Virtuální uvedení do provozu za účelem testování a optimalizace strojních zařízení

Patrik Koch

Diplomová práce

Virtual Commissioning for Testing and Optimization of Machinery

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá virtuálním zprovozněním jednoúčelového stroje pro testování senzorů. Virtuální zprovoznění bylo provedeno za účelem otestování a optimalizace vytvořené řídicí aplikace a případné nalezení mechanických kolizí mezi jednotlivými díly. Výsledkem práce je také zjistit časovou náročnost při vytváření fyzikálně-kinematického a behaviorálního modelu. Virtuální zprovoznění bylo provedeno pomocí simulační techniky Software-in-the-Loop. Řídicí aplikace byla napsána v programovacím jazyce reléových schémat ve firemním standardu MICE a vytvořena, společně s vizualizací, v prostředí TIA Portal V15.1. Pro simulaci řídicího systému byl použit nástroj PLCSIM Advanced 2.0. Behaviorální model byl vytvořen pomocí nástroje SIMIT V9.0 ve verzi Ultimate. Fyzikálně-kinematický model byl realizován pomocí nástroje NX Mechatronics Concept Designer 12.0.1. Všechny simulační modely byly spuštěny na jednom PC a komunikace mezi nimi byla realizována pomocí sdílené paměti. Pro komunikaci mezi automatizačním a behaviorálním modelem byla vytvořena konzolová C# aplikace v IDE Visual Studio. Při virtuálním zprovoznění byl dodržen podobný postup, jako by se jednalo o oživení fyzického stroje. Zprovoznění vedlo k odstranění chyb a optimalizaci řídicí aplikace za pomocí provedených testů na virtuálním stroji.

Abstract:

This master thesis deals with virtual commissioning of one-purpose machinery for sensors testing. Virtual commissioning has been done for testing and optimization of a created control application and possible mechanical collisions detection. The thesis result is also to find out time consumption for the creation of a physical-kinematic and behavioral model. The virtual commissioning has been made using the Software-in-the-Loop simulation technique. The control application and visualization have been made in the TIA Portal V15.1 environment in a ladder programming language using company standard MICE. The simulation tool PLCSIM Advanced 2.0 has been used for the control system simulation. The simulation platform SIMIT V9.0 Ultimate has been used for the electrical and behavioral model design. The physical and kinematic model has been made using tool NX Mechatronics Concept Designer 12.0.1. All of the simulation models have been run on the same PC and used shared memory for data exchange. Communication between the automation and the behavioral model has been made with the help of the C# console application developed in the IDE Visual Studio. The virtual commissioning has been made a similar way as the commissioning of the real machine. The commissioning led to the code error elimination and control application optimization through tests performed on the virtual machine.

Klíčová slova

Virtuální uvedení do provozu, Digitální dvojče, Simulace, Model virtuálního stroje, Programovatelný logický automat

Keywords

Virtual Commissioning, Digital Twin, Simulation, Virtual machine model, Programmable logic controller

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2020
• Vedoucí: Jiří Koziorek
• Oponent: Jakub Vránek

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Řídicí a informační systémy