Was ist Virtuelle Inbetriebnahme?
Die virtuelle Inbetriebnahme ist die Projektphase, die nach der Erstellung von Programmen für Automatisierungsgeräte im Büro, aber vor der Ausführung der Programme im Werk stattfindet. Das Hauptziel der virtuellen Inbetriebnahme ist es, die Kosten zu senken, indem die für die Inbetriebnahme benötigte Zeit reduziert wird.
Die virtuelle Inbetriebnahme steht in direktem Zusammenhang mit Anwendungen für den Softwaretest in Simulationsumgebungen. Je nach Projektumfang, Budget und Zeitaufwand für die Umsetzung im Werk kann es jedoch unterschiedliche Formen annehmen.
SPS-Simulation
Bei Automatisierungsinstallationen auf Basis von SPS-Steuerungen sind Programmierer in der Lage, Bausteine für die Simulation innerhalb des SPS-Programms zu programmieren, ohne eine vollständige Simulationsumgebung zu schaffen. Ein Beispiel für eine solche Lösung ist die SPS-Steuerung in der Schwerindustrie – das Walzwerk. Die in der SPS geschriebene Simulation besteht aus zwei Teilen:
- Simulation von in der Installation eingesetzten Automatisierungsgeräten (Sensoren, Ventile, Antriebe);
- Simulation des Walzgutprozesses – Modus “Ghost Run”.
Dank dieser Lösung können Programmierer den manuellen Modus im Büro (die manuellen Bewegungen von Geräten) und das logische Verhalten im automatischen Modus während des simulierten Walzens des Materials testen.
Interessanterweise wird die Simulation „Ghost Run“ auch in der Fabrik regelmäßig eingesetzt. Programmierer können den Betrieb der Anlage während der Einführungsphase, aber auch nach längeren Stillstandszeiten oder Umrüstungen der Produktionslinie überprüfen – so können Bediener die komplette Installation testen und kostspielige Fehler im laufenden Betrieb vermeiden.
Simulationsumgebung
Bei komplexeren Anlagen, die aus vielen verschiedenen Komponenten bestehen (z.B. SPS-Steuerungen und Roboter), können Simulationsumgebungen sinnvoll sein. Aus diesem Grund hat die virtuelle Inbetriebnahme in der Automobilindustrie ein breites Anwendungsspektrum gefunden. Dies ist der Effekt der großen Anzahl von Projekten, des Budgets und der Art der Arbeit, bei der jeder Ausfall der Produktionslinie Verluste in Höhe von Hunderttausenden von Euro verursacht. Die virtuelle Inbetriebnahme ist bei der Einführung eines neuen Modells in die Produktionslinie sehr nützlich, wenn Entwickler unter hohem Zeitdruck arbeiten und ungeplante Stillstandszeiten in der Produktion nicht akzeptabel sind.
Die virtuelle Inbetriebnahmeumgebung besteht aus einer Hardwarekomponente, emulierender Hardware und einer Anwendung, in der eine Simulation der Produktionslinie erstellt wird. Die Anwendung bildet die Produktionslinie bis ins kleinste Detail genau ab, basierend auf Dateien, die aus CAD-Anwendungen importiert wurden. Ziel der virtuellen Inbetriebnahme ist es, Programme von SPS- und Roboterprogrammierern zu überprüfen.
Die virtuelle Inbetriebnahmeumgebung kombiniert verschiedene Elemente von Automatisierungssystemen (SPS-Steuerungen, Antriebe, Roboter) mit der Simulationslogik der Geräte und ermöglicht die Simulation der gesamten 3D-Fertigungslinie.
Zusammenfassung
Die Definition der virtuellen Inbetriebnahme ist mit Anwendungen verbunden, die für die Simulation verwendet werden; sie kann jedoch verschiedene Formen annehmen, von Simulationen, die direkt von Programmierern (hauptsächlich für Programmierer) geschrieben werden, bis hin zu Simulationen in fortgeschrittenen Testumgebungen. Darüber hinaus sollte die Wahl der Simulation auf der Grundlage des Ziels getroffen werden, das wir erreichen wollen:
- Codetest mit einer in der SPS geschriebenen Simulation vor dem Start im Werk, um Programmfehler zu erkennen;
- eine Simulation, die die Kapazität der Produktionslinie veranschaulicht – Konfiguration der Arbeitsplätze in der Produktionshalle und Überprüfung der Wirtschaftlichkeit von Investitionen in neue Roboter;
- virtuelle Inbetriebnahme mit Hilfe von dedizierten Anwendungen unter Berücksichtigung programmtechnischer und technischer Aspekte, so dass der Anwender den Code vor der Arbeit auf der Baustelle überprüfen und optimieren kann.
Unabhängig von der Methode des Codetestens bringt jede der oben genannten Optionen messbare Vorteile in Bezug auf die Verkürzung der Zeit für die Inbetriebnahme einer neuen Produktionslinie, was zu niedrigeren Investitionskosten führt.
Lesen Sie mehr dazu: Standardisierung in der SPS-Programmierung.
SPS-Programmierer mit fünf Jahren Erfahrung in der Schwer- und Automobilindustrie. Er hat an Projekten für Unternehmen aus der ganzen Welt gearbeitet. Außerhalb der Arbeit liebt er Reisen, Bergsteigen und alle Arten von Outdoor-Aktivitäten.