Digitaler Zwilling
Anlage in Simulation in der Praxis
Der Begriff des „digitalen Zwillings“ Hat in der Praxis eine sehr vielschichtige Verwendung. Wir, die Dr. Ecklebe GmbH, sind Spezialisten in der Erstellung von Steuerungssoftware und Visualisierungen, und unser Verständnis eines digitalen Zwillings sieht wie folgt aus:
Funktionales Modell der Anlage
Wir erstellen ein Funktionales Modell der Anlage. Die Antriebe sind mit Ihren Verhaltensmodellen abgebildet Die Bewegungssensorik wird abgebildet ( Initiatoren, Lichtschranken, Positionsgeber)
SPS Programm und Visualisierung
Wir erstellen das SPS Programm und die Visualisierung. Diese werden an das Modell angekoppelt und die virtuelle Anlage wird mit dem realen Steuerungsprogramm in Betrieb gesetzt. Das heißt die Antriebe bewegen sich und lösen Sensorik aus, welche in die SPS zurückgelesen wird.
Verfahrenstechnische Sensoren
Für Verfahrenstechnische Sensoren arbeiten wir aktuell unter SIMIT mit vereinfachten Verhaltensmodellen, um z.B. einen Temperaturanstieg nach Einschalten des Brenners zu simulieren
Einschränkungen
Virtuelle Modelle (digitale Zwillinge) repräsentieren nicht vollständig die reale Anlage. Wir haben es mit einer idealisierten Abbildung zu tun, die nicht alle physikalischen Eigenschaften wie zum Beispiel Reibung repräsentiert. Für viele unserer Anwendungsfelder ist dies jedoch völlig ausreichend und bietet umfangreiche Vorteile für die Errichtung und den Betrieb einer Anlage.
Vorteile im Überblick
Eine bestehende und produzierende Anlage soll planmäßig modernisiert werden oder es sollen Erweiterungen vorgenommen werden. Für den Umschluss möchte man den Produktionsausfall so kurz wie möglich gestalten. Hierfür empfiehlt sich der Einsatz eines digitalen Zwillings.
Bei dem virtuellen Modell kann die neue Steuerungsarchitektur und Software ausgiebig im Vorfeld getestet werden, so dass zur Inbetriebnahme eine sehr gut vorgetestete Version vorliegt. Die Anlagenbediener können an einer neu zu erstellenden Visualisierung und am Simulationsmodell im Vorfeld ohne Beeinträchtigung der Produktion trainiert werden.
Vorteile: Der Einsatz des digitalen Zwillings führt zur Verkürzung der Stillstandszeit. Und damit zu einer höheren Produktion
Der Zeitdruck zur Auslieferung von neu zu errichtenden Anlagen wird immer höher. Konstruktion, Fertigung und Software-Erstellung sollen möglichst parallel bearbeitet werden.
Zum Entwickeln und Testen der Software empfiehlt sich der Einsatz eines digitalen Zwillings. Die Software kann parallel zu Fertigungsprozessen entwickelt und getestet werden und steht damit nach Errichtung der Anlage in einem gut getesteten Zustand zur Verfügung. Die Inbetriebnahmen laufen in der Regel störungsärmer und sind schneller abgeschlossen, da wesentliche funktionale Abläufe bereits am Modell vorgetestet wurden.
Mit Hilfe des digitalen Zwillings steht die Produktionsanlage dem Betreiber früher zur Verfügung und er kann schneller mit der Produktion beginnen.
Viele Bestandsanlagen werden in einem 3-Schicht-Modell betrieben. Gerade hier ist es sehr schwierig, zum Beispiel sporadisch auftretende Fehler zu detektieren und zu beheben.
In diesem Fall kann ein digitaler Zwilling wertvolle Vorteile liefern. Fehlerfälle können ohne Beeinträchtigung der Produktion nachgestellt werden und eine Lösung für die Behebung erarbeitet werden. Die Lösung kann am Modell getestet werden und kann dann anschließend ohne Behinderung der Produktion im laufenden Betrieb eingespielt werden.
Der digitale Zwilling lässt sich aber auch zur Optimierung der Anlagen einsetzen.
Verschiedene Ideen zur Verbesserung des Betriebes der Anlagen können am digitalen Modell auf ihre Wirksamkeit geprüft werden. Die Softwareentwickler können die gewünschte Lösung entsprechend vorbereiten und testen und dann reibungslos in den Produktionsprozess überführen.
Unser Toolset
Siemens PLCSIM Advanced
Maximale Effizienz bei minimalem Ressourceneinsatz: Mit S7-PLCSIM Advanced simulieren Sie Steuerungen der SIMATIC S7-Produktfamilie realitätsnah – ganz ohne physische Hardware. So verkürzen Sie Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten und senken gleichzeitig die damit verbundenen Kosten.
fe.screen-sim
Mit fe.screen-sim hat die IT-Sparte des Automatisierungsspezialisten F.EE eine leistungsstarke 3D-Simulationssoftware entwickelt, die die Planung, Simulation und virtuelle Inbetriebnahme von Fördertechnik-, Maschinenbau-, Robotik- und Logistikanlagen ermöglicht.
Siemens SIMIT Simulation Platform
Mit SIMIT erstellen Sie realitätsnahe Schulungsumgebungen, in denen Bediener bereits vor der Inbetriebnahme realer Anlagen trainieren und getestet werden können. Dadurch lassen sich Prozesse frühzeitig optimieren, Wissen nachhaltig sichern und Inbetriebnahmezeiten verkürzen.
Referenzen
Für eine Transportanlage mit über 100 Antrieben und über 500 Sensoren und sehr komplexen Fahrweisen sollte eine Steuerungssoftware entworfen und in Betrieb genommen werden.
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Für eine Transportanlage mit über 250 Antrieben und über 1.000 Sensoren und sehr komplexen Fahrweisen sollte eine Steuerungssoftware entworfen und anschließend in Betrieb genommen werden.
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Der Betreiber der Anlage plante eine wesentliche Erweiterung, um sein Produktionsportfolio verbessern zu können.
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| Michael Paetzel Geschäftsführer |
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