SIMIT Simulation Framework: Tests of the PCS 7 engineering

Summary

Dieses Video zeigt, wie Sie mit dem Simulationsframework SIMATIC PCS 7 Automationsprojekte virtuell in die Kommissionierung überführen können. Es beginnt mit der Übersicht über das Verhalten der Anlage, umschreibt die Geräte wie Aktuatoren und Sensoren und deren physikalisches Verhalten. Es führt durch die Schritte der virtuellen Kommissionierung, von der manuellen Signalprüfung im Steuerungssystem bis hin zur Simulation der gesamten Technologiehierarchie mit XML-Dateien. Es ermöglicht das Testen von Feedback, Alarmen, Warnungen und Hysterese und kann zur Testung von Sequenzsteuerungen oder zur Grundausbildung von Bedienern genutzt werden. Zudem wird gezeigt, wie Simulationsmodelle zur Darstellung des physischen Verhaltens verwendet werden können, um die Komplexität und Realismusebene zu steigern. Abschließend wird die praktische Anwendung zur Schulung von Bedienern und zur Überprüfung von Prozessabläufen vor der tatsächlichen Inbetriebnahme dargestellt.

Takeaways

• 😀 Die Vorstellung zeigt, wie man mit dem Simulationsframework Simatic PCS 7 Automationsprojekte virtuell in Betrieb nehmen kann.
• 🔍 Es ist wichtig, zunächst ein Verständnis für das Verhalten des Anlagen zu haben, welche Aktuatoren und Sensoren vorhanden sind und wie sie sich physisch verhalten.
• 🚀 Der Prozess umfasst das Pumpen von Flüssigkeiten aus Rohstofftanks in Reaktoren, die Steuerung durch Pumpen und Regelungen, das Erhitzen der Mischungen und das Füllen in Flaschen.
• 🛠️ Das virtuelle Inbetriebnahme-Verfahren beginnt mit dem manuellen Testen der Signale im Steuerungssystem.
• 📋 Die Symboltabelle aus dem PCS 7 wird exportiert und in den emulierten PLC-Simulator in Symud integriert, um die I/O-Simulation zu starten.
• 🔧 Es ist möglich, Signalverbindungen, Feedback, Alarme, Warnungen und Hysterese im Automatisierungsprojekt zu testen.
• 📁 Die gesamte Technologiehierarchie, einschließlich aller Steuerungsmodule, kann in eine XML-Datei exportiert und dann in Symud importiert werden.
• 🔄 Die Simulation ermöglicht es, Feedback, lokale Betriebsfunktionen und Motorfunktionen zu testen und die PID-Reglervariablen zu analysieren.
• 🛑 Simulationsmodelle können verwendet werden, um Sequenzsteuerungen zu testen oder um Betriebsanweisungen für Bediener zu erstellen.
• 👨‍🏫 Der Prozess bietet die Möglichkeit, Betriebsanweisungen und Szenarien für die Grundausbildung von Bediern zu definieren, bevor die echte Anlage in Betrieb genommen wird.
• 🔄 Nach dem Erhitzen und Mischen in den Reaktoren werden die Flüssigkeiten in Flaschen übertragen, und der Fließbandtransport wird simuliert.
• 📡 Die 3D-Modelle senden Feedback über den Prozess der Kronenverschlüsse, und Symud-Identifikationssysteme ermöglichen die Übertragung dieser Informationen an den PCS 7.

Q & A

Was ist das Ziel des virtuellen Inbetriebnahmeprozesses, wie er im Skript beschrieben wird?

Das Ziel des virtuellen Inbetriebnahmeprozesses ist es, die Automatisierungsprojekte mithilfe der SIMATIC PCS 7 Automationsprojekte und des SIMIT Simulationsframeworks zu testen und zu optimieren, bevor die tatsächliche Anlage in Betrieb genommen wird.

Welche Schritte sind notwendig, um den virtuellen Inbetriebnahmeprozess zu beginnen?

