Cyfrowy bliźniak w firmie Wikpol umożliwia efektywniejsze projektowanie oraz wszechstronne testowanie pracy urządzeń w wymiarze mechaniki, automatyki i oprogramowania

177

Zastosowanie cyfrowego bliźniaka w inteligentnym systemie transportu

Cyfrowy bliźniak został użyty między innymi do zaprojektowania transportera Intelligent Belt w linii kompletacji torebek. Wyzwaniem dla projektantów tego urządzenia było pakowanie kilku rodzajów asortymentu i zachowanie wysokiej wydajności dochodzącej do 120 torebek makaronu na minutę.

Projektowany transporter miał zapewniać ciągły odbiór produktu. Zawierał on dwa sprzężone synchronicznie pasy z wagonikami, na których zamocowane zostały komory odbiorcze. W pewnych okolicznościach, np. nieprawidłowości podczas sterowania układem, istniało niebezpieczeństwo zderzenia się wagoników. Projektanci zdawali sobie sprawę, że przy dużej prędkości działania linii produkcyjnej ryzyko takiego zdarzenia było dość wysokie – wspomina Jarosław Strug.

Konieczne stało się zatem jak najdokładniejsze przetestowanie sterowania jeszcze przed wdrożeniem projektowanej linii produkcyjnej. Testowanie miało na celu sprawdzenie, czy zastosowany układ będzie w pełni zabezpieczony przed niepożądanymi zdarzeniami, a jednocześnie czy spełni wszelkie wymagania funkcjonalne i wydajnościowe. Proces symulacji polegał na stworzeniu modelu cyfrowego bliźniaka, a następnie jego integracji z programem sterującym. Kolejnym etapem były testy programu sterującego i wprowadzanie korekt na bieżąco w układzie sterowania.

Do tego zadania wykorzystany został między innymi Mechatronics Concept Designer oparty na systemie NX, narzędzie SIMIT pozwalające na tworzenie symulacji telegramów do napędów Simatic, wirtualny sterownik PLCSIM Advanced oraz TIA Portal – kompleksowe rozwiązanie do programowania PLC i HMI.

Dodatek SIMIT, zawierający zintegrowaną bibliotekę obsługującą telegram 105 pozwolił nam na symulacje napędów V90. Dzięki niemu byliśmy w stanie testować kompletny pogram sterujący zawierający pełny hardware wraz z funkcjami technologicznymi. Pozwoliło nam to przenieść 1:1 przetestowany program z symulacji do fizycznego układu – mówi Jarosław Strug.

Korzyści z zastosowania metody digital twin

Wdrożenie cyfrowego bliźniaka w firmie Wikpol pozwoliło inżynierom uniknąć błędów projektowych już na wczesnym etapie budowy maszyny. Pomocne okazało się zwłaszcza testowanie pracy urządzenia w różnych scenariuszach.

Niewątpliwą korzyścią była możliwość sprawdzenia mocno kolizyjnego układu w środowisku wirtualnym. Symulacja tego procesu zapewniła programistom komfort podczas testowania wielu wariantów sterowania. Nasi inżynierowie nie musieli martwić się o możliwe kolizje
i ich następstwa w rzeczywistości. Tym samym byli w stanie wyeliminować potencjalne koszty uszkodzonych elementów oraz czas potrzebny do przywrócenia układu do pracy. Ponadto skrócił się sumaryczny czas uruchomienia układu w zakładzie naszego klienta.
– mówi Jarosław Strug.

Dzięki dostępnej fizyce w środowisku symulacyjnym wiele czynników można było przewidzieć już w fazie symulacji. Informacja zwrotna dla działu konstrukcyjnego umożliwiła wprowadzenie zmian przed dopuszczeniem produktu do finalnych testów na fizycznym urządzeniu.

Z punktu widzenia klienta końcowego korzyścią było otrzymanie maszyny, która została przetestowana w sposób optymalny, jeszcze na etapie projektowania. W efekcie pozwoliło to na szybsze uruchomienie linii u klienta i rozpoczęcie produkcji.

Źródło:SIEMENS, WIKPOL