Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Virtuální uvedení do provozu se simulačním softwarem Simit

Optimalizace technických postupů v oblasti automatizace umožňuje udržovat trvale vysokou kvalitu výrobků dodávaných na trh a zkracovat dobu uvádění nových výrobních linek do provozu. Software Simit od společnosti Siemens poskytuje možnost simulovat technické procesy v reálném čase a zevrubně prozkoumávat navržená řešení automatizace. Navíc také podporuje virtuální uvádění továren, výrobních strojů a procesů do provozu, a to bez reálného technologického vybavení, na matematickém modelu. Tento článek představuje uvedený postup na příkladu sušárny mléka.

 
Virtuální uvádění do provozu se softwarem Simit společně s využitím jeho školicích systémů minimalizuje nejenom dobu potřebnou k uvedení technologického zařízení do provozu, ale také úsilí kvalifikovaného personálu v závěrečných fázích realizace projektu automatizace.
 
Simulace je účinný způsob řešení problémů při uspokojování měnících se požadavků trhu. Již v roce 2006 ukázal výzkum o přínosech metody virtuálního uvádění technologických zařízení do provozu, který provedli v Institutu pro obráběcí stroje a průmyslový management (IWB) Technické univerzity v Mnichově, že díky této metodě je možné zvýšit kvalitu softwarových aplikací o 37 až 85 %. Kvalita v tomto případě znamená, do jaké míry řídicí aplikace plní konkrétní požadavky zadání. Díky tomu může být doba potřebná k uvedení do provozu zkrácena o až 75 %.
 

Simulace provozu technologického zařízení

Článek popisuje simulaci provozu fluidní sušičky pro výrobu sušeného mléka, přičemž cílem bylo dosáhnout účinného sušení v souladu s regulatorními požadavky a s co možná nejvyšším ziskem. Projektový tým vyvinul za pomoci softwaru Simit virtuální model zařízení. Systém pro simulaci v reálném čase umožnil jednoduché testování vstupů a výstupů řídicího automatu, simulaci činnosti technologického zařízení na virtuálním modelu a testování procesů v rozprašovací věži.
 
Během procesu sušení je mléko, které je už předem kondenzované, jemně rozprášeno v rozprašovací věži rozprašovací tryskou a vysušeno horkým vzduchem v souproudém nebo protiproudém režimu. Mléko je při sušení zahříváno na teplotu 70 až 80 °C.
 
Simit umožňuje velmi pružně kombinovat matematický model s reálnou řídicí technikou. Například pro kontrolu a odladění logického řízení lze využít emulaci řídicího systému realizovanou připojením k simulátoru Simatic S7-PLCSIM nebo k novému virtuálnímu řídicímu systému Virtual Controller Simit 3. 0. Dále je možné k virtuálnímu modelu připojit řídicí systémy Siemens i třetích stran prostřednictvím sběrnic Profibus nebo Profinet a prostřednictvím datového rozhraní (OPC nebo sdílená paměť) nebo lze bezprostředně použít skutečný instalovaný řídicí systém a simulovat jen technologická zařízení. Pro tyto účely Simit obsahuje přímá rozhraní pro Simatic S7, Simatic PCS 7 i řídicí systémy od jiných výrobců.
 

Využití simulace pro testování a optimalizaci provozu

Simulací technologických procesů lze předejít nákladným a někdy i nebezpečným provozním testům. V popsaném ukázkovém projektu byly v systému Simit na základě matematicko-fyzikálního modelu namodelovány a simulovány různé sekvence technologických procesů. Pro výrobu sušeného mléka trvale vysoké kvality je třeba současně regulovat množství parametrů procesu sušení. Zvláště obtížné bylo simulovat řízení vlhkosti finálního produktu, v praxi realizované metodou prediktivní regulace založené na modelu (MPC).
 

Model technologického zařízení jako trenažér pro výcvik a školení obsluhy

Simit ale neposkytuje jen pohodlné a intuitivní grafické uživatelské rozhraní pro modelování procesů. Lze jej využít také jako trenažér k výcviku operátorů. Na virtuálním modelu je možné simulovat různé provozní stavy, které mohou v praxi nastat, aby se na ně operátoři naučili správně a rychle reagovat.
 

Shrnutí

Využití simulačního softwaru Simit k virtuálnímu uvedení sušičky mléka do provozu umožnilo řídicí software předem odladit a odstranit všechny nedostatky, takže fyzické uvedení do provozu bylo pak výrazně kratší. Zákazník navíc mohl díky optimalizaci provozu rozprašovací věže sušičky zvýšit kvalitu vyráběného sušeného mléka i při proměnné kapacitě výroby.
 
Simulační software Simit poskytuje hodnotnou podporu nejenom ve fázi inženýrinku a při uvádění do provozu, ale i v průběhu celého životního cyklu technologické linky. Simulace také umožňuje uživatelům rychle a bezpečně získat potřebné zkušenosti s technologickým zařízením. Virtuální uvedení do provozu efektivně pomáhá při stanovení a upřesnění specifikací technologické linky a zajišťuje, aby následné reálné spuštění provozu proběhlo naprosto hladce.
[Process News, Siemens AG, březen 2015.]
 
Günter Plesmann, Alexander Bouriant, Siemens AG,
Jan Kváč, Siemens, s. r. o. 
 
Obr. 1. Simulační software Simit lze využít pro virtuální uvádění technologických zařízení do provozu
 
Objevte virtuální uvedení do provozu se simulačním softwarem Simit
Na internetových stránkách siemens.com/discover-simit-simulation je k dispozici nová multimediální ukázka simulačního systému Simit. V angličtině nebo němčině provádí uživatele světem simulace a virtuálních provozů. Prostřednictvím řízené prohlídky mohou uživatelé prozkoumávat celý simulační software Simit, jeho rozhraní, postup modelování, vizualizaci a diagnostiku spolu se skriptováním, nástroji pro školení, službami a podporou.
 
Snadná navigace uživatele provede všemi důležitými body modelování a simulace v systému Simit V8. 0. Jsou zde popsána a zobrazena různá témata a většina z nich je rovněž doplněna krátkými videoukázkami (dohromady je zde k dispozici třicet videosouborů). Tato multimediální ukázka obsahuje všechny důležité informace o systému od vysvětlení uživatelského rozhraní a základů návrhu simulace až po možnosti, jak používat systém Simit v reálných projektech, např. se Simatic PCS 7.
 

Interaktivní odkazy uživatele dovedou k souvisejícím informacím nejen o simulačním systému Simit, ale i o řídicím systému Simatic PCS 7 a o inženýrském softwarovém prostředí Comos pro procesní výrobu a k dalším tématům, jejichž součástmi jsou také odborné články a popisy referenčních projektů.