Um den virtuellen Inbetriebnahmeprozess zu beginnen, muss man zunächst die Symboltabelle aus dem PCS 7 exportieren, eine neue Kopplung zum emulierten PLC SIM Controller in SYMUD hinzufügen und die Symboltabelle importieren, um die I/O-Simulation zu starten.

Was ist die Bedeutung von 'Simo code Pro' im Kontext des Skripts?

Der 'Simo code Pro' wird verwendet, um den Druck im Rohrleitungssystem zu erhöhen, wie im Skript beschrieben.

Was sind die Hauptkomponenten, die in der Anlage beschrieben im Skript verwendet werden?

Die Hauptkomponenten sind Rohstoffzisternen, Reaktoren, Pumpen, Wärmetauscher, Rührer, Füllsystem für Flaschen, Förderband und Kronenkappen-Verschlusssystem.

Wie wird die Mischung in den Reaktoren erhitzt?

Die Mischung in den Reaktoren wird mit Hilfe von Wärmetauschern erhitzt, die von Regelern gesteuert werden.

Was ist die Funktion der Agitatoren in der Anlage?

Die Agitatoren dienen dazu, das Endprodukt herzustellen, indem sie die Mischung in den Reaktoren homogenisieren.

Wie werden die Flaschen in der Anlage gefüllt und transportiert?

Die Flaschen werden über ein Rohrleitungssystem gefüllt und dann mit einem Förderband zum Endzielort transportiert, wo sie mit Kronenkappen verschlossen werden.

Was ist die Bedeutung von 'CIMMIT' in Bezug auf die Simulation?

CIMMIT ist ein Werkzeug, das verwendet wird, um Simulationskomponenten zu definieren und die Simulationsmodelle für die Prozesstechnologie zu erstellen.

Wie kann die Simulation verwendet werden, um Operatoren zu trainieren?

Die Simulation kann verwendet werden, um Sequenzsteuerungen zu testen und um Operatoren im sogenannten Prozessbereich im Rahmen eines grundlegenden Trainings zu unterrichten.

Was sind die verschiedenen Modellierungsvarianten, die im Skript erwähnt werden?

Die verschiedenen Modellierungsvarianten sind: einfache Modellierung mit Komponenten aus der Standardbibliothek, realistische Modellierung für Prozesstechnologie mit Flow Net und Modellierung mit dem Komponententypeditor, um eigene Komponenten zu erstellen.

Wie wird sichergestellt, dass die Simulation den tatsächlichen Prozess genau abbildet?

Durch die Verwendung von Technologiehierarchien, die den Strukturen des PCS 7 Projekts entsprechen, und durch die Erstellung von Simulationsmodellen, die auf den Prozessmarkenarten basieren, wird sichergestellt, dass die Simulation den tatsächlichen Prozess genau abbildet.

Outlines

00:00

🤖 Einführung in die virtuelle Inbetriebnahme mit SIMATIC PCS 7

Dieses Video zeigt die Schritte zur virtuellen Inbetriebnahme von Automatisierungsprojekten mit SIMATIC PCS 7 und dem SIMATIC Simulation Framework. Es beginnt mit der Übersicht über das Verhalten der Anlage, Identifizierung von Aktuatoren und Sensoren und deren physikalischem Betrieb. Im Beispiel werden Flüssigkeiten aus drei Rohstofftanks mit Pumpen und Steuerungen in zwei Reaktoren übertragen. Es werden Wärmetauscher, Rührer und ein Druckaufschlag mit SIMOCODE Pro vorgestellt. Anschließend wird der Prozess der virtuellen Inbetriebnahme erläutert, einschließlich der manuellen Signaltestung im Steuerungssystem, dem Export des Symboltabelle von PCS 7, dem Hinzufügen von Kopplungen zum emulierten SIMATIC S7-Controller in Symud und dem Start der E/A-Simulation. Zudem werden die Tests der Feedback-Systeme, Alarme, Warnungen und Hysteresebeschreibungen und die Analyse des PID-Reglers durch den Trend diskutiert. Abschließend wird gezeigt, wie die Simulation zur Funktions- und Qualitätsprüfung des Automatisierungsprojekts eingesetzt werden kann.

