Virtuelle Inbetriebnahme ProSimulation

Die virtuelle Inbetriebnahme (vibn) ermöglicht eine schnellere Time-to-Market und spart Ressourcen

Lernen Sie unsere virtuelle Inbetriebnahme Software kennen!

Maschinen entwickeln, ist das eine. Diese effizient auszulegen und hochpräzise zu regeln, das andere. Erfahrene Ingenieure und Anlagenbauer stehen hier vor großen Herausforderungen: Wie wird die Maschine kompakter? Welche Antriebslösung ist die effizienteste? Wie wird die Maschine besonders präzise? Lassen sich durch eine optimale Auslegung Kosten sparen? Kann eine virtuelle Inbetriebnahme Zeit und Kosten sparen? – Das sind nur ein paar Fragen, die sich Ingenieure bei der Entwicklung und Inbetriebnahme einer Maschine stellen.VIBN

Besonders die Auslegung des Antriebs und die optimale Reglereinstellung sind hierbei als Hürde anzusehen. Ist der Antrieb zu klein, wird beispielsweise die geforderte Zykluszeit nicht erreicht oder das gewünschte Produkt kann nicht produziert werden. Ist der Antrieb zu groß dimensioniert, sorgt das für unnötige Kosten und einen großen Footprint der Maschine.

Seit einigen Jahren gibt es auf dem Markt zahlreiche Softwarelösungen für die Simulation genau solcher Anwendungsfälle. Damit lassen sich verschiedene Varianten eruieren und testen bis das optimale Ergebnis gefunden wurde. Der Maschinen- bzw. Anlagenbauer stellt mithilfe der Antriebssimulation die optimale Funktionalität und Betriebssicherheit der Maschine sicher, ohne das Risiko einer Überdimensionierung einzugehen.

Das virtuelle Abbild

Besonders vorteilhaft ist hierbei die virtuelle Inbetriebnahme, kurz vibn. In einer speziellen Software für Simulationen wird ein virtuelles Abbild der Anlage bzw. Maschine, die entwickelt werden soll, erstellt.Simulations-Software für die virtuelle Inbetriebnahme Alle Eigenschaften und Funktionalitäten werden dabei möglichst realitätsnah abgebildet, um eine Art digitalen Zwilling des Systems zu erhalten. Umfangreiche Bibliotheken und Softwarebausteine helfen dabei und erleichtern die Umsetzung.

Ist das virtuelle Abbild fertig, geht es ans Testen. Dafür wird der PC mit der realen Maschinensteuerung (Steuerungsprogramme für SPS oder Software für ereignisbasierte Systeme) verbunden. Die Simulation verhält sich nun 1:1 wie die künftige reale Maschine. D.h. verschiedenste Einstellungen an der Steuerung können im virtuellen Maschinen-Abbild getestet werden, und das ohne Risiko und rein virtuell. So werden Fehler rechtzeitig erkannt und vermieden.

Die virtuelle Inbetriebnahme Software bietet zahlreiche Vorteile:

  • Test/Inbetriebnahme vom Schreibtisch aus
  • Branchenunabhängig einsetzbar
  • Komfortable und schnelle Parametereingabe
  • Erkennung und Vermeidung von Fehlern
  • Risikofreie Prüfung von kritischen Einstellungen
  • Ohne detaillierte Simulationskenntnisse möglich
  • Sehr kurze Time-to-Market
  • Zeit- und Kostenersparnis

Auch Baumüller setzt mit seiner Software für die virtuelle Inbetriebnahme Maßstäbe. Mit dem Simulations-Tool ProSimulation verkürzen Sie Ihre Entwicklungs- und Inbetriebnahme-Zeiten von Maschinen und Anlagen deutlich. Sie können Baumüller Regler- und Mechanikmodelle oder ihre eigenen Mechanikmodelle nutzen. Gemeinsam mit Ihnen oder für Sie legen wir die optimalen Automatisierungs- und Antriebskomponenten für Ihre Maschine aus und testen die Einstellungen. Wir setzen dabei auf eine risikofreie, virtuelle Auslegung und vibn. Dies ist auch ohne detaillierte Simulationskenntnisse vom Schreibtisch aus möglich.

