Optionen im TIA Portal. Virtuelle Inbetriebnahme mit PLCSIM Advanced

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1 Optionen im TIA Portal Virtuelle Inbetriebnahme mit PLCSIM Advanced

2 Automated Digital Workflow Virtualisierung Generieren statt Programmieren Data Exchange Cloud Lösungen Vernetzte Kommunikation Offenes System Diagnosemanagement Arbeiten Sie offen, virtuell und vernetzt Simulation

3 Die Herausforderung: Steigerung der Effizienz im Engineering Was ist die Anforderung? Reduzierung der Zeit bei der Inbetriebnahme vor Ort Minimierung des Risikos beim Produktionsanlauf Schnellerer Start der Produktion Zeit im Büro Konzept Engineering Mechanik Elektrik Automatisierung Wie kommt man dahin? Virtuelle Inbetriebnahme - mit abgestimmter Simulation der Mechanik und der Automatisierung Zeit auf der Produktionsanlage Inbetriebnahme Betrieb Konzept Engineering Inbetriebnahme Mechanik Elektrik Automatisierung Virtuelle Inbetriebnahme Betrieb

4 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

5 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

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7 Unser Ziel: Der Digitale Zwilling

8 Woraus besteht ein digitaler Zwilling? Virtuelle Steuerung Verhaltensmodell Digitales Modell PLCSIM Advanced Realer Ablauf des Maschinencodes Schaltzyklen der Hardware Virtuelle Zeit Signalkopplung zur Hardware Verhalten der Komponenten Visualisierung der Maschine Verhalten von Massen und Kollisionen

9 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

10 PLCSIM Advanced unterstütze Controller: S CPU inkl. C/F/T und ET200SP CPU inkl. F S Virtueller Controller S7-1500C S7-1500T(F) S7-1500F Abbild des realen Controllers ET 200SP(F) CPU

11 PLCSIM vs. PLCSIM Advanced Was sind die Unterschiede in der Funktionalität? Reale Welt Virtuelle Welt Simulation der Logik des Controller- Programms Realer Controller Taster/ Simulator LEDs IO Simulation PLCSIM PLCSIM Bedienfeld IO Simulation Simulation des Controllers im Kontext der Anlage/ Maschine Realer Controller Prototyp/ Reale Anlage NEU PLCSIM Advanced Digitales Modell

12 PLCSIM vs. PLCSIM Advanced Was sind die Unterschiede in der Funktionalität? PLCSIM / S (F)/ S (F/T) / PLCSIM Advanced API Controller Simulation integriert in STEP 7 im TIA Portal Anwendungsfall: Funktionstest und Validierung des STEP 7 Programms bis zu 2 Multiple Instanzen bis zu 16 Verteilte Instanzen OPC UA Webserver Prozessdiagnose ( ) Traces ( ) Motion über Softbus über Softbus S7-Kommunikation Open User-Kommunikation KHP-Blocks Virtuelle Zeit Anschluss realer CPUs/HMIs DNS Nutzung Virtuelle Memory Card Virtueller S Controller Anwendungsfälle: Funktionstest des STEP 7 Programms auch im Kontext einer Anlage/Maschine Operator Training Virtuelle Inbetriebnahme / Factory Acceptance Test (FAT)

13 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

14 Ablauf der Live Demos: SIOS-Beitrag: Seite

15 Live Demo 1 PLC SIM Advanced Erster Eindruck Einstellungen TIA Portal PLCSIM Advanced starten Download eines Programm Online gehen Webserver Live Demo

16 Live Demo Simulierbarkeit der Bausteine Um ein STEP 7 Projekt mit PLCSIM Advanced nutzen zu können, muss die Simulierbarkeit der Blocks zunächst in den Projekteigenschaften unter dem Tab Schutz aktiviert werden! Übersetzen des Projekts aktiviert die Simulierbarkeit der Bausteine Sollten in dem Projekt bereits Know-How geschützte Bausteine vorhanden sein, dann müssen diese durch Passworteingabe entsperrt und einzeln übersetzt werden

17 Live Demo Control Panel Rechtsklick startet das Control Panel von PLCSIM Advanced Auswahl der Kommunikationsschnittstelle / Netzwerkkarte PLCSIM Softbus PLCSIM Virtual Eth. Adapter TCP/IP Einstellung der virtuellen Zeit: 100 = 100x schneller als PC Uhr 0,01 = 100x langsamer als PC Uhr Anlegen der virtuellen Controller; Festlegung von Instanzname, IP, Subnet und PLC Typ Visuelles Feedback über den Status der Instanzen

18 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

19 PLCSIM Advanced Multiple und verteilte Instanzen Unterstützung verschiedener Aufbauten: Unterstützung multipler Instanzen; Empfehlung: max. 4GB RAM für eine Instanz 4 Instanzen auf einem PC mit 8GB RAM (16 Instanzen können technisch gestartet werden) Unterstützung verteilter Instanzen zur Lastverteilung Kommunikation via TCP/IP Anbindung realer Geräte (HMIs / Controller) möglich; Anbindung von realen I/Os nicht möglich PC1 S Instance 1 PC2 S Instance 3 S Instance 2 PC Uhr PC Uhr WinCC Panel STEP 7 Virtuelle Zeit Langsam Virtuelle Zeit Schnell