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🛠️ Varianten der Modellierung und Test der Sequenzsteuerung

Der zweite Abschnitt konzentriert sich auf die verschiedenen Modellierungsvarianten für die virtuelle Inbetriebnahme. Es werden drei Ansätze vorgestellt: die einfache Modellierung mit Standardkomponenten, die realistische Modellierung für Prozesstechnik mit Flow Net zur Kalt-inbetriebnahme und die Modellierung mit dem Komponententyp-Editor zur Erstellung eigener Komponenten. Nach der Entwicklung der Prozessmodelle wird die Simulation gestartet, um die Sequenzsteuerung zu testen. Es werden die Füllung der Rohstofftanks, das Pumpen von Flüssigkeiten in die Reaktoren und die Interlocking-Funktionen geprüft. Das Video demonstriert auch, wie ein Szenario zur Schulung der Bediener erstellt werden kann, bevor die echte Anlage in Betrieb genommen wird. Darüber hinaus wird die Verwendung des optionalen Kontaktbibliotheks in CIMYNT für die Simulation des Fließbandsystems und die 3D-Modell-Feedback zur Kronenkappenmontage gezeigt. Schließlich werden die Symud-Identifikationssysteme, wie RFID-Komponenten, zur Übertragung von Informationen an PCS 7 verwendet, um den Transport der Flaschen zu steuern.

Keywords

💡Virtual Commissioning

Virtual Commissioning ist der Prozess des Testens und Überprüfens von Automatisierungsprojekten virtuell, bevor die physikalische Umsetzung beginnt. Dies hilft, Fehler zu identifizieren und zu beheben, bevor teure Änderungen an der realen Anlage erforderlich sind. Im Video wird gezeigt, wie man mithilfe von Simulationsmechanismen verschiedene Aspekte eines Prozesses, wie Pumpe, Wärmetauscher und Füllsysteme, testen kann, um sicherzustellen, dass alles wie geplant funktioniert.

💡SIMIT

SIMIT ist ein Simulationsframework, das in dem Video verwendet wird, um Automatisierungsprojekte virtuell zu testen. Es ermöglicht es, den Betrieb eines Prozesses in einer virtuellen Umgebung nachzustellen und zu optimieren. Im Kontext des Skripts wird SIMIT genutzt, um den Austausch von Signalen in einem Steuerungssystem zu simulieren und um die Interaktion zwischen verschiedenen Komponenten des Automatisierungsprojekts zu testen.

💡PCS 7

PCS 7 ist eine Steuerungsplattform von Siemens, die für die Automatisierung von Prozessen in der Industrie verwendet wird. Im Video wird PCS 7 als Kontrollsystem dargestellt, dessen Symboltabelle exportiert und in SIMIT importiert wird, um die Automatisierungsprojekte zu testen. PCS 7 ermöglicht es, die Technologiehierarchie und alle Steuerungsmodule in eine XML-Datei zu exportieren, die dann in SIMIT verwendet wird, um die Simulation zu erstellen.

💡Actuators

Aktuatoren sind Geräte, die eine Bewegung oder eine Veränderung in der Realität auslösen, indem sie Signale von einem Steuerungssystem empfangen. Im Video werden Aktuatoren wie Pumpen und Wärmetauscher genannt, die in der Simulation verwendet werden, um den Fluss von Flüssigkeiten in Rohrleitungen und Reaktoren zu steuern.