Mit der grafischen Benutzeroberfläche sowie komfortabler und schneller Parametereingabe bietet Ihnen die Software weitere Vorteile: Sie erweitert den Funktionsumfang der Baumüller-Inbetriebnahmesoftware ProDrive, mit der eine einfache und schnelle (virtuelle) Inbetriebnahme, Parametrierung und Bedienung aller b maXX-Regler möglich ist.

Einsetzbar ist das Tool für vielfältige Branchen und Maschinenarten, sowohl für Standard- als auch Sonderanlagen. Maschinen- bzw. Anlagenbauer von z.B. Servopressen, Walzanlagen, Abfüllanlagen oder Robotern sparen mit der Simulations-Software bereits heute Zeit und Kosten. Denn die Software führt zur Optimierung bis hin zum kompletten Ersatz eines Prototyps. Der finanzielle und zeitliche Aufwand für die Entwicklung und Inbetriebnahme wird somit deutlich reduziert.


Die Vorteile der virtuellen Inbetriebnahme Software ProSimulation:

1. Zeit- und Kostenersparnis bei Entwicklung und (virtueller) Inbetriebnahme

  • Erstellung eines realen Prototypen kann optimiert oder komplett ersetzt werden
  • Einfacher Import von bestehenden Modellen aus anderen Simulations-Tools
  • Einfache Benutzeroberfläche und Bedienung (Erweiterung ProDrive)
  • Lizenz für weitere Modellbildungs-Software kann eingespart werden

2. Optimierung bestehender Maschinen und Anlagen

  • Virtuelle Fehlersuche und Optimierung

3. Aufbau von Simulations-Know-how im Unternehmen

  • Einfacher Einstieg in das Thema „Digitaler Zwilling“
  • Schneller Aufbau eigener Simulationen

ProSimulation: Wie funktioniert die Software?


Basis-Bibliothek nutzen oder eigene Modelle importieren

Das Tool ist eine Erweiterung der Baumüller Inbetriebnahmesoftware ProDrive für Regler und Motoren von Baumüller. Die Software beinhaltet standardmäßig Modelle für die Baumüller Antriebs-Komponenten. Für Simulations-Neulinge und Anlagenbauer ohne eigene Modelle ermöglicht die Basis-Bibliothek den unkomplizierten Aufbau und Test erster Simulationen. Auch Fehler können gefunden und behoben werden. So sparen Sie sich Ressourcen und können gleichzeitig den Aufbau von eigenem Simulations-Know-how in Ihrem Unternehmen fördern.


Virtuelle Inbetriebnahme

Sie haben bereits ausgereifte eigene Simulations-Modelle? Diese können Sie dank offener Standards wie FMI/FMU (Functional Mockup Interface) schnell und einfach importieren. Als optionale Dienstleistung bietet Baumüller die komplette Neuerstellung von kundenspezifischen Modellen, Unterstützung bei der Modellierung, der virtuellen Inbetriebnahme bis hin zum Digitalen Zwilling an.

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Schreiben Sie uns eine Mail an simulation@baumueller.de. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

Einfache Benutzeroberfläche und schnelle Parametrierung

Die virtuelle Inbetriebnahme Software ermöglicht Einstellungen am Antrieb ohne Risiko zu testen und Ergebnisse realitätsnah darzustellen. Sie können nach dem Import des Modells bzw. der Applikation in der Software alle Parameter der Steuerung über einen virtuellen Regler einstellen und über ein Oszilloskop die Daten betrachten. So sehen Sie, wie diese sich in Echtzeit verhalten würden. Sie können auch auf 3D-Visualisierung umstellen. Die grafische Darstellung der Ergebnisse unterstützt den Anwender bei der Regleroptimierung.

