AUS DER PRAXIS Bild 6: 3D-Modell der Ringwalzmaschine RAW Bild 7: Schulung an der virtuellen Anlage ben, wenn eine Steuerung online, das heißt in Echtzeit, physikalische Kenngrößen über Sensorik auf Plausibilität und in engen Grenzen prüft. Dies ist bei allen Regelvorgängen der Fall. Zu den Kenngrößen ist unter anderem der Druck in einer Hydraulikleitung zu zählen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass alle Modelle den Echtzeitanforderungen genügen müssen. Das Simulationsmodell bildet so eine Beschreibung der Anlage und ihrer Bewegungen, welche parallel in 3D mit Hilfe einer Game- und Physik-Engine visualisiert und animiert wird. Wegen der zuvor genannten Vorteile wird die reale Steuerung mit der dazugehörigen Steuerungssoftware über das projektierte echtzeitfähige Bussystem mit der Simulation verbunden, sodass die Steuerung der Anlage nach dem HIL-Prinzip getestet werden kann (Bild 3). Aus Sicht der Steuerung ergibt sich danach kein Unterschied zur Realität. Auf diese Weise lassen sich ebenfalls die zum Anlagenteil gehörenden Steuerpulte beziehungsweise HMIs (Human Machine Interfaces) testen. Stehen diese nicht zur Verfügung, ist es möglich, sie ebenfalls zu simulieren und virtuell darzustellen. ERGEBNISSE DER VIRTUELLEN INBETRIEBNAHME EINER RINGWALZANLAGE Die in der VIBN getestete Ringwalzanlage bestand aus zwei Maschinen, der Ringrohlingpresse und der Radialaxialwalzmaschine (RAW). Beide Anlagenteile wurden separat virtuell in Betrieb genommen, wobei in beiden Fällen die Modelle alle erforderlichen Peripheriesignale umfassten, um die Anlagenfunktionen vollumfänglich abzubilden. Bei der RAW machte dies zusätzlich die Integration einer echtzeitfähigen physikalischen Bilder: Autoren Prozesssimulation nötig (Bild 4). Die Modelle umfassten jeweils auch ein 3D-Modell des Anlagenteils sowie die Visualisierung des Hauptsteuerpultes und der Nebenbedienstellen. Bei der Ringrohlingpresse (Bild 5) kam eine komplett neu entwickelte Hydrauliksteuerung zum Einsatz, wodurch die VIBN für die beteiligten Entwickler von besonderer Bedeutung wurde. Durch diese bestand die Möglichkeit, am Modell die Software zu entwickeln und zeitgleich zu testen, was vom Entwicklungsteam intensiv in Anspruch genommen wurde. Es konnten im Vorfeld einige Unstimmigkeiten aufgedeckt werden, in Folge dessen auch der Komponentenlieferant bis zur realen IBN noch einige Entwicklungsarbeiten zu leisten hatte, die andernfalls erst auf der Baustelle aufgefallen wären und damit den IBN-Zeitplan mit Sicherheit gefährdet hätte. Wie eingangs beschrieben, bestand bei der RAW (Bild 6) die Besonderheit, eine echtzeitfähige physikalische Prozesssimulation zu integrieren, damit überhaupt ein realitätsnaher Walzvorgang ablauffähig wurde. Dies ist bei allen prozessgeregelten Vorgängen erforderlich, da die Steuerung einer RAW „online“ den Vorschub des Ringrohlings, abhängig von den auftretenden Walzkräften (Drucksensoren im Hydraulikkreis) und der sich einstellenden Ringgeometrie (Lasersystem zur Messung der Lage und des Durchmessers des Rings), ständig regelt. Die auf einem Echtzeitbetriebssystem ausgeführte Physiksimulation lieferte eine Berechnungszeit, die kleiner als die SPS-Taskzeit war und unter Einhaltung des Echtzeitanspruchs ausreichende Genauigkeit, um die SPS-Software im Detail unter realistischen Randbedingungen testen zu können. 36 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2016
massivUMFORMUNG September 2016 01
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