💡Sensors

Sensoren sind Geräte, die physische Eigenschaften wie Temperatur, Druck oder Volumenfluss messen und diese Daten an ein Steuerungssystem übermitteln. Im Video werden Sensoren verwendet, um den Betriebszustand von Prozessen wie der Füllung von Rohrmaterialtanks und der Temperaturkontrolle in Reaktoren zu überwachen und zu steuern.

💡Control Modules

Steuerungsmodule sind Teile eines Automatisierungssystems, die bestimmte Funktionen oder Prozesse steuern. Im Video werden Steuerungsmodule in Form von Simulationsdiagrammen in einer Technologiehierarchie hinzugefügt, die der von PCS 7 entspricht, um die Interaktion und den Betrieb der gesamten Anlage zu simulieren und zu testen.

💡Feedback

Feedback ist ein Mechanismus, bei dem Informationen über den Betriebszustand eines Systems zurück an das Steuerungssystem gesendet werden, um Anpassungen oder Korrekturen vorzunehmen. Im Video wird Feedback verwendet, um zu testen, ob die Alarmschwellen, Warnungen und Hysterese im Automatisierungsprojekt korrekt funktionieren.

💡Alarms and Warnings

Alarme und Warnungen sind Signale, die von einem Automatisierungssystem ausgelöst werden, um auf Probleme oder unerwünschte Zustände hinzuweisen. Im Video wird gezeigt, wie man mithilfe von Simulation Alarmschwellen und Warnungen im Zusammenhang mit PID-Reglern und anderen Prozessvariablen testen kann, um sicherzustellen, dass sie korrekt reagieren.

💡Sequence Controls

Sequenzsteuerungen sind Steuerungsmechanismen, die eine Reihe von Aktionen in einer bestimmten Reihenfolge ausführen. Im Video wird erwähnt, dass Simulationsmechanismen verwendet werden können, um Sequenzsteuerungen zu testen, um sicherzustellen, dass Prozesse wie das Füllen von Rohrmaterialtanks und das Pumpen von Flüssigkeiten in Reaktoren korrekt ablaufen.

💡Operator Training

Betreibertraining ist der Prozess des Lernens und Übens von Bedienern, wie sie ein System oder einen Prozess steuern sollen. Im Video wird vorgeschlagen, dass Simulationsmechanismen verwendet werden können, um Betreiber im sogenannten Prozessbereich im Vorfeld der Inbetriebnahme der echten Anlage zu trainieren.

Highlights

Virtual commissioning process for automation projects using simit simulation framework.

Understanding plant behavior and identifying actuators and sensors in the project.

Liquids pumped from raw material tanks into reactors with volume flow controlled by pumps and controllers.

Use of heat exchangers and agitators for heating and mixing liquids in reactors.

Product transfer into bottles via a piping system with Simo code Pro for pressure boosting.

Conveyor system for transporting filled bottles to the final destination.

Sealing of bottles with crown caps at the final destination.

Starting the virtual commissioning process with manual testing of signals in the control system.

Exporting the symbol table from PCS 7 for control system representation.

Adding a new coupling to the emulated PLC sim controller in symud and importing the symbol table.

I/O simulation for manually testing signal connections in the automation project.

Exporting the entire technological hierarchy into an XML file for further testing.

Importing actuator and sensor models based on templates and CIMMYT corresponding to process tag types.

Simulation models added as simulation diagrams in a technological hierarchy identical to PCS 7 project.

Testing feedback, alarms, warnings, and hysteresis using simulation.

Using a self-created component to generate sine signals for motor function testing.

Recording and analyzing controlled variables of PID controllers with trends.

Refining simulation projects for sequence control testing and operator training.

Determining requirements for simulation models in virtual commissioning processes.

Using standard components, flow net library, and custom components for modeling.

Developing process models and starting simulation to test sequence control.

Simulating raw material tanks filling up and liquids being pumped into reactors.

Checking interlocking functions and simulating temperature control scenarios.

Using CIMMYT's optional contact library to simulate conveyor systems.

3D model feedback on the process of fitting crown caps and RFID components integration.

