TIA Digitaler Zwilling Verdichter, SIMIT

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Vermis

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Hallo,
ich stehe vor der Aufgabe eine Steuerung eines Verdichters zu migrieren.
Eckdaten:
- Gas nicht ungefährlich
- bei IBN nur "scharfer" Test möglich
- Maschine muss beim ersten Versuch laufen
- alte Steuerung S7 400 mit Safety in CFC
- viele Baustein in AWL
- neue Steuerung S7 1500
- Programmierung in CFC und SCL. Software wird abgeschrieben. Automatische Migration nicht möglich.

Nun ist die Idee entstanden, einen digitalen Zwilling anzulegen (evtl. mit SIMIT). An diesen soll dann zuerst eine Kopie der alten Steuerung und später die neue Steuerung angeschlossen werden. Das System soll dann an die physikalischen Grenzbereiche simuliert werden (Bsp. Pumpgrenzen). Wir haben für dieses Vorhaben zwei Jahre und ich kann jeder Zeit auf die aktuellen Werte der laufenden Maschine zurückgreifen.

Welche Erfahrungen gibt es hier im Bereich digitalen Zwilling? Wie intensiv schätzt Ihr den Fortbildungsaufwand ein um diese Simulation erstellen zu können? Gibt es gute Alternativen zu SIMIT? Meine Kollegen (Prozessautomatisierungstechnik) und ich haben Erfahrung im Bereich S7, TIA und PCS 7.

Vielen Dank für jeden Input.
 
Vermis schrieb:
- Programmierung in CFC und SCL. Software wird abgeschrieben. Automatische Migration nicht möglich.
(...)
Wir haben für dieses Vorhaben zwei Jahre und ich kann jeder Zeit auf die aktuellen Werte der laufenden Maschine zurückgreifen.
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Jemand mit Ahnung vom S7-1500-Programmieren und von der Maschine könnte ein völlig neues Programm für die Maschine entwickeln. Nicht noch Zeit für die Zwillings-Spielerei verplempern, höchstens einfache Simulation direkt im SPS-Programm.
 
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Ihr baut also eine Maschine zusammen, eine Steuerung und wohl noch eine neue Software.
Dann testet ihr das nicht (bwz. evtl. nur mit einer digitalen Simulation) und baut es analog beim Kunden ein.
Dann muss das beim ersten Einschalten korrekt laufen!
Da zieh ich den Hut vor! Respekt!

An deiner Fragestellung vermute ich, dass du relativ frisch von der Schule oder Ausbildung kommst!
Da glaubt man sowas vielleicht noch!
 
PN/DP schrieb:
Jemand mit Ahnung vom S7-1500-Programmieren und von der Maschine könnte ein völlig neues Programm für die Maschine entwickeln. Nicht noch Zeit für die Zwillings-Spielerei verplempern, höchstens einfache Simulation direkt im SPS-Programm.
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Das werden wir so mehr oder weniger auch machen. Bei jeder anderen Maschine sind wir bis jetzt ohne aufwendige Simulation ausgekommen.
Der Umfang ist jedoch immens und die Fehlertoleranz ist nahe Null. Ich sehe ohne Simulation keine Möglichkeit Flüchtigkeitsfehler, Denkfehler, etc. aufzudecken. Der erhöhte Aufwand ist dem Kunden bekannt und gewünscht.
 
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Maagic7 schrieb:
Ihr baut also eine Maschine zusammen, eine Steuerung und wohl noch eine neue Software.
Dann testet ihr das nicht (bwz. evtl. nur mit einer digitalen Simulation) und baut es analog beim Kunden ein.
Dann muss das beim ersten Einschalten korrekt laufen!
Da zieh ich den Hut vor! Respekt!

An deiner Fragestellung vermute ich, dass du relativ frisch von der Schule oder Ausbildung kommst!
Da glaubt man sowas vielleicht noch!
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Nein. Wir bauen keine Maschinen. Wir betreuen Steuerungen und führen Retrofits (S5 --> TIA, S7 --> TIA) durch. Die Maschine läuft seit ca. 20 Jahren. Die Steuerung soll ersetzt werden, da es keine Ersatzteile (Gelbe AI-Karten) mehr gibt und der Wandel ins TIA-Portal verzogen werden soll. Ohne Fehler ist durchaus machbar. Wir haben gerade eine Migration S5 nach TIA ohne einen Fehler abgeschlossen, da wir hier beide Steuerungen parallel laufen ließen (DBs und E/As gespiegelt) und dabei schon alle Fehler erkennen konnten. Diese Methode kommt jedoch bei dem Verdichter nicht in Frage, da der Umfang viel zu groß ist und die reale Maschine nicht in den Grenzbereich gebracht werden darf.
 
