PLANNING, SIMULATION, VIRTUAL COMMISSIONING 3D-SIMULATIONSSOFTWARE

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1 planning, simulation, virtual commissioning PLANNING, SIMULATION, VIRTUAL COMMISSIONING 3D-SIMULATIONSSOFTWARE fe.screen-sim ein Produkt der F.EE-Unternehmensgruppe

2 UNSERE ERFAHRUNG IST IHRE SICHERHEIT fe.screen-sim ist ein Qualitätsprodukt der F.EE-Unternehmensgruppe. F.EE gehört mit derzeit rund 900 Mitarbeitern zu den deutschen Marktführern in der Fertigungs- und Automatisierungstechnik. Das Unternehmen ist auf den weltweiten Wachstumsmärkten der Investitionsgüterindustrie, des Energiesektors sowie der Engineerings- und Servicedienstleistung engagiert und bietet mit den vier Geschäftsbereichen Elek trotech Engineering, Automation Robotik, Informatik + Systeme und Energietechnik sehr erfolgreich maßgeschneiderte Lösungen und individuell an die Anforderungen der Kunden angepasste Produkte und Dienstleistungen an. Die Geschäftsbereiche operieren in der Regel unabhängig voneinander am Markt. Neben der weltweiten Automobil- und Zulieferindustrie zählen auch mittelständische Unternehmen der unterschiedlichsten Branchen sowie Energieversorger, Kommunen und Kraftwerksbetreiber zum F.EE-Kundenkreis. Modernstes technisches Equipment, Kompetenz, Flexibilität und langjähriges Know-how zählen zu den Stärken der F.EE-Unternehmensgruppe. ELEKTROTECH ENGINEERING AUTOMATION ROBOTIK ENERGIE- TECHNIK INFORMATIK + SYSTEME 2

3 fe.screen-sim IM ÜBERBLICK SEITE 5: SEITE 4: fe.screen-sim Virtuelle Inbetriebnahme auf höchstem Niveau Verschiedene Systeme in einer Umgebung SEITE 6: Die einzelnen Komponenten im Überblick SEITE 7: fe.screen-sim Core SEITE 13: fe.screen-sim Logic Creator SEITE 8: fe.screen-sim HMI-Editor SEITE 12: fe.screen-sim Library SEITE 9: fe.screen-sim Roboter Interface EKS RF Suite SEITE 10: fe.screen-sim Unity 3D Viewer & Unity 3D Viewer Oculus SEITE 11: fe.screen-sim Interaction SEITE 15: Vorteile und Dienstleistungen SEITE 14: Schnittstellen und Speicherdaten 3

4 fe.screen-sim VIRTUELLE INBETRIEBNAHME AUF HÖCHSTEM NIVEAU Der stetig steigende Komplexitätsgrad in der Automatisierungstechnik verbunden mit ständig kürzer werdenden Inbetriebnahmezeiten stellt eine große Heraus forderung für Unternehmen dar. Immer höhere Variabilität bei kontinuierlich sinkenden Kosten das sind die Anforderungen der Kunden an moderne Maschinen und Anlagen. Diese sind ohne Einsatz von Simulationswerkzeugen nicht zu erfüllen. Nur durch virtuelle Inbetrieb nahme kann bereits vor Fertigstellung der elektrischen und mechanischen Komponenten eine Qualitätssicherung erfolgen. Mit fe.screen-sim wurde ein unverzichtbares Werkzeug entwickelt, das die Modellierung von Anlagen in einer Simulationsumgebung möglich macht, wobei die Simulation anschließend im gesamten Lebenszyklus der Anlage genutzt werden kann. Die Simulation ermöglicht hochwertige Planung durch eine umfangreiche Konfigurationsprüfung, erleichtert die Softwareentwicklung sowie den Test von Steuerungsprogrammen und lässt sich zudem für Umbauten und Schulungen nach der ersten Inbetriebnahme weiter verwenden. fe.screen-sim besticht durch die einfache Bedienung und das leistungsstarke physikalische Berechnungssystem. Die Modellierung von Anlagen in der Simulation erfolgt intuitiv, schnell sowie zielführend und lässt sich zudem in wenigen Stunden erlernen. Da fe.screen-sim von einem erfahrenen Softwareentwickler-Team aus dem Anlagenbau entwickelt und seit Jahren auch in der F.EE-Unternehmensgruppe mit Erfolg eingesetzt wird, erfüllt es die Anforderungen im Automatisierungsbereich wie kaum ein anderes Produkt auf dem Markt. VORTEILE DER SIMULATION: Kosteneinsparung durch Reduzierung der Inbetriebnahmezeit vor Ort. Bessere Personal-Schulungsmöglichkeiten am virtuellen Anlagen- Modell. Übermittlung durchgeführter Prüfungen an Dritte als Funktionsnachweise in Video-Form. Durchführung von Prototypen- und Machbarkeitsanalysen. Nutzung des Simulationsmodells als Diskussionsplattform, da Darstellung des kompletten Funktionsumfangs und mit Wiedererkennungswert erfolgt. planning, simulation, virtual commissioning 4

