Simulační platforma SIMIT Flexibilnější inženýring, optimalizace procesu, školení operátorů

Transkript

1 Simulační platforma Flexibilnější inženýring, optimalizace procesu, školení operátorů Siemens AG 2017 siemens.com/simit

2 Kontakty Jan Kváč Siemens, s.r.o. Procesní automatizace RC-CZ PD PA Siemensova Praha 13, Česká republika Mobil: jan.kvac@siemens.com Jaroslav Kutílek Siemens, s.r.o. Procesní automatizace RC-CZ PD PA Siemensova Praha 13, Česká republika Mobil: jaroslav.kutilek@siemens.com

3 Klíčové požadavky na inženýring Jak zefektivnit inženýring a provoz? Jak zvýšit kvalitu inženýringu při nižších nákladech? Jak zkrátit čas uvádění do provozu a zvýšit produktivitu procesu? Jak snížit rizika během uvádění do provozu? A jak efektivně školit operátory?

4 Nástrahy uvádění do provozu! Úsilí a doba pro reálného uvádění do provozu je složité spočítat! Úprava automatizačního systému v konečných fázích! Pro testování je potřeba reálný hardware! Testování v časovém stresu! Omezená analýza chyb!! Reálné testování je nákladné a komplikované! Nejasné požadavky Komplexní uvedení do provozu! Inkonzistentní data

5 Realtimová simulační platforma pro: inženýring a virtuální uváděni do provozu školení a testování obsluhy

6 Virtuální uvádění do provozu Virtual Commissioning následuje po inženýringu Klasický přístup Inženýring FAT Uvádění do provozu SAT Provoz Zapojení simulace Inženýring Uvádění do provozu SAT Provoz Signálové testy Loop checks Blokace Operátorské prvky Alarmy Systém hlášení Parametrizace Sekvence Hodnoty hysterezí atd. Iženýring Zkrácení času na ladění software max % *SAT Site Acceptance Tests

7 Inženýring podpořený simulací Simulation Aided Engineering Inženýring FAT Uvádění do provozu SAT Provoz Při paralelním použití od začátku zkrácení času na ladění software 50-80% a inženýring běží paralelně Inženýring Efektivnější programování Okamžité testování kódu Vyšší kvalita programu (méně chyb) Včasná detekce chyb má prostor a čas růst

8 Virtuální uvádění do provozu Digitální dvojče procesu / stroje a testování automatizačních funkcí v Engineering Software (e.g. COMOS) SCADA / DCS Šetří místo, čas na sestavení a výdaje na testování automatizačního řešení vše je možné otestovat v kanceláři Přesný a dokonce včasný start provozu Ostrý provoz Testování a simulace

9 Využití simulace k zaškolení obsluhy Efektivní školení operátorů Virtuální školící prostředí pro všechny velikosti Školení Školení může začít ještě před nájezdem technologie Žádný hardware, vybavení, nebo obslužný personál ani není třeba Zvýšení spolehlivosti, produktivity a inženýrské kvality

10 Možnosti připojení

11 Propojení mezi reálným a virtuálním světem Reálný svět Virtuální svět HMI: PCS 7 OS Server/WinCC HMI: PCS 7 OS Server/WinCC SIMATIC S7 PLC/AS Software-in-the-loop Emulace PLC/AS PLCSIM VC Virtual Controller Hardware-in-the-loop Reálné PLC Profibus nebo Profinet pomocí Simulation Unit SIMATIC S7 Vzdálené IO signálů Akční členy/senzory pohonů/signálů Stroj/Proces technologického chování Chování procesu s/bez chemických reakcí -Connector na specifické simulátory Vysoce přesný simulátor chem. procesu 3D nebo diskrétní událostní simulátor

12 Simit - možnosti připojení simulace Hardware vs Software in the loop SCADA OS Hardware in the Loop - využití reálného PLC - I/O a pole simulovány PROFIBUS DP PROFINET IO PRODAVE PLC Vstupy / výstupy Čidla Software in the Loop - PLC, I /O a pole simulovány na jednom nebo několika PC PLCSIM PLCSIM Advanced Virtual Controller Proces

13 Simit - možnosti připojení simulace Hardware in the loop - HiL SCADA OS PLC Vstupy / výstupy Simulation Unit Hardware in the Loop - využití reálného PLC - I/O a pole simulovány PROFIBUS DP PROFINET IO PRODAVE Čidla Proces Konfigurace Simulation Unit je importována ze Stepu 7, není třeba dvojí konfigurace

