Virtuální zprovoznění výrobních linek

Typografie
  • Nejmenší Malé Střední Velké Největší
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Virtuální zprovoznění nově instalovaných nebo modernizovaných stávajících výrobních linek resp. kompletních výrobních systémů se stalo nedílnou součástí v nabídce poskytovaných služeb společnosti Taurid Ostrava s.r.o.

Na mnoha konkrétních zakázkách jsme si ověřili platnost přísloví "jeden obrázek vydá za tisíc slov" a dovolíme si parafrázovat, že "jedna 3D animace vydá za 1000 obrázků".

Využití 3D digitálního modelu výrobního systému přináší novou kvalitu do naší práce. Vyvinuli jsme metodiku zpracování a propojení modelu se systémem řízení, a to jak od společnosti Siemens, tak od společnosti Rockwell Automation, aby bylo možné model řídit externě a nedocházelo ke kolizi s interními funkcemi řízení, které jsou ve vývojovém nástroji Tecnomatix Plant Simulation předdefinovány.
Programátoři PLC jsou zvyklí si algoritmus řízení testovat pomocí různých simulátorů, ověřují si matematické výpočty nebo logické funkce; pomocí 3D digitálního modelu je však možné otestovat kompletní chování výrobního systému pro definovaný mix (nebo několik mixů) výrobního portfolia, přičemž animace slouží jako jedna z nejlepších validací (ukázka testování, kombinace TIA Portal + Plant Simulation na obrázku 1). Lidský mozek, resp. lidské oko hned rozpozná, že se zařízení chová nebo naopak nechová dle zadání a očekávání.
Digitální model komunikuje pomocí OPC resp. OPC UA s reálným CPU PLC Simatic nebo ControlLogix. Je možné využít také emulátory hardware PLCSIM Advanced resp. FactoryTalk Logix Echo.
Zpracovaný aplikační software v TIA Portal nebo ve Studio 5000 se nahraje do CPU PLC a ladí na digitálním modelu. Programátoři opraví překlepy, otestují funkce a popř. udělají změny v software (na obrázku 2 je předvedená ukázková práce s modelem). Ten stejný odladěný aplikační software bude řídit reálný instalovaný výrobní systém.

virtualizace 2022 1
Stávalo se nám, že popis funkce zařízení nebyl dobře pochopen a aplikační software jsme napsali tak trochu naslepo a na stavbě se teprve vše vyjasňovalo a upravovalo. Možnost nanečisto pustit do výrobního systému výrobní dávku, mix výrobních dávek, kombinovat receptury a simulovat dlouhodobější produkci je v reálu velmi těžko realizovatelná, protože málokdy jsou k dispozici okamžitě a zároveň všechny výrobní artikly. Stává se, že celý produktový mix, pro který je výrobní zařízení projektováno, je k dispozici postupně v průběhu 6, 12 i více měsíců.
Programátoři jdou na stavbu velmi dobře připravení a je velká pravděpodobnost, že zprovozňování reálného systému bude trvat kratší dobu. O kolik to bude kratší souvisí také s tím, jak vstřícný bude konečný zákazník, jak hodně nebo málo se jej podaří vtáhnout do realizace projektu, aby vyčlenil i na své straně lidské zdroje. Zkušenost je taková, že někteří zákazníci pracují podle hesla "objednali jsme si službu, dodávku výrobní linky a více nás nezajímá", mnozí již pracují podle hesla "máme společný cíl a jako tým větší šanci na kvalitní výsledek za krátký čas".
Zpracování digitálního modelu pro externí řízení z PLC je časově náročné, ale zvládnutelné. Hodí se pro diskrétní výrobní systémy založené na událostech. Orientačně můžeme konstatovat, že pro menší výrobní systémy (galvanizační a mořící vanové linky nebo pro dopravníkové systémy s mezioperačním zásobníkem) je VZ zvládnutelné za 2 měsíce od zpracování 3D modelu až po otestování pro různé výrobní dávky.
Digitální model připravený pro externí řízení neskončí pomyslně v koši, ale lze u něj doplnit interní řízení a využít jej pro ověření možnosti navýšení výrobní kapacity například o 20 % nebo doplnění výrobního portfolia. Počítačová simulace chování výrobního systému s využitím interního řízení digitálního modelu výrazně snižuje míru nejistoty všech zainteresovaných profesí.
V praxi se často setkáváme s tím, že je systém určený k virtuálnímu zprovoznění pouze malou částí výroby zákazníka. Vychází to jednak z celkové náročnosti tvorby modelu/virtuálního zprovoznění tak i z faktu, že obvykle je pro tento účel zvolená jen kritická část výrobního procesu zákazníka. Obvykle není ani možné modelovaný systém a další části výroby od sebe jednoduše oddělit (funkce obou systému jsou provázané nebo na sebe navazují). V tu chvíli je velmi vhodné provést tzv. hybridní simulaci.

virtualizace 2022 2
V tomto kontextu hybridní simulací myslíme systém, který je částečně připravený pro virtuální zprovoznění (tj. externí řízení) a částečně pouze pro simulaci (interní řízení).
Praktický příklad: zákazník chce virtuálně zprovoznit a ověřit inovovaný dopravníkový a zakládací systém pro svůj sklad. Odstávka tohoto skladu znemožňuje výrobu, a tak je potřeba ji co nejvíce zkrátit (ideální důvod pro virtuální zprovoznění). Ze skladu putují polotovary do výroby, a naopak se vrací hotové výrobky. Okrajové, kritické a nečekané stavy tak často vychází právě z procesu výroby – ten je však funkční, komplikovaný a není tak vhodné (ani možné) jeho algoritmus, jakkoliv ověřovat.
Výrobu tak simulujeme pouze interně. Dokonce si okrajové, kritické či krizové situace úmyslně připravíme. Cílem je takové stavy vyvolávat a o to lépe otestovat navázaný inovovaný systém skladu (s externím řízením = virtuálním zprovozněním). Získáváme tak ověřený algoritmus PLC, základní představu o kapacitách, fungování a problémech navázané výroby. Přesné množství získaných informací záleží na tom, jak podrobně byl výrobní systém simulován, ale také i na komplexnosti daného systému. V případě úzké spolupráce zákazníka tak užitečné informace z jednoho modelu získává jak programátor (ověření algoritmu, problematické stavy, ...), tak zákazník (výkon systému, takty, základní vizuální představa, …).

Taurid Ostrava s.r.o.
Starobělská 3040/56, 700 30 Ostrava
Tel.: +420 599 507 800
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.taurid.cz

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.

Prosím, povolte javascriptu odeslat tento formulář

Časopis vychází 1x měsíčně.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cervenec 2022

ElektroPrůmysl.cz, červenec 2022

Číslo je zaměřené na spínací techniku, strojních zařízení, hromosvody a uzemnění.

Zajímavé odkazy

Špičkové nástroje pro odvíjení, protahování a tažení kabelů Profesionální nástroje a pomůcky, které maximálně zefektivní práci a zklidní nervy každého elektromontéra a elektrikáře. Ať se jedná o elektrikářská protahovací pera, odvíječky kabelů a cívek nebo tažení kabelů, vždy máme pořádná esa v rukávu!
Monitorování systémy transformátorů v průmyslu Komplexní řešení pro on-line diagnostiku. Pomoc při optimalizaci údržby a využití strojů. Včasná indikace hrozících poruch.
Termokamera pro mobilní telefon - HMINI1 Modul pro mobilní telefon s OS Android a USB-C, rozlišení 160x120 a 25 Hz snímkování.

Najdete nás na Facebooku