Anstatt der manuellen Eingabe von Parametern können Sie eine Autotuning-Funktionalität für die automatische Regleroptimierung nutzen. Die Simulationssoftware vereinfacht die Bedienung, da die Antriebsparameter bereits in der Software integriert sind und über die Benutzeroberfläche ausgewählt werden können. So können Sie als Anlagenbauer frühzeitig mit der Parametrierung beginnen und diese schnell und leicht ändern.VIBN Software

Fehlersuche und Optimierung

ProSimulation ist nicht nur ein Werkzeug für die virtuelle Inbetriebnahme (vibn). Nach erfolgter Inbetriebnahme der Maschine oder bei bereits bestehenden Maschinen und Anlagen bietet Ihnen die Simulations-Software außerdem die Möglichkeit der Fehlersuche und Optimierung. Anwender können Parameter-Einstellungen der Steuerung schnell und direkt am digitalen Zwilling testen, ohne die Anlage direkt vor Ort bedienen zu müssen.

Auch Baumüller nutzt die virtuelle Inbetriebnahme Software, um eigene Produkt- und Systemlösungen optimal weiterzuentwickeln.

Markus Jaksch, Leiter Systeme, zu Antriebssimulation und VIBN             „Die Antriebssimulation ist das fehlende Bindeglied zwischen der Maschinensteuerung und der Mechanik und fördert die Optimierung von Maschinen und Anlagen. ProSimulation ist vielseitig im Entwicklungsprozess einsetzbar und ermöglicht Ihnen gezielt und mit wenig Aufwand für Ihre Problemstellung die passende Lösung zu finden. Vor allem für virtuelle Inbetriebnahmen ist das Tool bestens geeignet.“

Wir unterstützen Sie gerne!

  • Virtuelle Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen
  • Dimensionierung/Auslegung und Optimierung bestehender Maschinen und Anlagen
  • Schulung/Einweisung von Maschinenbedienern und Servicetechnikern
  • Support und Weiterentwicklung von Funktionen

Anwendungsfälle: Wann kommt die virtuelle Inbetriebnahme zum Einsatz?

Lösung 1: Probenentnahmehammer

Mithilfe eines Probenentnahmehammers werden automatisiert in weniger als zwei Sekunden bis zu 300 Kilogramm Bauxit von einem Förderband mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s entnommen.

Die Inbetriebnahme und Optimierung des Hammers war eine sehr herausfordernde Aufgabe, da diese im laufenden Produktionsprozess in Afrika stattfand. Bei falscher Parametrierung könnte der Hammer auf dem Förderband stecken bleiben, das geförderte Material blockieren und die gesamte Produktion stoppen. Dies hätte hohe Produktionsausfallkosten zur Folge. Außerdem gäbe es immer nur sehr kurze Zeitfenster zum Test des Hammers.

„Mittels ProSimulation konnten wir das Bewegungsprofil und die Regelung des Hammers in der Simulation virtuell abbilden und optimieren. So konnten wir das Antriebsverhalten in der Simulation ausgiebig testen und bewerten. Das Risiko, einen Bandstillstand an der realen Maschine zu verursachen, wurde durch diese Maßnahme eliminiert“, erklärt Franscoir Potgieter von Motion Tronic.

Das Nürnberger Simulationsteam hat in der Inbetriebnahme Software ein virtuelles Modell der Maschine erstellt, das die eingesetzten Antriebskomponenten enthält. Die Simulationsparameter konnten direkt aus den realen Maschinendaten entnommen und aus Standard-Bibliothekskomponenten aufgebaut werden.

Virtuelles Modell in der Software ProSimulation

Simulationsmodell des Sampling Hammers in ProSimulation.

Vergleich simulierter und realer Drehzahlwert

Ein Vergleich zwischen realem (blau) und simuliertem (grün) Drehzahlistwert zeigt eine gute Übereinstimmung.

Motion Tronic ist von der einfachen und nutzerfreundlichen Bedienung begeistert: „Durch die vollständige Integration in ProDrive konnte ich auch ohne Vorkenntnisse die Simulation nutzen und so das Antriebsverhalten des Hammers virtuell testen“, so Potgieter.

Die Lösung kurz erklärt:

Beim Probenentnahmehammer wurde die Inbetriebnahme im laufenden Betrieb durchgeführt. Um die extrem begrenzte Zeit an der Maschine auszuweiten, wurde die Inbetriebnahme virtuell umgesetzt. Dies hatte den großen Vorteil, dass die Produktion einfach weiterlaufen konnte.

