Simulationssysteme werden bei vielen Maschinen- und Anlagenbauern für die Absicherung von Projekten eingesetzt. Sie bieten für die mechanische Konstruktion einer Maschine sowie für die Entwicklung der Steuerungsapplikationen und für die virtuelle Inbetriebnahme viele Vorteile. Am meisten profitieren Maschinenbauer jedoch von Simulationen, die sich einfach für unterschiedliche Projekte wiederverwenden und anpassen lassen. Mit der Lösung von B&R und ISG ist genau das möglich.

Die Simulationslösung von ISG und B&R verfügt über unterschiedliche Ausbaustufen. Diese reichen von einer manuellen Konfiguration über Templates für die Simulationsszenarien bis hin zu einer komplett automatischen Erstellung der Konfiguration.
  • Wichtige Anforderungen an eine Simulation:
  • Test der Steuerungsapplikation in völliger Analogie zu Tests und Inbetriebnahme an einer realen Maschine, ohne eine Veränderung des Systems vornehmen zu müssen;
  • Test des Gesamtsystems unter Berücksichtigung aller an der Automatisierungslösung beteiligten intelligenten Feldbus-Komponenten inklusive der funktionalen Sicherheit sowie echter Produktionsdaten;
  • Test von irregulären Szenarien, zum Beispiel Reaktion der Steuerung auf den Ausfall von Sensoren oder Sonderabläufe aufgrund von identifizierten Fehlteilen;
  • Unterstützender Einsatz des Simulationssystems als digitaler Zwilling beim Produktionshochlauf sowie begleitend zum laufenden Betrieb einer Maschine, um Produktionen zu optimieren;
  • Kosten verringern mit fertigen Simulationsmodulen aus der Bibliothek, welche die modulare Produktstruktur des Maschinenbetreibers 1:1 abbilden;

Durchgängige Plattform

Die Anforderungen zeigen, dass ein digitaler Zwilling eine Maschine oder Anlage möglichst konkret abbilden muss, um Maschinenbauern von Nutzen zu sein. ISG und B&R haben eine gemeinsame Simulationslösung entwickelt, die alle Anforderungen abdeckt und zudem für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet werden kann. Die Basis dafür bildet die Simulationsplattform ISG-virtuos. „Unsere gemeinsame Simulationslösung ist eine durchgängige Plattform, die flexibel eingesetzt werden kann“, sagt Christian Daniel, Business Manager Simulation Technology, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH.

Dabei kann die reale Steuerung über TCP/IP oder in Echtzeit über POWERLINK mit der Simulationsplattform verbunden werden. Die Kommunikation wird bei beiden Varianten aus dem originalen Applikationsprojekt der B&R-Entwicklungsumgebung Automation Studio generiert. Dadurch kann der Entwickler für die virtuelle Inbetriebnahme die Steuerungsapplikation verwenden und muss nichts neu programmieren.

Die Anbindung der realen Steuerungen an die Simulationsplattform kann sowohl über TCP/IP als auch in Steuerungsechtzeit über POWERLINK erfolgen.

Baukastensystem für konfigurierbare Lösungen

Darüber hinaus bietet die Simulationslösung von ISG und B&R die Möglichkeit, Simulationsszenarien aus einer Bibliothek zu konfigurieren. Entwickler können zum Beispiel die modulare Produktstruktur einer Verpackungsanlage abbilden. „Der maximale Nutzen einer Simulationslösung entsteht erst, wenn sie nicht jedes Mal neu für ein konkretes Projekt aufgebaut werden muss, sondern im Sinne eines Baukastensystems wiederverwendet werden kann“, sagt Daniel.

Dafür werden die applikationsspezifischen Simulationsszenarien aus virtuellen Komponenten, mechatronischen Baugruppen und Anlagen aufgebaut. Sie bilden ihre realen Vorbilder 1:1 ab – von den Parametern über die Schnittstellen bis hin zum Steuerungsverhalten. „Maschinenentwickler können ihre Maschinen modularisieren und als eigene mechatronische Verhaltensmodelle, sogenannte virtuelle Baugruppen, in einer Bibliothek ablegen“, sagt Daniel. „Viele Maschinenbauer nutzen die virtuellen Baugruppen, um kundenspezifische Konfigurationen zu erstellen.“

Templates und wiederverwendbare Komponenten sparen Zeit

Die Simulationslösung von ISG und B&R verfügt über unterschiedliche Ausbaustufen. Diese reichen von einer manuellen Konfiguration über Templates für die Simulationsszenarien bis hin zu einer komplett automatischen Erstellung der Konfiguration. „Der besondere Nutzen der Lösung besteht darin, reproduzierbare Systemtests inklusive POWERLINK auf den Takt genau durchführen und die Simulationsszenarien aus einer Bibliothek mit wiederverwendbaren virtuellen Komponenten und Baugruppen aufbauen zu können“, sagt Daniel.

Um die maximale Aussagekraft der Testergebnisse zu erreichen, muss die Steuerungstechnik im Zusammenspiel mit den Feldbuskomponenten getestet und im Sinne eines Systemtests in Betrieb genommen werden. „Mit der durchgängigen Simulationslösung von B&R und ISG ist genau das möglich. Sie deckt alle Anforderungen an eine optimale Simulation ab und bietet so Maschinenbauern einen großen Mehrwert“, sagt Daniel.

Christian Daniel

Business Manager Simulation Technology, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

„Maschinenentwickler können ihre Maschinen modularisieren und als eigene mechatronische Verhaltensmodelle, sogenannte virtuelle Baugruppen, in einer Bibliothek ablegen."

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