Vermis schrieb:
Welche Erfahrungen gibt es hier im Bereich digitalen Zwilling? Wie intensiv schätzt Ihr den Fortbildungsaufwand ein um diese Simulation erstellen zu können? Gibt es gute Alternativen zu SIMIT?
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die Erstellung einer umfangreichen Simulation dauert in etwa genau so lang, wie die Erstellung der SPS-Software+HMI... meine Faustformel.

Kommt halt drauf an, wie detailiert man in die Tiefe gehn will...

Grundsätzlich reicht zum Testen der SPS+HMI aber auch am Anfang des OB1 die Ausgänge zu lesen und die Eingänge passend zu beschreiben...

Ob die Anlage dann beim ersten Einschalten ordentlich läuft, hängt aber nur zum Teil mit nem ordentlichen Test der SPS-Software im Büro zusammen. Die allermeisten Fehler liegen eher in der Hardware, sei es falsche Verkabelung oder es sind ganz andere Feldgeräte verbaut als ursprünglich angedacht oder oder oder...

Nichts destotrotz, das aufwändige Testen von SPS+HMI im Büro macht Sinn und erspart viel Stress für den Programmierer auf der BAustelle.

Aber beim ersten Einschalten wirds mit Sicherheit nicht laufen, nie im Leben...
 
DCDCDC schrieb:
Wenn es wirklich jemand konsistent schafft, Maschinen mit dem ersten Einschalten, vier Wochen lang laufen zu lassen, ohne einmal TIA Portal auch nur zu öffnen, der darf sich gerne melden.
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ich meld mich mal ;)

Hab ne Inbetriebnahme von ner Anlage mit 30 Feldgeräten gehabt und hab TIA nicht geöffnet ;)

Gelaufen ist die aber nicht, weil jede Menge Feldgeräte nicht funtkioniert haben...

Laptop hab ich nichtmal aufgebaut, weil das war ne Aussenanlage bei -10°C...
 
Wenn Ihr das wirklich so macht und könnt! Meinen allerhöchsten Respekt! Denn Teams dieser Qualtiät und Können gibt es mit Sicherheit nur ne Hand voll! Dann könnt ihr das wirklich nur irgendwie simulieren. Ich würd mir zumindest einen enstsprechenden Motor zur Werksinbetriebnahme dranhängen. Bzw. irgendwo eine altes Gebläse besorgen. Besser noch einen echten Rootsverdichter, da der eine andere Lastkennlinie hat als ein Gebläse! Wenn das auch wesentlich kleiner ist als das original! Ich denke mal hier geht es um richtig dicke Verdichter, sonst würde man den einfach nach 20 Jahren komplett ersetzen.

Da es sich wohl um Gasverdichter handelt, gehe ich mal davon aus, ihr habt alle notwendigen Zulassungen für die Ex-Abnhamen usw.
Euch ist somit auch klar, dass diese Gasverdichter alle paar Jahre vollständig gewartet werden müssen. Meist kann das nur der Hersteller.
Dazu müssen die Teile komplett ausgebaut werden. Zerlegt werden, neu abgedichtet und dann am Prüfstand getestet.
Deswegen versehe ich nicht ganz warum man die Steuerung dann nicht mit einem ausgebauten Gerät an einem Prüfstand in Betrieb nehmen kann. Solche Prüfstände muss es beim Hersteller der Verdichter oder sonst wo geben!

Wenn ich alles zusammen nehme klingt deine Schiederung etwas überheblich und mehr nach Merketinggelaber als von einem erfahrenen Techniker! Ich glaube einige hier (einschließlich mir) denken: "das würd ich gerne sehen!"
Das kann klappen, das ist keine Frage! Es kann aber auch schief gehen, dem sollte man sich immer bewußt sein!
 
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Kann es vielleicht sein, dass man euch hier über den Tisch zieht und ihr es noch nicht gemerkt habt?
Denn wie ich im vorherigen Post bereits geschrieben hab, macht man das normalerweise anders und es gibt keinen Grund,
das im Betrieb zu tun! Nach deinen Schilderungen ist für mich an dem ganzen Projekt etwas faul! Ich halte es nicht für unwahrscheinlich, dass man eine Firma sucht, die man über Tisch ziehen und hinterher in Regress nehmen kann.
 
Maagic7 schrieb:
Wenn Ihr das wirklich so macht und könnt! Meinen allerhöchsten Respekt! Denn Teams dieser Qualtiät und Können gibt es mit Sicherheit nur ne Hand voll! Dann könnt ihr das wirklich nur irgendwie simulieren. Ich würd mir zumindest einen enstsprechenden Motor zur Werksinbetriebnahme dranhängen. Bzw. irgendwo eine altes Gebläse besorgen. Besser noch einen echten Rootsverdichter, da der eine andere Lastkennlinie hat als ein Gebläse! Wenn das auch wesentlich kleiner ist als das original! Ich denke mal hier geht es um richtig dicke Verdichter, sonst würde man den einfach nach 20 Jahren komplett ersetzen.