5 VERSCHIEDENE SYSTEME IN EINER UMGEBUNG fe.screen-sim ermöglicht die Simulation von komplexen Anlagen mit mehreren hundert Förderelementen, wobei es keine Rolle spielt, ob es sich um ein Flurfördersystem, eine Elektrohängebahn (EHB), große Lager oder Roboter handelt. Verschiedenste Systeme werden in einer Umgebung vereint. fe.screen-sim enthält alle Grundbausteine für die Erstellung jeglicher Teilkomponenten der Anlage. Herausragend ist hierbei die Benutzerfreundlichkeit des Programms, die die Erstellung von Simulationen ohne enormen Schulungsaufwand ermöglicht. Durch das physikalische System in fe.screen-sim erhalten Sie ein höchst beeindruckendes Resultat mit geringem Erstellungsaufwand bei höchster Präzision. Ein großer Vorteil von fe.screen-sim be steht darin, dass zwischen der Erstellungs- und Testphase bei der virtuellen Inbetriebnahme kein Umschalten notwendig ist. Position, Anzahl, Größe und Orientierung lassen sich stets ohne den Neustart einer Komponente anpassen. In fe.screen-sim gibt es nur einen Modus den der Produktivität. Scannen Sie oben aufgeführten QR-Code und erleben Sie fe.screen-sim in Aktion auf unserem You Tube-Channel! Hier finden Sie auch aktuelle Simulations- Videos zu den verschiedenen Systemen. Vielfältige Möglichkeiten mit fe.screen-sim: Simulation eines Flurfördersystems (links), eines Lagers (Mitte) sowie einer Elektrohängebahn (rechts). 5

6 DIE EINZELNEN KOMPONENTEN IM ÜBERBLICK Interaction Logic Creator Roboter Interface EKS RF Suite Library Core & 3D-Editor Unity 3D Viewer HMI-Editor Unity 3D Viewer Oculus 6

7 fe.screen-sim CORE: DAS HERZSTÜCK DES PROGRAMMS Der Core ist das Herzstück von fe.screen-sim. Jede andere Applikation verbindet sich zum Core, wodurch der mögliche Interaktionsspielraum enorm erweitert wird. Der Core verwaltet und berechnet alles, was sich in der Simulationsanlage befindet, und versorgt so die Clients mit fertigen Daten. Dadurch können komplette Industrieanlagen in einem System emuliert und verwendet werden. Der Core steht stets für die Ausführung von Simulationen und Interaktionen zur Verfügung. Das Einfügen eines neuen Elementes oder die Anpassung von Positionen alles ist zu jedem beliebigen Zeitpunkt möglich. Dies beschleunigt den Erstellungs- und Validierungsprozess der virtuellen Anlage. Zudem bildet der Core die Verbindungszentrale zu den Steuerungen. Jede Signalinteraktion wird vom Core aus getätigt, wodurch eine klare und saubere Verbindung zu den Steuerungen hergestellt wird und das direkt, ohne zusätzliche Hardware, oder auf Wunsch auch mit der SIMBA-Box von Siemens. bei fe.screen-sim V ist die Multi-User-Fähigkeit der Applikation. Ermöglicht wird diese durch den sim-core, in dem alle Berechnungen der Simulation stattfinden. Der Core lässt sich dabei auf einem beliebigen Rechner ausführen, zu dem sich alle anderen sim-applikationen verbinden. Jederzeit kann parallel über das Netzwerk an einem Simulationsmodell gearbeitet werden. Der Nutzer entscheidet somit selbst, welche sim-applikationen er in welcher Anzahl ausführen möchte. 7

