Virtuální ověřování výroby Robotika Process Simulate Virtual Commissioning Virtuelle Inbetriebnahme Martin Baumruk Jiří Kopenec Siemens PLM Connection 2012 Česká republika 3. 5. června, Seč
Dněšní workflow (Příklad stavby zařízení) Objednávka Méně času pro plánování Stavba SOP Vyšší složitost (různé modely) Změny Konstrukce Mechanická konstrukce Simulace stanic ve 3D Nákup, montáž Zprovoznění Kancelář Stavba Elektro Programování konstrukce Elektro konstrukce Page 2
Dněšní workflow Mechanická konstrukce Elektrokonstrukce CAD Simulace 3D stanice (např. Robot OLP) E-CAD (např. E-Plan) Popis Změny 2D výkresy Postupový plán Pneumatický plán Page 3 Výměna informací nekonzistence dezinterpretace redundance změny Programování (např. Simatic Step 7) PLC(SPS)
Výsledná rizika a náklady Při elektro-konstrukci Úsilí k získání informací Problémy způsobené nesprávnou interpretací informací Snaha o zavedení standardů Velmi omezené možnosti testování před uvedením do provozu Časový tlak Rostoucí složitost - zlepšení pomocí PS-VC Při uvedení do provozu: Časový tlak Rizika způsobená chybou v programech Opravy chyb a programování na hale Odlišnosti mezi výkresem a realitou Všechny změny na hale Page 4
Process Simulate Virtual Commissioning Virtuální zprovoznění Mechanická část layout, roboti, program robotů, Elektrická část vedení, senzory, Část automatizace vytvoření a odladění PLC programů Společné prostředí propojující disciplíny strojní a elektro. inženýrů a programátorů automatizace. Virtuální model Reálné zařízení PLC (SPS) HMI Page 5
Process Simulate Virtual Commissioning Virtuální zprovoznění VC je proces, kde systém může být analyzován, testován a optimalizován v hybridním prostředí, který obsahuje jak hardware, tak software. Realistické ověření robotů a zařízení, mapování signálů robot. programů na PLC, testování a optimalizace robotických programů. Kompletní testování logiky. Verifikace bezpečnostních procedur. Verifikace času taktu. Odladění (debugging) reálného (nebo emulovaný) hardware (PLC, HMI) a PLC kódu vůči virtuálnímu modelu linky. Page 6
Architektura systému Process Simulate Commissioning Plánování Popis Postupový plán Množstevní list 3D-zařízení a plánování procesu (Process Designer) Konstrukce/ Simulace Detailní postupový plán Kinematika Robotika 3D-stanice- a simulace linky (Process Simulate) Elektrokonstrukce Seznam symbolů Stavební bloky Senzory/Ovladače Process Simulate Commissioning HMI PLC (SPS) CAD Databáze E-CAD Programovací systémy (Comos, Simatic Automation Designer) Page 7 Datový systém / Fileserver
Workflow (od CAD k virtuálnímu zprovoznění) Modelování 1 (CAD-Import, Množstevní struktura, Layout) 2 3 4 5 6 Page 8
Workflow 1 2 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) 3 4 5 6 Page 9
Workflow 1 2 3 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti) 4 5 6 Page 10
Workflow 1 2 3 4 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti) Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače) 5 6 Page 11
Workflow 1 2 3 4 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti) Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače) 5 6 Page 12
Workflow 1 2 3 4 5 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti) Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače) Detailování (Skupiny zařízení, Logické bloky) 6 Page 13
Workflow 1 2 3 4 5 Modelování (Množstevní list, Layout) Kinematika (Určení os, Limity, Polohy) Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti) Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače) Detailování (Skupiny zařízení, LogikBlocks) 6 Page 14 Mapování signálů (Úprava symbolů a adres mezi simulací a PLC (SPS))
Workflow 1/3 7 Virtuální zprovoznění (Manuální mod, Automatický mod, Testování / Chybové scénáře) 8 Page 15
Workflow 2/3 Příklad použití virtuální zprovoznění 7 8 PG Panel PC jako HMI s WinCC RCS Kuka, ABB, Process Simulate Commissioning připojení přes OPC Simatic Net OPC Profibus síť Page 16 PLC (SPS) S7 416 F 2 DP
Process Simulate Virtual Commissioning Virtuální zprovoznění PLC + HMI s uživatelským rozhraním pro ovládání linky + digitální model linky vůči které se testuje program. PLC HMI Simulation PG Komunikace mezi reálným PLC a digitálním modelem linky probíhá pomocí standardního OPC protokolu, který umožňuje použít VC s Siemens PLC (Simatic) ale také s PLC jiných výrobců. Page 17
Workflow Virtuální zprovoznění 7 (Manuální mod, Automatický mod, Testování/ chybocé scénáře) 8 Dokumentace Page 18
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění? Virtuální zprovoznění Page 19
Přínosy Virtuálního zprovoznění Přesné ověření času taktu simulací. Rychlejší programování robotů. Ověření HMI pomocí simulace snížení času programování a odladění na hale, validace zobrazováných HMI informací. Verifikace bezpečnostních zařízení a procedur testování rizikových scénářů v bezpečném virtuálním prostředí. Validace postupů při poruše testování jak se systém chová při poruše ještě před stavbou zařízení. Školení operátorů pomocí virtuálního zařízení. Page 20
Přínosy Virtuálního zprovoznění EBZ SysTec GmbH: Úspora času a nákladů až o 30 procent při reálném zprovoznění. ThyssenKrupp System Engineering: Snížení nákladů zprovoznění až o 25% (nová linka) nebo 50% (integrace). Page 21
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění? Příklad - živá ukázka Page 22
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění? Page 23
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění? Page 24
Děkuji za pozornost!