20 PLCSIM Advanced Funktionsweise virtueller Switch und virtueller Netzwerkadapter PLCSIM Advanced installiert einen virtuellen Netzwerkadapter und einen virtuellen Switch Verbindung zur realen Welt wird über den virtuellen Switch aufgebaut PC 2 PLCSIM Adv. Instanz 1 Virtueller Netzwerk Adapter mit eigener IP Adresse PLCSIM Adv. Instanz 1 auf PC 2 kann über ihre IP vom TIA Portal aus geladen werden PC 1 TIA Portal IP: Virtual Adapter IP: Virtueller Switch verbindet virtuellen Adapter mit realem Netzwerk Adapter Virtual Switch Netzwerkkarte IP: Netzwerkarte IP: Kommunikation läuft über realen Netzwerkadapter Netzwerk

21 Prozess Controller PLCSIM Advanced Basis für Software in the Loop Reale Welt Virtuelle Welt S Hardware Controller PLCSIM Advanced Virtueller S Controller PLCSIM Advanced als Basis für Software in the Loop API Digitales Modell und Verhaltensmodell Umfangreiche Funktionssimulation ohne Anpassung des STEP 7 Programms Schnittstelle zur Kopplung an unterschiedliche Co- Simulationen via API

22 Live Demo 2 Co-Simulation via API Applikation: Co-Simulation via API Funktionstest der Kommunikation Einblick in den Quellcode Anwendungsbeispiel im SIOS: Live Demo

23 Motivation Digitaler Zwilling und die virtuelle Inbetriebnahme Konzept Engineering Inbetriebnahme Mechanik Elektrik Automatisierung Betrieb Konzept Engineering Inbetriebnahme Mechanik Elektrik Automatisierung Virtuelle Inbetriebnahme Betrieb Mechanisches Modell Automation

24 PLCSIM Advanced Kopplung mit einem digitalen Modell Planung und Projektierung Ergebnis Test in virtueller Umgebung Automatisierung mit TIA Portal STEP 7 Programm PLCSIM Advanced virtueller Controller Mechanische Konstruktion mit CAD Hardware Konfiguration (inkl. Signalliste) CAD Model Digitales Modell Definition der Kinematik Ablaufplanung (Sequenzen) Bewegungszusammenhänge und -profile Simulation der Kinematik Definition Sensorik und Aktorik Signalkopplung über die API software in the loop

25 Die innovative Lösung: Simulation der gesamten Anlage Simulieren der Materialflusssimulation einer Anlage Produktion / Montagezelle Maschinenkonzepte Automatisierung Plant Simulation Process Simulate NX Mechatronics Concept Designer PLCSIM Advanced Synchronisiert

26 NX Mechatronics Concept Designer Grundlagen Wie soll die Maschine arbeiten? Operationen Mechanik USABLE SPACE Only layouts in slides 1, 3 and 5 can have images bleeding to the edge Bewegungssteuerung Wiederverwendung bestehender Komponenten Antriebe und Aktoren Sensoren

27 Möglicher Ausbau mit MCD und SIMIT als Co-Simulation Simulation von zusätzlichen Geräten und der Feldbusebene reale/ virtuelle Steuerung Verhaltensmodell Digitales Modell Virtueller Controller ab V1.0 SIMIT ab V9.1 (V9.0 bei realen Steuerungen) NX / MCD ab V11 Sinumerik Simulation Unit / SIMBA BOX Simotion S7-300/ S7-400 Steuerung Profibus / Profinet *Fachberatung Stuttgart: +49 (711) support-automation.sdw.iiadt.ger@siemens.com

28 Live Demo 3 PLCSIM Advanced mit digitalem Modell und Verhaltensmodell NX MCD starten 3D Modell öffnen Kopplung der Signale in MCD und SIMIT Start der Simulation Live Demo

29 Agenda Der Weg von der realen zur virtuellen Maschine Herzstück zur Automatisierung: Der virtuelle Controller Live Demo mit PLCSIM Advanced Kopplungsmöglichkeiten des virtuellen Controllers Live Demo mit PLCSIM Advanced / SIMIT / NX MCD Zusammenfassung

30 PLCSIM Advanced Lizenzkonzept und Listenpreis Instanz 1 Instanz 2 Instanz 3 Lizenzkonzept: Floating License Enterprise License (EPL) Eine Lizenz pro Instanz Listenpreis pro Instanz: (Download) (DVD) Trial Mode: ab PLCSIM Adv. V1.0 SP1 Trial Software über SIOS

31 Weitere Informationen Anwendungsbeispiel aus SIOS (Siemens Industry Online Support) SIMATIC S7-PLCSIM Advanced: Co-Simulation via API, Beitrags-ID: weitere Anwendungsbeispiele sind in Planung! Funktionshandbuch SIMATIC S7-PLCSIM Advanced

32 Ihr Vorteil beim Einsatz einer PLCSIM Advanced zur virtuellen IBS: Qualität und Beschleunigung steigen, Kosten und Risiko werden reduziert! Qualität Geschwindigkeit Kosten Risiko Flexibilität Optimierung der Maschinenfunktionalität Weniger Zeit für Inbetriebnahme bei Kundenanlage Je früher man optimiert, je mehr kann man sparen Wenige echte Fehler in realen Anlagen Testumgebung für die Erstellung alternativer Steuerungskonzepte

33 Automated Digital Workflow Virtualisierung Generieren statt Programmieren Data Exchange Simulation Cloud Lösungen Vernetzte Kommunikation Offenes System Diagnosemanagement Arbeiten Sie offen, virtuell und vernetzt