Antriebe, Motion Controller, Roboter, Aktoren und Sensoren.
Der dritte Schritt besteht dann in der Komplettierung der Virtualisierung mit einem mechanischen Modell der Maschine oder der Produktionslinie. Mit dem Tool RobotStudio von ABB kann der Anwender bestehende 3D-Konstruktionen verwenden und sie durch kinematische und physische Modelle ergänzen. Die Maschine oder Produktionslinie kann dann mit virtuellen SPSen und Antrieben simuliert werden. Damit lassen sich schnell und einfach ein Simulationsmodell der Maschine mit den relevanten Funktionen erstellen, das Automatisierungssystem und die Frequenzumrichterregelung testen. Die Umgebung beinhaltet eine Virtual-Reality-Schnittstelle, die eine effektive Bedienerschulung ermöglicht oder den Verkaufsprozess unterstützt.
Verbesserte Sicherheit durch virtuelle Inbetriebnahme
„Es ist sehr vorteilhaft, die Software von ABB für die virtuelle Inbetriebnahme zu verwenden, zum Beispiel bei der Schulung der Maschinenführer“, sagt Tuomas Halttunen, Vice President beim finnischen Sägeanlagenhersteller Veisto Oy. „Nachdem die Anwender auf der virtuellen Maschine geschult wurden, nehmen sie die reale Produktionslinie sicherer in Betrieb. Sie können auch alle in der Maschine verbauten Komponenten sehen, sogar die, die nicht sichtbar sind. So wird das Verständnis der Anlage vertieft. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass wir, bevor wir mit dem Bau der Sägeanlage beginnen, dank der virtuellen Antriebe den optimalen Bewegungsablauf der Maschine ermitteln und ihn unseren Kunden vorführen können. Ich glaube, dass künftig virtuelle Antriebe und SPSen die Entwicklung und das Testen einer Produktionslinie in der Konstruktionsphase beschleunigen werden“, ergänzte Halttunen.
