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Technologien für die virtuelle Inbetriebnahme


Damit virtuelle Inbetriebnahmen in der Automatisierungsindustrie praktikabel sind, darf die Erstellung und Nutzung virtueller Modelle nicht nur Spezialisten vorbehalten bleiben. Die Entwicklung eines fortschrittlichen, modellgetriebenen Designs hat in dem, was die Automatisierungsindustrie heute als "Digitaler Zwilling" bezeichnet, Gestalt angenommen. Darüber hinaus haben auch die Softwarestandards für die Modellkonnektivität drastische Verbesserungen erfahren. Zusammen ermöglichen diese Technologien die weit verbreitete Praktikabilität der virtuellen Inbetriebnahme in der gesamten Automatisierungsindustrie.


Modellgetriebene digitale Zwillinge

Ein digitaler Zwilling ist eine dynamische, virtuelle Darstellung eines entsprechenden physischen Produkts. Diese Modelle können hinsichtlich ihres Zwecks und ihrer Wiedergabetreue sehr unterschiedlich sein, aber sie dienen als leistungsfähige Verbindung zum Produkt für die Diagnose, Konstruktionsänderungen und den virtuellen Inbetriebnahmeprozess. Unternehmen verwenden zunehmend digitale Zwillinge, um ihre Produkte in einer Weise zu optimieren, die zuvor entweder unrealistisch oder unmöglich war.

Mit Modellierungswerkzeugen auf Systemebene wie MapleSim kann die Erstellung eines modellgetriebenen digitalen Zwillings parallel zum Designprozess beginnen. Während bei früheren Versuchen der virtuellen Inbetriebnahme modellbasierte Techniken verwendet wurden, fehlte es an der für eine gemeinsame Nutzung erforderlichen Treue und Flexibilität. Jetzt ermöglichen es Modellierungswerkzeuge Ingenieuren, ihren Prozess mit dem Import ihrer CAD-Informationen aus anderen Werkzeugen zu beginnen. Die CAD-Importtechnologie ist zu einer wichtigen Entwicklung geworden, um digitale Zwillinge für den Automatisierungsmarkt zugänglicher zu machen. Modellgetriebene digitale Zwillinge sind jetzt ein wichtiger, sich abzeichnender Trend in der Automatisierungsbranche, der die virtuelle Inbetriebnahme zugänglicher macht und dem Entwurfsprozess eine Vielzahl anderer Fähigkeiten hinzufügt.


Funktionale Mock-Up-Schnittstelle

Zuvor wurde die komplexe Physik eines Anlagenmodells mit einer Plattform simuliert, die anders funktionierte als die logikbasierten Systeme des SPS-Designs. Die Modelle mussten nahtlos aneinander anschließen, bevor die virtuelle Inbetriebnahme richtig losgehen konnte. Im Jahr 2010 wurde die Functional Mock-up Interface (FMI) als Standardschnittstelle für eine Vielzahl modellbasierter Prozesse eingeführt.

Der FMI-Standard ist eine Sammlung von Informationen, die den Import und Export mit einer Vielzahl von Software-Tools ermöglicht. Er ist definiert als eine einzige, archivbasierte Datei, die Variablendefinitionen, einen vollständigen Satz von Systemgleichungen in C-Code oder einer kompilierten Bibliothek und andere für das Modell relevante Parameter enthält. In der Folge hat sich das FMI zunehmend durchgesetzt und wird von über 40 Engineering-Tools unterstützt. FMI ist eine Schlüsseltechnologie für den Export modellbasierter Digital Twins in die PLC-Steuerungssoftware.


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Was ist virtuelle Inbetriebnahme?

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