14 Simulation Unit (SIMBA) Simulation Unit PB Připojení až 2 automatů přes jednu jednotku Simulation Unit na ProfiBUS DP 2 kanály až 125 slave na kanál Procesní alarmy, diagnostické alarmy S7 specifické PROFIBUS funkce Redundantní periferie Failsafe moduly Produkt Simulation Unit PN Jedna Simulation Unit ProfiNET IO na každý kontrolér až 256 zařízení/kontrolér Varianty na 128 nebo 256 zařízení SIMULATION UNIT PN128 SIMULATION UNIT PN256 SIMULATION UNIT PB Objednací číslo 9AE4120-2AA00 9AE4120-2AB00 9AE4122-2AA00

15 Simit - možnosti připojení simulace Software in the loop - SiL SCADA OS VC PLC Vstupy / výstupy Virtual Controller simulace S7 300/400, PCS 7 AS PLCSim simulace S7 300/400, PCS 7 AS PLCSim Advanced S Čidla Proces Konfigurace Simit je importována ze Stepu 7, není třeba dvojí konfigurace

16 Simit Virtual Controller Software in the loop - SiL SCADA OS VC Emulace S7-300/400 nebo PCS 7 automatů Navržen speciálně pro účely virtuálního uvedení do provozu a školení operátorů Runtime automatu je nezávislý na inženýrském systému Možnost tvorby Snapshotů (snímků paměti PLC) Správa virtuálního času (fast/slow-mód) Může běžet na několika PC Emulace rozsáhlých konfigurací (až 32 VC na každé stanici a maximálně >50 Konfigurace přes Drag-and-Drop Import konfigurace přímo ze SIMATIC Managera

17 Simit - možnosti připojení simulace Další možnosti napojení na externí software SCADA OS SW např. NX podporuje další otevřené a standardní kominace pro výměnu dat. Komunikační protokoly: OPC Shared Memory Remote Control Interface Díky tomu může spolupracovat s dalšími aplikacemi, například simulačními software nebo hardware PLC třetích stran Mechatronics Concept Designer

18 Možnosti modelování

19 Modelování vs. komplexita Složitost modelu stroje/procesu Low fidelity - DCS training - High fidelity - Process training - Full Plant Simulator MES Chování obchodních procesů procesu chování zařízení procesních zařízení procesní jednotky Runtime Emulace AS komunikace signálů Plant Lifecycle Fáze DCS inženýring & FAT Provoz / Výroba

20 od PLC po proces Virtualizace všech úrovní Vizualizace procesu / stroje Automatizační úroveň Úroveň čidel Proces / Stroj signálů Rozhranní automatu (HiL) Emulace hardware (SiL) Připravené knihovny Chování pohonů, ventilů Chování senzorů Chování modelu Předdefinované modely Automatický návrh Manuální návrh Připojení signálů a rozhranní - PROFIBUS / PROFINET - Spojení reálný/emulovaný automat - Datová výměna OPC, SHM, RCI Knihovna simulačních komponent - STANDARD: obecné komponenty - SENSORS a DRIVES Editory pro modelování a knihovny - STANDARD components - FLOWNET library (volitelně) - CONTEC library (volitelně)

21 I/O signálů I/O-Signálů Automaticky generované rozhranní signálů včetně symbolických názvů importované ze symbolické tabulky Využití dat ze Simatic Manageru zkracuje čas potřebný pro modelování simulace Volba New: Všechny signály jsou vymazány a během importu znovu vytvořeny Volba Add: Chybějící signály a názvy symbolů jsou během importu doplněny Volba Overwrite: Signály a názvy symbolů budou přepsány SIMATIC Manager / TIA Portál Import

22 pohonů a senzorů Pohonů/Senzorů V se simulační komponenty modelují za sebou, tak aby reprezentovaly tok signálu Komponenty se vkládají do diagramu technikou drag-and-drop Komponenty je možné propojit pomocí drag-and-drop Pohony a senzory jsou uloženy v knihovně

23 pohonů a senzorů Pohonů/Senzorů SIMATIC Manager Uživatel může vytvořit šablony a iniciovány pomocí tabulek, IEA nebo CMT importu a automaticky vytvořit úroveň pohonů/senzorů pro simulaci Využití dat z PCS 7 zkracuje čas potřebný na modelování simulace Knihovní elementy jsou kompatibilní s PCS 7 v7.x / v8.x a APL Import.xlsx souborů (.xls,.iea,.xml) Funkce pro vyhledání a nahrazení komponent a maker uvnitř šablon Import

24 Technologického chování Technologického chování procesní úrovně umožní uživateli modelovat chovaní technických zařízení, stroje nebo procesu. Modelování lze vytvořit pomocí simulačních komponent obsažených v STANDARD library nebo pomocí knihoven FLOWNET a CONTEC. FLOWNET: knihovna určená pro procesní řízení CONTEC: knihovna pro dopravníkové technologie transport materiálu a identifikaci

25 Knihovny pro tvorbu simulace STANDARD Library Knihovna obsahuje simulační modely pro Motory, ventily Frekvenční měniče Matematické modely...