8 fe.screen-sim HMI-EDITOR: TABELLARISCHE DARSTELLUNG FÜR MAXIMALE BENUTZERMÖGLICHKEITEN Je größer die Anlagen werden, umso gewaltiger ist auch die zu verwaltende Datenmenge. Mit dem HMI-Editor stellt fe.screen-sim ein Werkzeug zur Verfügung, das auch das Handling großer und umfangreicher Daten problemlos ermöglicht. Interaktive Tabellen mit Such- und Sortierfunktionen sowie benutzerdefinierbare Suchabfragen bieten die Möglichkeit, das zu bearbeitende Element schnell und ohne umfangreiche Suche zu finden. Die Daten werden in tabellarischer Form dargestellt, wodurch die Benutzermöglichkeiten in der 3D-Darstellung erweitert werden. Die tabellarische Darstellung im HMI-Editor. 8

9 fe.screen-sim ROBOTER INTERFACE EKS RF SUITE: ROBOTER-SIMULATION PRÄZISE UND REALITÄTSGETREU Durch die Zusammenarbeit mit unserem Partner EKS wurde die Simulation von Robotern inklusive Kollisionsabfragen in fe.screen-sim möglich. Hierfür werden die Daten aus dem EKS-Programm RobSim direkt in fe.screen-sim importiert und an die virtuellen Roboter übergeben. Da die Defini tion von Materialwegen nicht erforderlich ist, können sowohl Zeit als auch Kosten reduziert werden. Das physikalische System im Core übernimmt die präzise und realitätsgetreue Simulation des Transports. Voraussetzung für die Nutzung dieser Applikation ist eine RobSim -Lizenz. Roboter-Simulation mit fe.screen-sim. 9

10 fe.screen-sim UNITY 3D VIEWER & UNITY 3D VIEWER OCULUS: NEUE DARSTELLUNGSFORMEN, DIE BEEINDRUCKEN Die Teilnahme an einer Anlagensimulation ohne Installation eines Programms? Das lässt sich mit den Unity 3D Viewern bereits mittels Angabe der Core- IP-Adresse realisieren. Dabei stehen verschiedene Navigationsmöglichkeiten mit Maus und Tastatur oder über einen Controller zur Verfügung. Eine beliebige Anzahl von Viewern kann somit jederzeit die Simulation mit eigenem Blickwinkel und eigener Positionswahl betrachten. Auch Interaktionen mit Fördergut oder 3D-Buttons sind möglich, wodurch der Viewer auch die Ideallösung für Steuer ungstests darstellt. Mehrere virtuelle Inbetriebnehmer können parallel ohne gegenseitige Beeinträchtigung ihre Tests durchführen. Der Unity 3D Viewer Oculus ermöglicht mittels einer Oculus-3D-Brille das Eintauchen in die Simulation und eröffnet somit eine völlig neue Darstellungsform. Größen und Abstände lassen sich im Vergleich zur Betrachtung am Monitor besser einschätzen. Virtual Reality hält Einzug in die Anlagensimulation Sie werden beeindruckt sein! Anlagensimulation mit dem Unity 3D Viewer Oculus. 10

