河南西门子模块销售商
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物理和运动系统模型主要是机械组件,比如设备主体、执行机构、输送带、工装夹具等;
电气和行为模型主要是一些活动组件例如驱动器、阀门和外设行为;
自动化模型是 DCS,PLC 程序和上位机软件。
这三种模型都需要数字孪生仿真
虚拟调试系统(这个东西是核心,其他都是辅助)
虚拟调试系统分软件在环(SiL: Software in Loop)和硬件在环 (HiL:Hardware in Loop),根据不同的仿真环境可以选择软件在环或硬件在环。
软件在环是把整体设备完全虚拟化,即由虚拟控制器 CPU、虚拟 HMI、虚拟信号及模型算法、虚拟机械模型组成;
(软件在环就是软件虚拟化,仿真化,不仅仿真软件模型,贴张图说这个就是HMI视图也可以,还要仿真的软件的功能)
硬件在环是把设备主要的硬件放在仿真环境中,使用真实 HMI、真实控制器 CPU、现场 IO 设备与虚拟机械模型组成虚拟设备模型。
(硬件在环是将现实的硬件设备和虚拟硬件设备仿真模型连接起来,共同组成一个硬件仿真环境,无论是软件也好,硬件也好,***终都是仿真实体的模型和
机理,就这两件事,看清楚了就不觉得复杂了。)
通过搭建虚拟调试平台,对包含多物理场以及通常存在于机电一体化产品中的自动化相关行为进行 3D 建模和仿真,使机械、电气和自动化设计能够同
时工作,并行协同设计一个项目:
a)对工业网络 PROFINET 进行**规划、布局、仿真和验证。(网络规划)
b)机械工程师可以根据三维形状和运动学创建数字模型。(实体数字模型,前面的基础知识篇中有这些概念,感兴趣的小伙伴可以去看一下)
c)电气工程师可以选择并定位传感器和驱动器等行为模型。(行为模型仿真,别忘了还有上一篇里面提及的动作控制柜,什么原理呢,所有相关的物理性操
作的集成封装到一个控制系统中)
d)自动化编程人员可以设计设备的控制逻辑和 HMI 程序,然后与机械模型、电气模型连接,实现基于事件或命令的控制和运动模型。
(视图交互模型,没有这个称不上数字孪生,***多算个仿真分析程序)
案例特点
虚拟调试不同于在物理世界中调试新网络或设备,而是通过在虚拟世界中创建数字孪生,然后模拟新网络或设备的功能测试和模型验证,这样可以实现:
a)规划-仿真-测试
b)虚拟环境中的程序代码测试和调试
c)设备运行仿真,可以发现设计问题以及对解决方案的快速评估
d)机器人单元操作的仿真
e)仿真新设备的产能,识别空间限制和对现有操作的影响,以便在安装前解决这些问题
f)对设备操作人员的培训
实施步骤
对PFOFINET工业网络的规划、仿真与测试,通过三步即可达到目的,包括创建/加载项目、调整、分析并输出报告。
对设备的虚拟调试,需要以下几个主要步骤:
1.建立虚拟设备模型
手选要了解设备的真实控制机理,分析每个运动的真实物理场景中
所对应的控制信号,在 NX MCD 建立虚拟设备模型,创建及匹配相应的信号,并使用信号来控制运动模型的动作,仿真实际机械部件的运动情况,
为后续使用 PLC 的虚拟调试做基础。
