Virtuelle Inbetriebnahme

Virtuelle Inbetriebnahme

Startvorteil für
Intralogistik-Anlagen

Die Inbetriebnahme ist beim Anlagenbau für die Intralogistik der zentrale Punkt, gleich ob Neuplanung oder Retrofit. Sie soll schnell gehen und die Anlage sofort perfekt ‚durchlaufen‘. Die virtuelle Inbetriebnahme mit einem digitalen Anlagenzwilling ermöglicht es, das Automatisierungssystem vorab zu testen und Probleme zu lösen, bevor es richtig Geld kostet.

Virtuelle Inbetriebnahme bringt in der Intralogistik viele Vorteile (Bild: Mewes & Partner GmbH)

Der Begriff digitaler Zwilling wurde in letzter Zeit stark strapaziert. Dabei gibt es keine einheitliche Definition, was er eigentlich beinhaltet. Manche verstehen darunter im Wesentlichen die 3D-Darstellung einer Anlage, andere legen den Schwerpunkt auf die digitale Sammlung aller Anlagendaten. Für die Fachleute bei Mewes & Partner bedeutet ein digitaler Zwilling, Echtzeitsimulationen an einem funktionalen virtuellen Abbild einer realen Anlage durchführen zu können. Für diese Aufgabe hat die Firma die Winmod-Systemplattform entwickelt. Dipl.-Ing. Jürgen Mewes, Geschäftsführer von Mewes & Partner, schildert sein Verständnis eines digitalen Zwillings: „Wir verstehen darunter die funktionale Repräsentation von Aktorik, Sensorik und 3D-Daten. Das gesamte steuerungstechnische Verhalten der realen Anlage wird so abgebildet, in Echtzeit simuliert und in 3D visualisiert. Dazu kommt die Kopplung zum realen Automatisierungssystem, mit verschiedenen Feldbus-Emulationen wie Profibus oder Profinet welche die Softwaretests als Hard- und Software-in-the-Loop ermöglichen.“ Dieses Konzept erlaubt es, Abläufe nicht nur innerhalb des Programms, sondern mit Kopplung zum Automatisierungssystem zu simulieren. Die Systemplattform berechnet, wie sich die Anlage im realen Betrieb verhält und welche Zykluszeiten wirklich entstehen.

Realer Softwaretest

Die Planung einer Intralogistik-Anlage wird heute durch viele IT-Werkzeuge unterstützt. Die SPS-Programmierung jedoch beruht meist auf Planungsdokumenten, welche unscharf formuliert sein, Lücken haben oder sogar Mängel aufweisen können. Meist ist die Beschreibung des Anlagenverhaltens daher nicht eindeutig. Absprachen zwischen Steuerungsprogrammierer, Konstrukteur und Elektroplaner sind die Folge. Mit dem Einsatz neuer Feldgeräte, komplexer Antriebe oder neuer Technologien, wie Elektrobodenbahnen (EFS), wachsen die Herausforderungen bei Programmierung und Inbetriebnahme zusätzlich. Mit bisherigen Entwicklungsmethoden kann der Test der Software erst wirklich auf der Baustelle erfolgen. Für den Softwareentwickler bedeutet das lange Einsatzzeiten abseits seines Büroarbeitsplatzes, oft direkt in der Anlage irgendwo auf der Welt. Für den Betreiber ist das mit zusätzlichen Kosten verbunden. Die echte Steuerungssoftware vorab mit einem digitalen Zwilling testen zu können, welcher die reale Anlage möglichst vollständig aus automatisierungstechnischer Sicht abbildet, ist ein deutlicher Vorteil.

Virtuelle Prozessinformationen

Für ein realitätsgetreues Prozessabbild einer Anlage müssen die Ein- und Ausgangssignale über die Feldbusemulation mit dem realen Automatisierungssystem in Echtzeit ausgetauscht werden. Dazu kommt das funktionale Verhalten von Komponenten und Prozessen, ebenfalls in Echtzeit. Damit alle Projektbeteiligten die Auswirkungen einzelner Funktionen verstehen und nachvollziehen können, ist eine detaillierte Visualisierung der virtuellen Anlage notwendig. Um bei der virtuellen Inbetriebnahme intensiv testen zu können, ist es wichtig, durch unmittelbare Interaktion jeden Parameter zu ändern, Störfälle zu generieren und Prozesse zu beeinflussen.

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