11 fe.screen-sim INTERACTION: VIELFÄLTIGE MÖGLICHKEITEN FÜR DIE NACHBILDUNG VON BEDIENELEMENTEN Das Softwarepaket Interaction bietet eine zusätzliche Unterstützung des Nutzers bei der virtuellen Inbetriebnahme der Anlage. Vorde finierte grafische Schaltflächen können vom Nutzer für die Nachbildung von Anlagen-Bedienelementen wie beispielsweise Taster und Schalter dynamisch zur Laufzeit angelegt und in einzelnen Bedienflächen positioniert werden, um somit eine bessere Strukturierung der Elemente zu erhalten. Dies ermöglicht beispielsweise die Nachbildung kompletter Anlagen-Bedien konsolen und Schaltschränke. Die Applikation Interaction kann einer seits in Kombination mit dem Core verwendet werden, wodurch eine Zuweisung der Variablen aus der bestehenden SPS-Verbindung zu den Schaltflächen ermöglicht wird. Andererseits ist auch eine von den anderen Softwarepaketen unabhängige Nutzung möglich, sodass mithilfe der Interaction -Applikation eine eigene Verbindung zur SPS aufgebaut werden kann. Damit wird dem Programmierer eine zusätz liche Möglichkeit für die Nachbildung der Anlagen-Bedien elemente unabhängig von einer Simulation geboten. Bedienelemente: Erstellt mit dem Softwarepaket Interaction. 11

12 fe.screen-sim LIBRARY: EINFACHE OBJEKT-DEFINITION UND KOMBINATION VON SIMULATIONS-MODELLEN Die Hauptaufgabe der Library besteht darin, Simulations-Modelle miteinander zu kombinieren und als neues Objekt zu definieren. Dabei werden bereits vorhandene Elemente sowie neue Modelle mit verschiedensten Texturen, Größen und Skalierungen verwendet. Die Library erleichtert die Parametrierung vereinzelter Werte und gibt dem Anwender die Möglichkeit, komplexe Teilanlagen als neues Objekt zu generieren. Nachdem eine Library-Instanz erstellt wurde, kann diese von jedem Anwender nach Bedarf in Simulationsprojekte integriert werden. Definition eines Objektes in der Library. 12

13 fe.screen-sim LOGIC CREATOR: EFFIZIENZ UND EFFEKTIVITÄT DURCH BENUTZERDEFINIERTE ABLAUFLOGIKEN Mithilfe des neu entwickelten Zusatzprogramms Logic Creator können benutzerdefinierte Ablauflogiken beispielsweise eigene Motorlogiken erstellt und anschließend in der Simulation genutzt werden. Die Funktionsblöcke, welche in einem lesbaren XML-Format gespeichert und geladen werden, können mithilfe der Library verwaltet werden. Dies bietet den Vorteil, dass einmal definierte Funktionsblöcke in mehreren Projekten wiederverwendet werden können, wodurch die Effektivität der Arbeitsabläufe erhöht und die Anforderungen der Automatisierungstechnik optimal erfüllt werden. Die Definition der Logik erfolgt mittels einer intuitiv bedienbaren, grafischen Oberfläche. Der Nutzer wird bei der Erstellung von komplizierten Abläufen von vordefinierten Standardbausteinen unterstützt. Die Darstellung lehnt sich an die Funktionsbausteinsprache (FUP) an, wodurch die Bedienbarkeit und die Einarbeitung in den Logic Creator erleichtert wird. Die Schnittstelle zur Simulation kann mittels vordefinierter Datentypen frei festgelegt werden. Außerdem ist die Zuweisung von Simulationsobjekt-Eigenschaften und SPS-Variablen möglich. Zusätzlich können mithilfe von Funktionsblöcken komplette Logikabläufe erstellt werden, wobei die Nachbildung zuvor definierter Abläufe beispielsweise von Fremdanlagen mithilfe von Funktionsbausteinen möglich ist. Die Benutzeroberfläche des neu entwickelten Zusatzprogramms Logic Creator. 13

