Virtuelle Inbetriebnahme & Simulation

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1 Virtuelle Inbetriebnahme & Simulation Schnelle und kostenreduzierte Inbetriebnahme durch Right-First-Time-Engineering Roger Knüttel Dipl. Ing. (BA) Elektrotechnik Manager Control Engineering Department & Senior Developer Februar 2016 Die Sorg Gruppe Sorg ist der führende unabhängige Lieferant von Glasschmelzöfen und Glaskonditionierungssystemen. Die EME Maschinenfabrik Clasen GmbH ist einer der führenden Lieferanten und Ausrüster der Glasindustrie für Gemengeund Scherbenaufbereitungsanlagen. Von der Rohstoffanlieferung bis zum heißen Glas ab. 1

2 Die Glasfabrik Gemengehaus Schmelzwanne Warum Virtuelle Inbetriebnahme & Simulation Virtuelle Inbetriebnahme + Anlagensimulation Schnellere Inbetriebnahme Höhere Engineering-Qualität Niedrigere Kosten Reduzierte Risiken Virtuelle Inbetriebnahme im Büro Test aller Signale auf korrekte Verschaltung im Programm. Dies ist vor allem für fehlersichere Ein-/Ausgänge wichtig. Partielle und modulare Tests bereits während des Engineerings. Test der Handbetriebsebene und deren Verschaltungen. Vor Ort muss nur noch der Signaltest zum Schaltschrank erfolgen. Für die Inbetriebnahme der Anlage heißt das, sobald das letzte Signal im Feld geprüft wurde, kann die Anlage in Produktion gehen. Anlagensimulation Erkennen nahezu aller ablauftechnischen und funktionalen Fehler. Tests, ohne dass die Anlage selbst beteiligt ist. Die Risiken einer Software-Inbetriebnahme vor Ort werden nahezu eliminiert. Mögliche Störungen führen nicht zu schwerwiegenden Konsequenzen, wodurch kostspielige Schäden an Anlagen und Verletzungen von Personen vermieden werden. Test des kompletten Ablaufs inklusive des gesamten Datenmanagements im Büro. Komplexe Erweiterungen der Anlage können am Modell getestet werden. Bedienertraining Schulung des Kundenpersonals schon vor der Inbetriebnahme. Schulung auch von Notfallszenarien, ohne Gefährdung der echten Anlage. Installation einer virtuellen Anlagenumgebung beim Kunden. Präsentationen für den Vertriebsbereich 2

3 Beispiel für eine Simulation Gemengeanlage im Automatikbetrieb Software- und Hardwarekomponenten Der Einstieg Mit einer echten CPU, aber ohne andere Hardwarekomponenten Simulation der Signale durch im Programm enthaltene Bausteine. Diese werden bei Bedarf zugeschaltet. Vorteil Keine zusätzliche Kosten für Simulationssoftware Keine zusätzliche Kosten für spezielle Simulationshardware Bei allen Automatisierungssystemen möglich, wie Siemens, Rockwell, Mitsubishi, etc. Nachteil Stark eingeschränkt in der Komplexität Beeinflussung der eigentlichen Anlagensoftware, hohes Risiko für vergessene Simulationsprogramme Nur sehr eingeschränkt mit fehlersicheren Signalen möglich Ablaufverhalten ist sehr stark deterministisch 3

4 Software- und Hardwarekomponenten Die Premium Lösung SIMIT V8.x SIMIT + VC In Kombination mit EME Batch Bibliothek für PCS7 Mit der echten CPU + einem Controller zur Simulation der Peripherie (z.b. Simba Box) Simulation der Signale durch SIMIT in Kombination mit der Simba Box. Die Simba Box emuliert die gesamte E-/A-Peripherie In einer Software SPS komplett ohne Hardwarekomponenten Simulation der Signale durch SIMIT in Kombination mit PLCSIM oder dem Virtual Controller (VC) Die Peripherie wird von PLCSIM oder dem VC simuliert Vorteile beider Technologien Simulation mit beliebiger Komplexität Simulation auch von fehlersicheren Signalen Keinerlei Beeinflussung der eigentlichen Anlagensoftware, kein Risiko für vergessene Simulationsprogramme Durch nicht deterministische Simulationsmodelle kann das Ablaufverhalten besser auf Seiteneffekte und Ablauffehler geprüft werden (Siehe hier) Erstellen von Snapshots, um bestimmte Anlagenzustände zu speichern und wieder zu laden Eigene, sehr bedienerfreundliche Benutzeroberfläche Bei Verwendung von PCS7 vollautomatische Erstellung der Simulation Nachteile Zusätzliche Soft- und/oder Hardware notwendig Zusatzkosten Simulation eines Pneumatischen Senders mit Simit 4

5 Resümee Schnellere Inbetriebnahme Höhere Engineering-Qualität Niedrigere Kosten Reduzierte Risiken Schulung des Personals Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. EME Maschinenfabrik Clasen GmbH Wockerather Weg 45 Stoltestraße Erkelenz Lohr am Main Telefon: Telefon: Fax: Fax: contact@eme.de 5

6 Anhang Simulationssoftware SIMIT (SIEMENS) Beispiel Simit, Virtuelle Inbetriebnahme eines Motors 6

7 Simulation Wannensilo Siemens Simulations Software SIMIT SIMIT ermöglicht die Echtzeitsimulation für umfassende Überprüfungen des Engineerings sowie die virtuelle Inbetriebnahme von Anlagen, Maschinen und Prozessen vom Büro aus, und sogar dann, wenn die Anlagenausrüstung nicht verfügbar ist. 7

8 Siemens Simulations Software SIMIT Vielseitige und umfassende Simulation Skalierbare Echtzeitsimulation: von der einfachen Anschluss- und Signalebene über Sensor- und Aktorebene bis hin zur Prozessebene Simulation mit realen oder emulierten SIMATIC S7 und SIMATIC PCS 7 Controllern Breites Anwendungsspektrum dank umfassender Bibliotheken mit generischen und anwendungsspezifischen Simulationskomponenten und -vorlagen Flexible Visualisierung, einschließlich 3D Bedienbarkeit und Designkomfort Intuitive und komfortable grafische Benutzeroberfläche, Modellierung per Drag & Drop Editoren mit klarer Struktur und Navigation Kein Expertenwissen in Bezug auf Simulation erforderlich Flexible und offene Konfiguration Kommunikation: PROFIBUS, PROFINET IO, PRODAVE PLCSIM-Schnittstelle: Simulation mit emuliertem Controller Datenaustausch: OPC, Shared Memory Standard-Office-PC, Windows 7 (32/64 Bit) und XP Designeffizienz Automatische Modellierung und Instanziierung per Tabelle und Vorlagendatei-Import: XML-, CSV-, XLSund SIMATIC PCS 7 IEA-Format Automatische Parameterinitialisierung per Tabellenimport Editor für anwenderspezifische Komponenten Fehlerfreies Design dank umfassender Simulationsbibliotheken Konsistenzprüfung Strikte Trennung zwischen Simulation und Automatisierung: kein Risiko für vergessene Simulationsprogrammierung 8