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通常设备开发是循序渐进的，机械设计、电气设计和自动化依次进行。如果在开发过程中的任何地方出现了错误而没有被检测到，那么每个开发阶段的错误成本将大大增加，未检测到的错误可能会在调试期间造成设备重大的损坏。如果机器后期需要升级优化，就必须找到理想的停机时间，当然，客户希望将停机时间降到最低。虚拟化调试就是构建设备的数字化双胞胎，基于新设备的数字化双胞胎，机械设计、电气设计和自动化工程可以并行进行，通过模拟和测试可以在早期阶段就发现故障点，这样可以使现场的调试速度更快，风险更低。同时缩短上市时间，降低成本，提高灵活性和生产力。
一般来说，发现错误越晚，纠正错误的代价就越大。通过机器的数字化双胞胎，设备制造商可以在早期阶段模拟和验证机械部件、电气设备和自动化之间的交互作用。有了这台数字化双胞胎，工厂的操作员可以选择提前培训他们的员工来操作这台设备，新员工可以接受虚拟操作员培训，而不会危及正在进行的生产。
通过虚拟化调试，新设备的数字化双胞胎允许机械设计、电气设计和自动化工程并行进行，可以进行全面的测试来检测和纠正设计和功能错误，因此，现场的调试工作可以在更短的时间内完成。
六西格玛管理系统指出，每一个开发步骤的错误会使成本增加10倍。由于虚拟调试可以与工程并行执行，因此虚拟化调试有助于早期提高工程质量。使用虚拟控制器对真实的plc程序进行测试，增加了控制器在实际调试期间完全按照客户的期望运行的确定性，并有助于避免错误导致的高成本。
在虚拟调试期间，任何功能都可以在没有客户工厂人员参与的情况下进行无风险测试。正是由于前期的虚拟化调试，使实际设备中出现错误或缺陷的风险大大降低。
虚拟化调试同样也无法逃脱二八定律，二八定律又名80/20定律，80%的成果是通过20%的努力实现的，剩下20%的成果需要更大的努力来完成，即80%。所以虚拟化调试需要找一个平衡点来实现项目效率的最高化。
西门子推出的虚拟化调试概念是由一种全新的适用于机电一体化产品概念设计的解决方案，基于NX/MCD，TIA体系。设计人员可对包含多物理场以及通常存在于机电一体化产品中的自动化相关行为的概念进行 3D 建模和仿真，可以在系统设计阶段就设备硬件结构的合理性以及控制软件的可靠性进行虚拟调试验证。
通过全集成的自动化门户(TIA门户)，您可以使用PLCSIM Advanced来模拟和验证控制器功能，而不需要实际的控制器。推出的SIMATIC Machine Simulator软件包将仿真软件SIMIT V10与虚拟控制器SIMATIC S7-PLCSIM Advanced V2.0相结合。同时还可以使用开放性接口来模拟与其它组件的信息交互。
从控制器到一台单独的机器，再到整条生产线，我们的虚拟调试解决方案允许机器制造商和工厂操作员在模拟的帮助下快速、可靠地验证各种问题。
您可以使用PLCSIM Advanced来模拟和验证PLC代码。仿真包括通信、知识产权功能块、安全性和web服务器。还可以模拟操作员面板，以便测试和优化已经处于工程阶段的操作概念或接口。
在NX机电一体化概念设计中，对现有的CAD模型进行物理属性赋值，以实现对机电一体化的虚拟映射。该虚拟机可以通过SIMATIC S7-PLCSIM Advanced虚拟控制器集成接口进行控制，并通过模拟操作面板进行操作。SIMIT仿真平台支持自动化应用程序的全面测试，甚至在实际调试之前就为工厂操作员提供了一个现实的培训环境。
利用TECNOMATIX Process Simulate和PLCSIM Advanced软件，实现了机器人单元或整个生产线的虚拟化调试。采用标准化的通信协议（opc UA），用于在机器人、设备和工厂之间交换数据，以确保在实际调试之前能够模拟和优化所有流程。
根据不同的仿真环境可以选择软件在环或是硬件在环。硬件在环是把设备主要的硬件放在仿真环境中，而不是采用PLCSIM Advanced虚拟CPU，用SIMIT Unit代替现场IO设备，SIMIT和MCD分别作为行为模型和机械模型。软件在环是把设备完全虚拟化，PLCSIM Advanced代替真实CPU，现场IO信号及模型算法可以使用另一个PLCSIM Advanced或SIMIT替代，也可以不选择这部分，直接与MCD进行信号交互。
来源：西门子工业技术论坛 |
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发表于 2019-7-17 11:20:18
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