Da es sich wohl um Gasverdichter handelt, gehe ich mal davon aus, ihr habt alle notwendigen Zulassungen für die Ex-Abnhamen usw.
Euch ist somit auch klar, dass diese Gasverdichter alle paar Jahre vollständig gewartet werden müssen. Meist kann das nur der Hersteller.
Dazu müssen die Teile komplett ausgebaut werden. Zerlegt werden, neu abgedichtet und dann am Prüfstand getestet.
Deswegen versehe ich nicht ganz warum man die Steuerung dann nicht mit einem ausgebauten Gerät an einem Prüfstand in Betrieb nehmen kann. Solche Prüfstände muss es beim Hersteller der Verdichter oder sonst wo geben!

Wenn ich alles zusammen nehme klingt deine Schielderung etwas überheblich und mehr nach Merketinggelaber als von einem erfahrenen Techniker! Ich glaube einige hier (einschließlich mir) denken: "das würd ich gerne sehen!"
Das kann klappen, das ist keine Frage! Es kann aber auch schief gehen, dem sollte man sich immer bewußt sein!
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Die Maschine wir mechanisch regelmäßig von einem externen Dienstleister überholt (wie von dir beschrieben). Ex und SIL-Zulassungen haben wir selbstverständlich. Einen Prüfstand haben wir leider nicht, darum die Frage nach der Simulation.

Ich verstehe eure Bedenken, aber hat hier auch jemand Erfahrung mit einer Simulation?
 
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Vermis schrieb:
Die Maschine wir mechanisch regelmäßig von einem externen Dienstleister überholt (wie von dir beschrieben). Ex und SIL-Zulassungen haben wir selbstverständlich. Einen Prüfstand haben wir leider nicht, darum die Frage nach der Simulation.
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Prüftstand und Simulation ist was ganz anderes. Prüftstand testet die Hardware und Software, Simulation nur die Software (wenn die Angaben/Annahmen stimmen)
Vermis schrieb:
aber hat hier auch jemand Erfahrung mit einer Simulation?
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hab ich doch oben geschrieben...
 
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Vermis schrieb:
Hallo,
ich stehe vor der Aufgabe eine Steuerung eines Verdichters zu migrieren.
Eckdaten:
- Gas nicht ungefährlich
- bei IBN nur "scharfer" Test möglich
- Maschine muss beim ersten Versuch laufen
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Das ist durchaus möglich.
Absolut fehlerfrei? Das wird schwierig. Wie wurde denn die alte Anlage in betrieb gesetzt? Die ist ja wohl auch nicht von Anfang an fehlerfrei gelaufen.

- alte Steuerung S7 400 mit Safety in CFC
- viele Baustein in AWL
- neue Steuerung S7 1500
- Programmierung in CFC und SCL. Software wird abgeschrieben. Automatische Migration nicht möglich.
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Neben dem Abschreiben ist es sicher sinnvoll die Software auf Sinnhaftigkeit zu überprüfen und auch zu verstehen.

Nun ist die Idee entstanden, einen digitalen Zwilling anzulegen (evtl. mit SIMIT). An diesen soll dann zuerst eine Kopie der alten Steuerung und später die neue Steuerung angeschlossen werden. Das System soll dann an die physikalischen Grenzbereiche simuliert werden (Bsp. Pumpgrenzen). Wir haben für dieses Vorhaben zwei Jahre und ich kann jeder Zeit auf die aktuellen Werte der laufenden Maschine zurückgreifen.

Welche Erfahrungen gibt es hier im Bereich digitalen Zwilling? Wie intensiv schätzt Ihr den Fortbildungsaufwand ein um diese Simulation erstellen zu können? Gibt es gute Alternativen zu SIMIT? Meine Kollegen (Prozessautomatisierungstechnik) und ich haben Erfahrung im Bereich S7, TIA und PCS 7.
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Ich baue die Anlagen oft als Simulierbares Modell. Allerdings bisher ohne SIMIT sondern nur mit PLC Sim Advanced und einem Physikmodel das über die Kommunikation eingelesen wird.

Gerade das Physikmodell ist wirklich extrem aufwändig. Hier wäre es interessant ob die alte Anlage sich irgendwie portieren lässt und ebenfalls simulieren lässt. Damit könnte man das Modell auf Plausibilität prüfen bevor man das dann auf die neue Software loslässt.
Wer erstellt das Physikmodell? Wie wird die Plausiblität geprüft?

