Case study – Wirtualny rozruch

W dobie rosnących wyzwań technologicznych i ograniczeń logistycznych, branża inżynieryjna szuka innowacyjnych rozwiązań pozwalających na efektywne i czasowo optymalne realizowanie projektów. Jednym z takich rozwiązań, coraz częściej znajdującym zastosowanie w praktyce, jest wirtualny rozruch. Stanowi on odpowiedź na problemy związane z opóźnieniami w dostawach sprzętu, problemy konstrukcyjne oraz ograniczoną dostępność komponentów. Poniższy tekst przedstawia studium przypadku zastosowania wirtualnego rozruchu w ramach projektu inżynieryjnego, podkreślając jego zalety i wpływ na proces tworzenia oprogramowania oraz przygotowania do fizycznego uruchomienia maszyn.

Wirtualny rozruch odbywał się w trakcie tworzenia oprogramowania w trybie
offline. Był to etap wstępny do fizycznego uruchomienia faktycznych maszyn.
W opisywanym przypadku projektu doskonale sprawdziła się idea takiego
rozwiązania, ponieważ ze względu na problemy z dostępnością sprzętu i
komponentów, a także niepowodzenia na etapie konstruowania i montażu
mechanicznego, realny rozruch był znacznie opóźniony.

Plan, który zakładałby brak opóźnień w dostawie maszyn do tego Klienta,
musiałby w całości zostać pozbawiony rozruchu systemu sterowania, co jest
niemożliwe. W trakcie, gdy trwał montaż i wszystkie czynności z nim związane,
programiści już testowali swoje oprogramowanie wraz z wszystkimi funkcjami
standardowymi, a także tymi wykraczającymi poza zakres wstępnych ustaleń, co
często ma miejsce.

Wirtualny rozruch umożliwił również odbycie się odbioru wstępnego wraz
z Klientem, a nawet, co niezwykle interesujące – testy produkcyjne (sic!).
Programiści, menadżerowie, a także upoważnione osoby ze strony Klienta mieli
dostęp do widoku symulacji 3D, wizualizacji paneli operatorskich, a nawet środowiska
programistycznego na żywo, w czasie rzeczywistym. 

Został stworzony model 3D całej linii, gdzie każdy element wykonawczy i funkcyjny
wyposażony został w animację jego działania, interfejs komunikacyjny oraz wszystkie
pomniejsze funkcje, które pozwoliły wiernie odwzorować rzeczywiste urządzenie
w wirtualnej rzeczywistości. Programista PLC otrzymał dostęp do zdalnego serwera.
Na nim udostępniono mu środowisko do testowania modelu 3D. Komputer
podłączony do wspomnianego serwera, do którego również udzielono dostępu,
zawierał zainstalowane środowisko TIA Portal + WinCC oraz działający w tle symulator sterownika PLC – PLCsim Advance. Na tym komputerze tworzony był program
systemu sterowania, który „wgrany w symulator PLC” łączył się bezpośrednio z
interfejsem komunikacyjnym całego modelu. Sygnały wejściowe oraz wyjściowe
sterownika były zaimplementowane w środowisku symulacyjnym.

Pozwoliło to na zaprogramowanie i przetestowanie logiki, która uchodzi
za czasochłonną. Programista zatem przystępował do rozruchu fizycznej maszyny z
już przetestowanym programem, co znacznie skróciło czas rozruchu, a zarazem dało
więcej czasu na tzw. prace dodatkowe, które często wynikają na etapie końcowym
rozruchu – są to dodatkowe wymagania po stronie Klienta.

 Co ciekawe – w zasadzie na żadnym etapie wirtualnego rozruchu nie był wymagany
dostęp do żadnego urządzenia automatyki, czy to sterownika, panel HMI, czy
napędów. Wszystko było symulowane. Dużą zaletą rozwiązania z użyciem interfejsu
do symulacji 3D, głównie dla działu konstrukcyjnego, była możliwość sprawdzenia
poprawności modelu, a więc wykrycie kolizji elementów wykonawczych, czy też
innych wad konstrukcyjnych.

Podsumowując, wirtualny rozruch zrewolucjonizował podejście do projektowania i testowania oprogramowania oraz uruchamiania maszyn w kontekście współczesnych wyzwań technologicznych i logistycznych. Dzięki temu rozwiązaniu, zespoły projektowe mogły przeprowadzać intensywne testy oprogramowania i funkcjonalności urządzeń w środowisku wirtualnym, zanim fizyczne komponenty były gotowe lub dostępne. Pozwoliło to na znaczną oszczędność czasu, redukcję kosztów oraz minimalizację ryzyka błędów w fazie fizycznego rozruchu. Wirtualny model 3D, oferujący realistyczną symulację pracy maszyn, umożliwił dokładne zweryfikowanie poprawności projektu, wykrycie potencjalnych kolizji i błędów konstrukcyjnych jeszcze przed rozpoczęciem produkcji. W efekcie, wirtualny rozruch stał się nie tylko narzędziem optymalizującym proces tworzenia oprogramowania i uruchamiania maszyn, ale również platformą do współpracy i komunikacji z klientem, umożliwiającą przeprowadzenie wstępnych testów produkcyjnych i odbiorów. Wykorzystanie zaawansowanych narzędzi, takich jak TIA Portal + WinCC oraz symulatory PLC, zapewniło programistom niezbędne środki do precyzyjnego programowania i testowania, co w konsekwencji przyczyniło się do skrócenia czasu rozruchu i zwiększenia ogólnej efektywności projektu. Wirtualny rozruch stanowi zatem przełomowe rozwiązanie, które zmienia paradigmy pracy w dziedzinie inżynierii i otwiera nowe możliwości dla przemysłu w zakresie projektowania, testowania i uruchamiania systemów automatyki.