Bevezető

A Nord Drivesystems új digitális iker- és virtuális üzembe helyezési képességet vezetett be, amely megváltoztatja, hogyan ellenőrzik a mérnökök a hajtásrendszereket a fizikai telepítés előtt. A megközelítés lehetővé teszi a motorok, hajtóművek és hajtások teljes rendszerének szimulációját ellenőrzött virtuális környezetben.

Ez a változás a modern automatizálás szélesebb körű átalakulását tükrözi, amelyben a mérnöki csapatok egyre inkább PLC- és DCS-platformokra támaszkodnak a szimuláció, a vezérlési logika és a valós végrehajtás összekapcsolásához.

A hajtástervezés belép a virtuális térbe

A hagyományos hajtásméretezés nagyrészt elméleti számításokra és statikus terhelési feltételezésekre épül. A valós mechanikai viselkedés azonban gyakran eltér ettől, amikor a tehetetlenség, a súrlódás és a dinamikus terhelésváltozások megjelennek a rendszerben.

A Nord digitálisiker-megközelítése egy konfigurált hajtásrendszer virtuális másolatának létrehozásával hidalja át ezt a hiányosságot. A mérnökök így már a telepítés megkezdése előtt tesztelhetik az üzemi forgatókönyveket.

A konfigurációtól a viselkedésszimulációig

A digitális iker szoftveralapú környezetben reprodukálja a mechanikai konfigurációt, a nyomatékgörbéket és a terhelésre adott választ. Ez lehetővé teszi a rendszer viselkedésének korai ellenőrzését hardverfüggőség nélkül.

Az hajtásokkal és mozgásvezérlő rendszerekkel támogatott automatizálási rétegekkel párosítva a szimuláció jobban megfelel a valós üzemi feltételeknek, különösen változó terhelési ciklusok esetén.

A digitálisiker-modellek lehetővé teszik a mérnökök számára a hajtás teljes viselkedésének reprodukálását az üzembe helyezés megkezdése előtt, csökkentve a rendszer bizonytalanságát.

A virtuális üzembe helyezés mint vezérlési réteg

A virtuális üzembe helyezés a szimulációt a mechanikai modellezésen túlra terjeszti ki. Közvetlenül összekapcsolja a vezérlési logikát a digitális rendszermodellel, így a tényleges PLC-programok szimulált környezetben működhetnek.

Ez a folyamat segít a mérnököknek már korán hibakeresést végezni a vezérlés működésén, jóval azelőtt, hogy a hardverintegráció megkezdődne a gyártási területen.

Az integrációs kockázat csökkentése

A vezérlőkód virtuális gépen történő futtatásával a mérnökök a projekt életciklusának korábbi szakaszában azonosíthatják a logikai hibákat, az időzítési eltéréseket és a sorrendi problémákat.

Ez csökkenti az üzembe helyezés késedelmeit, és javítja a rendszer felkészültségét a fizikai telepítés megkezdésekor.

A Machineering iPhysics és a szimulációs ökoszisztéma

A Nord a Machineering GmbH-val együttműködésben fejlesztette digitálisiker-képességét, és olyan szimulációs szoftvert integrált, amely a CAD-rendszereket, a robotikát és a vezérlési logikát egységes környezetben kapcsolja össze.

A rendszer folyamatos szimulációt támogat a gép teljes életciklusa során, nem csupán a tervezési szakaszokban.

A virtuális üzembehelyezési eszközök a vezérlőrendszereket 3D-szimulációs környezetekkel integrálják az életciklus-alapú mérnöki ellenőrzéshez.

Ipari hatás a sok mozgást igénylő alkalmazásokban

A CNC-megmunkálás, a szállítórendszerek és az automatizált összeszerelő sorok profitálnak a legtöbbet a virtuális üzembe helyezésből. Ezek a rendszerek gyakran változó nyomaték és gyors terhelésváltások mellett működnek.

A szimuláció segít a mérnököknek előre jelezni a kopási mintázatokat, a termikus igénybevételt és az üzemi stabilitást még a gyártás megkezdése előtt.

Mérnöki kiszámíthatóság nagy léptékben

A virtuális üzembe helyezés lehetővé teszi az iteratív újratervezést fizikai prototípusok nélkül. A mérnökök módosíthatják a motor méretezését, a hajtóműáttételeket vagy a hajtásparamétereket, majd azonnal kiértékelhetik a rendszer viselkedését.

Ez lerövidíti a fejlesztési ciklusokat, és javítja a rendszer megbízhatóságát a nagy igénybevételű ipari környezetekben.

Iparági betekintés: a szimuláció bevett gyakorlattá válik

A digitális ikrek alkalmazása tovább gyorsul, mivel a gyártók egyre szűkebb gyártási határidőkkel és magasabb megbízhatósági elvárásokkal szembesülnek.

A modern automatizálás egyre inkább olyan integrált szimulációs környezetekre támaszkodik, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a vezérlési architektúrákhoz és a terepi eszközökhöz.

A szimuláció, a vezérlés és a végrehajtás konvergenciája strukturális változást jelez az ipari rendszerek tervezésének és ellenőrzésének módjában.

A szerző véleménye

A virtuális üzembe helyezés már nem rétegigényeket kielégítő mérnöki eszköz. A komplex mozgásrendszerekben szabványos ellenőrzési réteggé válik.

Véleményem szerint azok a vállalatok, amelyek közvetlenül integrálják a szimulációt a vezérlési platformokkal, jelentősen csökkentik majd az üzembe helyezési hibákat a következő évtizedben. A tervezés és a valóság közötti különbséget végre kiküszöbölik a rendszer életciklusából.

*Daniel K. Mercer, ipari rendszerekkel foglalkozó riporter, 14 éves tapasztalattal a Siemens, az Emerson és a Bently Nevada gépdiagnosztikai projektjei, valamint automatizálási integrációs programjai terén.*