Der Digitale Zwilling (und ihre Ableger) sind gut dazu geeignet die IBS Zeiten massiv zu verkürzen. Es wird aber gerade bei komplexen Anlagen nie so sein dass man reinläd und alles so funktioniert wie in der Simulation. Hier stallt der Ventilator ja viel früher etc. Der Energieverbrauch ist gar nicht wie errechnet etc.
 
vollmi schrieb:
Das ist durchaus möglich.
Absolut fehlerfrei? Das wird schwierig. Wie wurde denn die alte Anlage in betrieb gesetzt? Die ist ja wohl auch nicht von Anfang an fehlerfrei gelaufen.



Neben dem Abschreiben ist es sicher sinnvoll die Software auf Sinnhaftigkeit zu überprüfen und auch zu verstehen.



Ich baue die Anlagen oft als Simulierbares Modell. Allerdings bisher ohne SIMIT sondern nur mit PLC Sim Advanced und einem Physikmodel das über die Kommunikation eingelesen wird.

Gerade das Physikmodell ist wirklich extrem aufwändig. Hier wäre es interessant ob die alte Anlage sich irgendwie portieren lässt und ebenfalls simulieren lässt. Damit könnte man das Modell auf Plausibilität prüfen bevor man das dann auf die neue Software loslässt.
Wer erstellt das Physikmodell? Wie wird die Plausiblität geprüft?

Der Digitale Zwilling (und ihre Ableger) sind gut dazu geeignet die IBS Zeiten massiv zu verkürzen. Es wird aber gerade bei komplexen Anlagen nie so sein dass man reinläd und alles so funktioniert wie in der Simulation. Hier stallt der Ventilator ja viel früher etc. Der Energieverbrauch ist gar nicht wie errechnet etc.
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Danke für deine Antwort. So wie ich das aus den Antworten jetzt einschätze, stellt sich eine Simulation als sehr kompliziert da
 
Vermis schrieb:
Ich verstehe eure Bedenken, aber hat hier auch jemand Erfahrung mit einer Simulation?
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Mache gerade viel an dem Thema digital twin herum.. wir nutzen auch kein SIMIT sondern eine andere Software, wir machen die Kommunikation über MQTT zwischen Simulation und realer Maschine.. also wir versuchen einen "vollen" digital twin zu erzeugen, welcher auch die reale Maschine "steuern" kann.

Hier haben wir noch Probleme mit der Ungenauigkeit des Koordinatensystems der Simulation des XYZ Portals, mehr ist da auch aktuell nicht dran.. wie das für eine komplette Anlage aussieht, mag ich mir gar nicht ausmalen.

Wenn da nicht alle physischen Angaben 1:1 mit dem Übereinstimmen wie es in der Realität aussieht, kann das sehr langwierig werden.

Ich würde mich aktuell nicht auf einen digital twin verlassen. (Ein CAD Modell was man bewegen kann ist kein digital twin btw, sondern höchstens ein digital shadow)
 
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Vermis schrieb:
- neue Steuerung S7 1500
- Programmierung in CFC und SCL. Software wird abgeschrieben. Automatische Migration nicht möglich.
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Habt Ihr schonmal Anlagen mit 1500er in CFC gebaut?
Vermis schrieb:
Danke für deine Antwort. So wie ich das aus den Antworten jetzt einschätze, stellt sich eine Simulation als sehr kompliziert da
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Es kommt halt drauf an, wie detailliert Ihr die Simulation aufzieht.
D.h. jemand muss festlegen, was mit der Simulation konkret erreicht werden soll und welche Detailtiefe und Umfang benötigt wird...
 
DCDCDC schrieb:
Mache gerade viel an dem Thema digital twin herum.. wir nutzen auch kein SIMIT sondern eine andere Software, wir machen die Kommunikation über MQTT zwischen Simulation und realer Maschine.. also wir versuchen einen "vollen" digital twin zu erzeugen, welcher auch die reale Maschine "steuern" kann.
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Da gehen die Meinungen auseinander, was jemand unter "Digitalem Zwilling" versteht.

Simit ist nur das "physikalische Modell" welche an eine reale (oder woanders simulierte) SPS angekoppelt wird. Dabei liest Simit die Ausgänge der SPS und "beschreibt" die Eingänge bzw. simuliert die dezentrale Peripherie. Steuern kannst Du mit Simit keine reale Maschine, Simit ist ja quasi die (simulierte) Maschine...
 
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ducati schrieb:
Da gehen die Meinungen auseinander, was jemand unter "Digitalem Zwilling" versteht.
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Da gehen viele Meinungen auseinander, spiegelt sich auch in Whitepapers zu diesem Thema wieder.. für mich ist ein digital twin ein vollumfänglicher, alles andere ist für mich nur buzzwording und marketing

Wir haben an der Simulation noch NodeRed hängen welches MQTT lesen/schreiben kann. So kann die Simulation direkt mit der Maschine kommunizieren.
 
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