Eine Lösung in drei Varianten
Bild: Mit ABB-Softwarelösungen für die virtuelle Inbetriebnahme von Antrieben können Projektkosten deutlich gesenkt und die Engineering-Produktivität gesteigert werden (Quelle: ABB Automation Products GmbH)
Bild: Der zweite Schritt der Virtualisierung besteht im Aufbau des Automatisierungssystems der Maschine oder des Prozesses aus virtuellen Geräten mit der Engineering-Tool-Suite Automation Builder (Quelle: ABB Automation Products GmbH)
ABB bietet schon heute Softwarelösungen für die virtuelle Inbetriebnahme ihrer Frequenzumrichter an. Die Lösungen bestehen aus verschiedenen Komponenten, darunter dem Drive Composer Pro für die virtuelle Optimierung von Frequenzumrichtern, dem Automation Builder für die individuelle Simulation des Steuerungssystems sowie Robotstudio, um vorhandene 3D-Designs zu verwenden und sie mit kinematischen und physikalischen Modellen zu ergänzen.
Die virtuelle Inbetriebnahme in 3D erfolgt im Tool Robotstudio. Hierbei werden die Geometrie und die Kinematik ebenso modelliert, wie das Verhalten von Komponenten. Die virtuellen Abbilder von Antrieben lassen sich auf einfache Weise mit dem 3D-Modell verbinden.
Der Automation Builder bietet eine einfache Simulationsmöglichkeit ohne 3D-Modelle. Als integrierte Softwaresuite ermöglicht er ein effizientes Systemengineering von Frequenzumrichtern, SPS und Bedienpanels. Im Kontext der virtuellen Inbetriebnahme können virtuelle Geräte zu einem virtuellen Gesamtsystem zusammengefügt werden. Anwender können über die gängigen Debugging- und Testfeatures des Automation Builder auf den virtuellen Geräten „online“ gehen. Damit werden virtuelle Systemtests möglich, da die virtuellen Abbilder sich funktional wie die realen Geräte verhalten.
Im Kontext der virtuellen Inbetriebnahme unterstützt der Drive Composer Pro, das Inbetriebnahme- und Wartungstool für ABB-Frequenzumrichter, auch die virtuelle Antriebsoptimierung. Diese umfasst das Starten und Verbinden virtueller Antriebe, das Setzen von Parametern sowie die adaptive Programmierung. Die hinterlegten Lastmodelle ermöglichen eine realitätsnahe Antriebsoptimierung.
Die virtuelle Inbetriebnahme hat selbstverständlich auch ihre Grenzen. Denn Simulation arbeitet stets in Modellen, die ein vereinfachtes Abbild der Realität sind und daher nur unter großem Aufwand vollumfänglich die Aspekte eines realen Systems darstellen können.
Relativ einfache Umsetzung
Mithilfe der genannten Varianten ist schon ein niederschwelliger Einstieg in das Thema virtuelle Inbetriebnahme möglich. Das Engineering der virtuellen Komponenten erfolgt in derselben Art und Weise wie für die realen Geräte; so sind Applikationsprogramme und Parameter zwischen virtuellen und realen Geräten austauschbar. Damit sind eine virtuelle Antriebsoptimierung sowie virtuelle Systemtests nahezu ohne Mehraufwand gewährleistet.
Die virtuelle Inbetriebnahme in 3D erzeugt ein Gesamtverständnis für das zukünftige System. Hierzu müssen die Elemente des virtuellen Systemtests um 3D-Modelle des realen Systems und deren Interaktion ergänzt werden. Robotstudio erleichtert dies durch Automatismen, wie den Import von 3D-CAD-Daten oder Objektorientierung, die mit einer Lösungsbibliothek und wiederverwendbaren Vorlagen einhergeht.
Virtual Commissioning erlaubt ein ähnliches Vorgehen wie bei der realen Systemintegration. Sie kann ein gemeinsames Verständnis der Anlage herbeiführen. In vielen Fällen geschieht dies aktuell unter Zeitdruck während der realen Integration und Inbetriebnahme. Hier kann die virtuelle Inbetriebnahme als Hilfsmittel angesehen werden, welche zwischen den Verantwortlichen für die verschiedenen Gewerke – zum Beispiel der Automatisierungs- und Robotertechnik – schon frühzeitig ein gemeinsames Verständnis für die Gesamtlösung ermöglicht.