Virtual commissioning of PCS 7 automation projects with simit for fast, flexible, and easy testing.

Transcripts

indecent video attack in this video I

will show you how you can Commission

somatic pcs 7 automation projects

virtually using

simit simulation framework first of all

I need an overview of the way in which

the plant behaves I have to understand

which devices in other words actuators

and sensors I have in my project and how

they behave in physical terms in the

example liquids are pumped from 3 raw

material tanks into two reactors the

volume flow is determined by the pumps

and the controllers the mixed liquids

and the reactors are heated using heat

exchangers agitators controlled by sine

Amex are used to produce the final

product the product is then transferred

into bottles via a piping system a Simo

code Pro is used to boost the pressure

in the piping system amended a conveyor

system underneath transports the filled

bottles to the final destination where

they are sealed with crown caps now that

I am familiar with the plant I can start

the virtual commissioning process the

first step involves manually testing the

signals in the control system to do this

I first export the symbol table from pcs

7 in this example the control system is

represented by an emulated controller

which means that the hardware

configuration does not need to be

exported this would be necessary for a

hardware in the loop solution then I add

a new coupling to the emulated PLC sim

controller in symud and import my symbol

table this adds all the addresses and

symbolic names automatically which means

that I can start the i/o simulation

immediately for example I can manually

test the signal connections in my

automation project

if I want to test my automation project

further on for example the feedback

alarms warnings and hysteresis in the

next step I can export the entire

technological hierarchy including all

the control modules into an XML file

immediately after this I can import all

my actuator and sensor models on the

basis of the templates and CIMMYT which

correspond with the process tag types in

the PCs seven library using the

previously exported XML file the

simulation models of the control modules

are added as simulation diagrams in a

technological hierarchy identical to

that of the PCs 7 project next I can

start the simulation in order to test

all the feedback for example I can

immediately test local operation and all

the motor functions such as trip and

maintenance

using a component I have created myself

which generates a sine signal I can also

test the alarm thresholds warnings and

hysteresis using the trend I can record

the controlled variable of the PID

controller in order to analyze it this

means that it is possible to test the

entire field level of an automation

project functionally and qualitatively

with very little effort I can refine my

simulation project even further so that

it can be used to test sequence controls

or to provide basic training for

operators on the so called

process level I can represent physical

behavior in the form of simulation

models however first I need to determine

the requirements that a simulation model

of this kind must meet in the case of

many virtual commissioning processes a

simple Process Model with standard

components is often sufficient however

if the behavior is more complex or needs

to be represented more realistically I

can opt for the flow netlibrary which is

specially designed for process

technology alongside standard and flow

net components CIMMYT also offers the

option of defining your own simulation

components with the component type

editor in this example I have used all

three modeling variants in other words

simple modeling using components from

the standard library realistic modeling

for process technology with flow net to

simulate cold commissioning and modeling

with the component type editor to create

my own components when all the process

models have been developed I can start

the simulation and test my sequence

control

I can monitor the raw material tanks as

they fill up and then watch liquids

being pumped into the reactors I can

also check that my interlocking

functions are operating without problems

for example the script simulates an

uncontrolled rise in temperature and

reactor 1 which results in the valve

being unlocked this gives the operator

the opportunity of opening the valve

manually to reduce the temperature this

makes it easy for you to define a basic

scenario for training the operators

before the real plant is commissioned

after the liquids have been heated and

mixed in the reactors they are

transferred into bottles the conveyor

system below was simulated using the

optional contact library in CIMMYT the

conveyor transports the food bottles

wire the switch to their final

destination finally the 3d model sends

feedback about the process of fitting

the crown caps the symud identification

systems such as the RFID components

allow me to send this information to pcs

7 in the PCs 7 OS there's a message

indicating that the bottle is ready to

be transported virtual commissioning of

submit simulation framework pcs 7

automation projects fast flexible and

easy

you