El software de puesta en marcha virtual permite una detección más rápida y temprana de posibles errores al crear o modificar una línea de producción automatizada. Se reduce el tiempo total de ingeniería y el desperdicio de prototipos.
¿Qué es la puesta en marcha virtual?
La puesta en marcha , normalmente el último paso del proceso de ingeniería, puede tardar entre el 15 y el 20 % del tiempo total de entrega de un proyecto de sistema de automatización .
Puesta en servicio: dedicada principalmente a la corrección de errores
Desafortunadamente, casi 2/3 del tiempo dedicado a la puesta en servicio se dedica a corregir errores de software (1) , porque el software de control normalmente solo se somete a pruebas de integración adecuadas una vez que se ha comprado y ensamblado todo el hardware .
Debido a que la puesta en marcha normalmente se realiza en plazos casi imposibles, el desarrollo de software de control personalizado suele ser apresurado , aunque depurarlo en esta etapa puede dañar el hardware.
Por lo tanto, resolver estos problemas en una etapa más temprana del proceso puede ahorrar mucho tiempo y esfuerzo , que a su vez podría dedicarse a optimizar o entregar el proyecto antes.
Puesta en marcha virtual: para evitar errores
La puesta en servicio virtual proporciona una solución para trasladar una parte importante de las tareas de puesta en servicio a una fase anterior del proyecto, lejos de la ruta crítica . Durante la puesta en marcha virtual se crea un modelo de simulación del sistema que sustituye a la planta real. Luego, la fábrica virtual se conecta al sistema de control real, de modo que la simulación se puede utilizar simultáneamente con la adquisición y el montaje para verificar el diseño y probar el sistema de control. Esto permite una detección más rápida de posibles errores.
Figura 1: Proyecto de ingeniería con y sin puesta en marcha virtual.
La puesta en servicio virtual proporciona una solución para trasladar una parte importante de las tareas de puesta en servicio a una fase anterior del proyecto, lejos de la ruta crítica.
También puede aplicar el aprovisionamiento virtual a un único subsistema, como una celda de trabajo o una sola máquina a la vez, según el caso de uso . También se pueden utilizar máquinas simuladas y reales en paralelo (método conocido como puesta en servicio híbrida), lo que permite que el proceso pase gradualmente de lo virtual a lo real.
La simulación responde a las salidas del sistema de control y proporciona entradas simuladas como lo haría el sistema real. Esto permite a los ingenieros o incluso al cliente ver cómo se comporta realmente el sistema a través de una visualización interactiva en 3D , no sólo las variables en los programas de control .
En comparación con las pruebas más primitivas comunes de software de control, la visualización interactiva es una gran ventaja, ya que dichas pruebas generalmente se realizan simplemente con código o configurando manualmente entradas o salidas según la comprensión del programador de la máquina real. Además, estas pruebas son difíciles o imposibles de ejecutar en la realidad sin correr el riesgo de dañar las máquinas o el personal y pueden ejecutarse en simulación , lo que da como resultado una mejor calidad del software y, sobre todo, una mayor seguridad.
Los beneficios de la puesta en marcha virtual
Existen muchos beneficios al utilizar la puesta en servicio virtual durante todo el proceso de ingeniería: el tiempo total de ingeniería y la pérdida de prototipos se reducen, los errores son menos costosos de corregir porque se detectan antes y la calidad del software mejora considerablemente .
Como ejemplo, en un estudio de campo realizado con un pequeño sistema controlado por PLC con 17 sensores y 10 actores (componentes activos), se encontró que la puesta en marcha virtual aumentaba la calidad (definida como el cumplimiento de los requisitos) entre un 37% y un 84%, al mismo tiempo que reducía la calidad real . el tiempo de servicio en un 75 % y el tiempo total de comercialización en un 15 % (2).
Al crear visualizaciones del sistema propuesto al principio de la fase de cotización y luego construir un modelo de simulación progresivamente más completo durante el diseño, también se puede lograr una sinergia mucho mayor entre los equipos de ingeniería y las partes interesadas del proyecto simplemente porque una simulación 3D interactiva transmite ideas y comportamiento mucho mejor. que una pila de documentos de diseño.
Esto ayudará a reducir la falta de comunicación sobre los objetivos de diseño, el comportamiento deseado del sistema y la información requerida entre los equipos de ingeniería y el cliente.
Software de puesta en marcha y simulación virtual
La puesta en marcha virtual impone grandes exigencias al software de simulación. Debe admitir una simulación precisa de una variedad de sistemas, desde sensores y actuadores simples hasta sistemas de transporte, aplicaciones robóticas y control de instalaciones de producción a nivel MES. Además, el tiempo dedicado a crear modelos de simulación debe ser lo más pequeño posible para lograr el objetivo de reducir el esfuerzo general de ingeniería.
Esto requiere un paquete de software fácil de usar y permite a sus ingenieros aprovechar sus conocimientos y habilidades existentes . Visual Components de productos de simulación de producción 3D se creó para hacer precisamente eso.
El modelo de simulación debe emular con precisión el comportamiento del sistema real , pero también es crucial que se pueda utilizar el mismo sistema de control y software de control tanto con la simulación como con el sistema de automatización real. En la práctica, esto significa que para la puesta en marcha virtual también se debe utilizar el mismo hardware o software PLC o controlador de robot seleccionado para el sistema real.
Sin embargo, se debe evitar cualquier modificación del software de control para que los ingenieros de automatización puedan utilizar los controladores familiares, el software asociado y el flujo de trabajo de desarrollo para desarrollar el software de control y luego poder conectarlo al motor de simulación.
(1) Liu Z, Diedrich C, Suchold N. Puesta en marcha virtual de sistemas automatizados [Internet]. Editor de Acceso Abierto INTECH; 2012 [consultado el 13 de julio de 2015]. Disponible aquí.
(2) Reinhart G, Wünsch G. Aplicación económica de la puesta en servicio virtual a sistemas de producción mecatrónicos. Ing. Pinchar. 8 de noviembre de 2007;1(4):371-9