Lösung 2: Schleifmaschine

Ein entscheidendes Kriterium bei Schleifmaschinen ist die Drehzahlgenauigkeit. Nur bei einer geringen Abweichung im Schleifprozess kann das Werkstück optimal bearbeitet werden. Aufgrund von großen Schleifwalzen und schwingungsfähigen Kupplungselementen ist die Reglereinstellung an der Maschine oft schwierig.

Durch ProSimulation kann dieses Problem gelöst werden. Warum? Weil die Software es ermöglicht, das Antriebsverhalten virtuell zu testen: „Das ist super! Zum einen können wir schnell und einfach neue Einstellungen testen, zum anderen besteht keine Gefahr die Maschine zu beschädigen“, erklärt Applikationsingenieur Timotheus Eidher.

Virtuelle Inbetriebnahme eines Antriebs

Die Modellierung der Schleifmaschine konnte rein über Modelle aus der integrierten Bibliothek aufgebaut werden. Die schwingungsfähigen Eigenschaften der Mechanik lassen sich direkt eingeben.

Die in der virtuellen Inbetriebnahme Software gefundenen Einstellungen konnten die Drehzahlgenauigkeit im Produktionsprozess um den Faktor 7 erhöhen. Damit konnte das Schleifergebnis deutlich verbessert werden. Die virtuelle Datensatzoptimierung hat die Inbetriebnahme-Zeit stark verkürzt, da die Einstellungen schnell und einfach in der Software – auch ohne reale Maschine – getestet werden konnten. Zudem konnten die Systemgrenzen bis hin zum Übersteuern und Aufschwingen ausgelotet werden, ohne Gefahr zu laufen, die Mechanik in Mitleidenschaft zu ziehen.

Optimierung Drehzahlgenauigkeit durch virtuelle Inbetriebnahme

Vergleich Drehzahlverhalten vor (rot) und nach der Optimierung (grün)

Die Lösung kurz erklärt:

Schleifmaschinen lassen sich nur schwer einstellen. Doch gerade beim Schleifprozess wird großen Wert auf Präzision gelegt. Mithilfe von ProSimulation kann eine gleichmäßige, präzise Drehzahl realisiert werden. Der Anlagenbauer profitiert von einem exakteren Schleifergebnis und somit von einer besseren Qualität. Zudem wurde die Inbetriebnahme-Zeit durch die virtuelle Testung stark verkürzt.

Fazit

ProSimulation hilft die Effizienz und Präzision von Maschinen zu erhöhen. Die Software ermöglicht es eine virtuelle Inbetriebnahme (vibn) durchzuführen. D.h. Einstellungen am Antrieb ohne Risiko zu testen und Ergebnisse realitätsnah darzustellen. Antrieb VIBNDer Antrieb kann virtuell eingestellt und mit der Realität verglichen werden. Die grafische Darstellung erleichtert die Interpretation der Ergebnisse. Das Tool ist vollständig in ProDrive integriert und benutzt die identischen Bedienseiten. Anwender können dank der neuen Simulationssoftware frühzeitig mit der Parametrierung beginnen und diese schnell und leicht ändern. Nach erfolgter Inbetriebnahme der Maschine oder bei bereits bestehenden Maschinen und Anlagen bietet die Software außerdem die Möglichkeit der Suche von Fehlern und deren Optimierung. Maschinen- und Anlagenbauer können Parameter-Einstellungen schnell und direkt am digitalen Zwilling testen, ohne die Anlage direkt vor Ort bedienen zu müssen.

Die Simulationssoftware bietet dem Maschinenbauer eine kürzere Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeit, unterstützt im Engineering-Prozess, verbessert das Energiemanagement, senkt Kosten und ermöglicht eine sichere Reglerparametrierung für präzise Ergebnisse. Ein Tool, das Ingenieure zum Staunen bringt und für die virtuelle Inbetriebnahme (vibn) bestens geeignet ist!

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