26 Knihovny pro tvorbu simulace FLOWNET Library Knihovna pro vytvoření modelů ve schematice P&ID diagramů Knihovna pro simulaci potrubních sítí s jednosložkovými kapalinami/ plyny (např. voda/pára) tlaků, teplot a průtoků...

27 Knihovny pro tvorbu simulace CONTEC Library Knihovna pro tvorbu simulačních modelů dopravníků...

28 Novinka CHEM-BASIC Library for Chem-Basic Library CHEM BASIC obsahuje komponenty pro zjednodušené generování simulací chemických a farmaceutických procesů. CHEM BASIC umožňuje počítat průtok, tlak a specifickou entalpii v simulovaných potrubních systémech.

29 Component Type Editor CTE Pomocí Component Type Editoru můžete vytvořit nové SF komponenty Uživatelské komponenty lze verzovat a chránit proti zneužití Symbol nové komponenty může obsahovat i ovládací faceplate a animace

30 Grafický editor Modelování grafiky Grafické elementy lze modelovat pomocí standardního rozhranní Grafické elementy lze animovat a pohyb lze spojit se simulovanými hodnotami Grafické elementy lze zrcadlit jak vertikálně tak horizontálně

31 Automatické generování simulace Automatické generování simulace Import COMOS, SIMATIC S7 apcs 7 inženýrských dat Koncept typ-instance Generický XML import

32 Školení operátorů / vytváření snapshotů Virtual Controller Uložení stavu procesu Vyvolání pro simulaci určitého stavu Snapshot lze využít i po plném nahrání PLC Nahrání : Snapshots Download

33 Licence

34 Produktová řada Rozšiřitelné licence SF STANDARD Portálový pohled Standardní knihovna 3D prohlížeč Připojení Virtual Controller ProfiBUS / ProfiNET PRODAVE OPC DA Trendy & Hlášení Skriptování Editor maker Dynamický grafický editor Automatické generování seznamu signálů ze SIMATIC Managera SF FLOWNET LIBRARY 6DL5260-0AX58-0YA5 SF PROFESSIONAL 6DL5260-0BX58-0YA5 SF ULTIMATE 6DL5260-0CX58-0YA5 Vše jako STANDARD plus Připojení PLCSIM Nástroje pro import z PCS 7 (IEA/CMT) Automatické generování z šablon / typiklů (např..xls) Automatická generování úrovně zařízení Modifikace za běhu Rozhranní pro vzdálené ovládání a virtuální správa času Vše jako PROFESSIONAL plus 6DL5260-1AX58-2YB5 Knihovna pro vytvoření modelů v schematice P&ID pro simulaci potrubních sítí s jednosložkovými kapalinami/plyny (např. voda) včetně tlaku, teploty a průtoku SF CONTEC LIBRARY 6DL5260-0DA58-2YA5 Virtual Controller 1 Controller Configuration Environment 1 Soft-S7 300/400 Controller Also as extension 6DL5260-1BX58-2YB5 Knihovna pro tvorbu simulačních modelů dopravníků SF Chem-Basic LIBRARY 6DL5260-1CX58-2YB5 Knihovna pro simulaci chemických procesů - destilace 6DL5260-0DB58-2YA5 Virtual Controller 5 Controller Configuration Environment 5 Soft-S7 300/400 Controller Also as extension Připojení Shared Memory (High performance coupling) Automatické generování modelů a spojení na základě XML rozhranní Vývoj vlastních komponent (CTE) SF extensions

35 9 Highlights Simulation Demo Verze Rozšíření DEMO Módu na 45 minut, všechna spojení s maximem 30 bytů Pouze jedno spojení na projekt, buď PLCSIM nebo PRODAVE Dynamický grafický editor, trendy a hlášení, editor maker, import šablon a rozhranní automatického řízení jsou v demo verzi povolené

36 Více informací Ukázka prezentačních videí web/start.htm#/en/default/index Integrovaný inženýring - Comos - Simit Stažení Simit V9

37 Chytrá kombinace: testování a školení v automatizačních projektech Díky získáte Ready! Až 80% úsporu času Výrazně redukujete riziko chyb a nehod Značné úspory nákladů