14 SCHNITTSTELLEN UND SPEICHERDATEN Import von Schnittstellen-Variablen Definierte Variablen aus Step 7 und TIA lassen sich direkt in fe.screen-sim importieren. Bei der Zuweisung wird der Nutzer durch ein Assign-Tool unterstützt, womit über signifikante Namen automatisch die Verbindungen zwischen Simulationselementen und PLC-Variablen hergestellt werden können. Selbstverständlich ist die Erstellung neuer oder die Anpassung bereits bestehender Kommunikationsvariablen jederzeit möglich. Import-Schnittstelle für SPS-Variablen. Speicherdateien in XML Die Ablage von fe.screen-sim-speicherdateien erfolgt im XML-Format, wodurch die Dateien lesbar abgespeichert und vom Nutzer der Software jederzeit angepasst werden können. Dies ermöglicht die Generierung kompletter Anlagen mit selbstgeschriebenen Tools (beispielsweise aus Excel). Gerne unterstützen wir Sie bei der Erstellung von Generierungsapplikationen für fe.screen-sim. Darstellung eines XML-Codes. 14

15 VORTEILE UND DIENSTLEISTUNGEN DIE VORTEILE UNSERER SIMULATIONS- SOFTWARE IM ÜBERBLICK: Intuitive und einfache Bedienbarkeit. Multi-User-Fähigkeit. Hohe Leistung und Performance, wodurch auch große Anlagen simuliert werden können. Generelle Kostenersparnis durch Reduzierung der Inbetriebnahmezeiten. Verifizierung und Validierung der Software (Steuerung und Visualisierung) durch virtuelle Inbetriebnahme. Möglichkeit der Software-Vorabnahme am Schreibtisch und frühzeitige Entdeckung systematischer Softwarefehler. Optimierung komplexer Software-Algorithmen (beispielsweise Regallager, Farbsortierspeicher usw.). Möglichkeit der Durchführung von Tests unterschiedlichster Prozess- und Problemszenarien sowie Notfallstrategien ohne Produktionsdruck. Neue und innovative Darstellungsmöglichkeiten mit den Unity 3D Viewern. Offene Schnittstellen zu anderen Systemen. Effizienz durch benutzerdefinierte Ablauflogiken. UNSERE DIENSTLEISTUNGEN WERDEN AUCH SIE ÜBERZEUGEN! Die F.EE-Unternehmensgruppe bietet auf Kundenwunsch auch die komplette Erstellung bzw. Unterstützung für alle nötigen Komponenten der virtuellen Inbetriebnahme an: Erstellung von kompletten Anlagensimulationen nach Kundenwunsch. Unterstützung bei der Erstellung von virtuellen Anlagenmodellen. Erstellung von projektspezifischen Modellen (auch ohne verfügbare CAD-Daten). Unterstützung bei der Optimierung von CAD-Modellen für den Einsatz in Simulationen. Betreuung während der Durchführung von virtuellen Inbetriebnahmen. Erstellung von Schulungsanlagen für die Aus- und Weiterbildung. Kontaktieren Sie uns und lassen Sie sich von unserem Know-how überzeugen! 15

16 planning, simulation, virtual commissioning 04/2016 Dieses Dokument enthält Informationen, die urheberrechtlich geschützt sind. Kein Teil dieses Dokuments darf ohne die vorherige schriftliche Zustimmung von F.EE fotokopiert, reproduziert oder in eine andere Sprache übersetzt werden. F.EE GmbH. Alle Rechte sowie Irrtümer und Änderungen vorbehalten. Andere Produktnamen oder Marken, die in diesem Dokument erwähnt werden, können Marken oder eingetragene Marken anderer Unternehmen sein und sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. Bildquellen: F.EE-Unternehmensgruppe In der Seugn 10 und 20 D Neunburg vorm Wald Tel.: Fax: Preisträger fe.screen-sim ein Produkt der F.EE-Unternehmensgruppe