© Siemens AG 2012. All Rights Reserved.
Virtuální ověřování výroby Robotika Process Simulate Virtual Commissioning Virtuelle Inbetriebnahme
Martin Baumruk Jiří Kopenec Siemens PLM Connection 2012 Česká republika 3. – 5. června, Seč
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 2
Kancelář Stavba
Dněšní workflow (Příklad stavby zařízení)
SOP
Objednávka
Změny
Konstrukce
Simulace stanic ve 3D Mechanická
konstrukce
Nákup, montáž
Méně času pro plánování Vyšší složitost (různé modely)
Elektro konstrukce
Elektro konstrukce
Programování
Stavba
Zprovoznění
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 3
nekonzistence
dezinterpretace
redundance
změny
Dněšní workflow
Simulace 3D stanice
(např. Robot OLP)
E-CAD (např. E-Plan)
Programování (např. Simatic
Step 7)
PLC(SPS)
Mechanická konstrukce Elektro- konstrukce
CAD
Popis
Změny
2D výkresy
Postupový plán
Pneumatický plán
…
Výměna informací
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 4
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
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
- zlepšení pomocí PS-VC
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 5
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
PLC (SPS) HMI
Reálné zařízení
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 6
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.
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 7
Architektura systému Process Simulate Commissioning
3D-zařízení a plánování procesu (Process Designer)
Plánování
Popis
Postupový plán
Množstevní list
…
Datový systém / Fileserver
Databáze CAD
3D-stanice- a simulace linky (Process Simulate)
Konstrukce/ Simulace Detailní postupový plán
Kinematika
Robotika
…
E-CAD Programovací systémy
(Comos, Simatic Automation Designer)
Elektro- konstrukce Seznam symbolů
Stavební bloky
Senzory/Ovladače
…
HMI
PLC (SPS)
Process Simulate Commissioning
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 8
Workflow (od CAD k virtuálnímu zprovoznění)
Modelování (CAD-Import, Množstevní struktura, Layout) 1
2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 9
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
1 2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 10
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti)
1 2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 11
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti)
Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače)
1 2 3 4 5 6
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 12
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti)
Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače)
1 2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 13
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti)
Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače)
Detailování (Skupiny zařízení, Logické bloky)
1 2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 14
Workflow
Modelování (Množstevní list, Layout)
Kinematika (Určení os, Limity, Polohy)
Definice sekvence (Posloupnost, Čas, Závislosti)
Vygenerování signálů (Senzory, Ovladače)
Detailování (Skupiny zařízení, LogikBlocks)
Mapování signálů (Úprava symbolů a adres mezi simulací a PLC (SPS))
1 2 3 4 5 6
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 15
Workflow 1/3
7 8
Virtuální zprovoznění (Manuální mod, Automatický mod, Testování / Chybové scénáře)
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 16 1
6
8
Workflow 2/3 Příklad použití virtuální zprovoznění
Profibus síť
Simatic Net
OPC
PG Panel PC jako HMI
s WinCC
Process Simulate Commissioning připojení přes OPC
PLC (SPS) S7 416 F 2 DP
RCS Kuka,
ABB, …
7
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 17
Process Simulate Virtual Commissioning Virtuální zprovoznění
PLC + HMI s uživatelským rozhraním pro ovládání linky + digitální model linky vůči které se testuje program.
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.
HMI PLC Simulation PG
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 18
Workflow
Virtuální zprovoznění (Manuální mod, Automatický mod, Testování/ chybocé scénáře) 7
8 Dokumentace
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 19
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění?
Virtuální zprovoznění
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 20
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.
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 21
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) .
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 22
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění?
Příklad - živá ukázka
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 23
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění?
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved. Siemens PLM Software Page 24
Jak vypadá prostředí Virtuálního zprovoznění?
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved.
Děkuji za pozornost!