Risikominimierung durch virtuelle Inbetriebnahme 

Virtuelle Inbetriebnahmen ermöglichen es, Maschinen und Prozesse bereits vor dem realen Aufbau zu testen, was schon frühzeitig die Anlagensicherheit gewährleistet. Mit einer physikbasierten Software erstellen Harro Höfligers Simulationsingenieure auf Basis der 3D-CAD-Konstruktionsdaten ein virtuelles Modell der Maschine, das anschließend den Steuerungstechnikern zu Verfügung gestellt wird. Diese können darauf ihre Software für die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) umfassend testen.  

Die virtuelle Inbetriebnahme erfolgt mit Hardware-in-the-Loop. Das bedeutet, dass die reale SPS verwendet wird, die später in der Maschine zum Einsatz kommt. Ein Simulationsrechner stellt dabei die Sensoren der Maschine nach und setzt die Aktoren gemäß des programmierten Prozesses um.  

In begrenztem Umfang ist außerdem die Simulation von Materialeigenschaften möglich. So können unter anderem Reibungs- und Rückstoßeffekte des Materialflusses in der Maschine erkannt werden. Insbesondere eignet sich virtuelle Inbetriebnahme mit 3D-Modellen aber auch, um mögliche Kollisionen beweglicher Teile innerhalb der Maschine zu erkennen.  

 

  • Simulationsmodell des Trayloaders

    Simulationsmodell eines Trayloaders für die virtuelle Inbetriebnahme.

  • Physikansicht des Simulationsmodells

    Hervorhebung der Bauteile mit hinterlegten physikalischen Eigenschaften im Simulationsmodell.

  • 3D-Darstellung für virtuelle Inbetriebnahme

    Im Simulationsmodell kann der Trayloader dreidimensional dargestellt werden.

  • Hervorhebung im Modell

    Aktoren und Sensoren werden im Modell rot hervorgehoben.

Frühzeitig testen und optimieren 

Von der virtuellen Inbetriebnahme mit 3D-Modellen profitieren nicht nur die Steuerungstechniker, die auf diese Weise ihren gesamten Code vom Schreibtisch aus testen und optimieren können. Auch für die Mechatronik ergeben sich große Vorteile: Ihre verschiedenen Disziplinen Mechanik, Elektronik und Software werden bereits im virtuellen Modell zusammengebracht – so erkennen die Experten etwaige Probleme. Sie können Abläufe früh untersuchen und gemeinsam an den mechatronisch optimalen Lösungen für technische Herausforderungen feilen. Durch diese Arbeitsweise können Rückmeldungen aus der Softwaretechnik noch rechtzeitig in die mechanische Konstruktion zurückfließen.  

Nicht zuletzt sorgt die virtuelle Inbetriebnahme mit 3D-Modellen für kosteneffiziente Lösungen, denn Änderungen und Optimierungen an der Maschine sind bereits vor ihrer Kommissionierung möglich. In Zukunft könnte die Arbeitsweise auch bei Umbauten eingesetzt werden. Dabei wäre es möglich, Anpassungen an einer Maschine vorab bei Harro Höfliger zu simulieren und zu testen, bevor die Umsetzung beim Kunden erfolgt.   

 

„Die virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht, die Maschine schon vor ihrem Aufbau zu optimieren.“ 

Dr.-Ing. Susanne Rösch ist Department Leader Model-Based Engineering bei Harro Höfliger. Gemeinsam mit ihrem Team erarbeitet sie Möglichkeiten, die mechatronische Entwicklung durch softwaregestützte Methoden und Werkzeuge voranzubringen. Immer hat sie dabei mechanische Konstruktion, elektrische Konstruktion und Software-Entwicklung gleichermaßen im Blick.  

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