TC3 Vorbereitungen - Aufbau Simulation

Kategorie: TwinCat 3 Tutorial

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Aufbau der Simulation

Die Simulation besteht aus drei Komponenten. Diese Komponenten sind über verschiedene Schnittstellen miteinander verbunden und tauschen Daten aus, um die Simulation durchzuführen und dem Benutzer eine Interaktion zu ermöglichen. Die folgende Grafik zeigt schematisch die Architektur der Simulation.

Simulations-Architektur

Echtzeit-Simulationsmodell

Die erste Komponente ist die Echtzeit-Simulationssoftware, welche in der TwinCAT-Runtime ausgeführt wird und im Wesentlichen alle zu simulierenden Komponenten modelliert. Dazu gehören zum Beispiel Pneumatikzylinder, elektrische Antriebe oder RFID-Lesegeräte.

Die Simulation dieser Komponenten erfolgt durch die Realisierung innerhalb der TwinCAT-Laufzeit deterministisch. In diesem Teil der Simulation wird auch die Verbindung zum Steuerungsprogramm (welches ihr schreibt) vorgenommen. Diese Verbindung wird über die Verknüpfung der Prozessabbilder von Simulation und Steuerungsprogramm vorgenommen. Dazu kommen wir aber später. Es sei nur gesagt, dass dies im Prinzip genau so funktioniert, wie bei einer realen Anlage.

3D-Simulation

Die zweite Komponente ist die 3D-Simulation. Eigentlich dient sie in erster Linie der Visualisierung der simulierten Anlage, sodass man ein Bild davon hat, was die Anlage tut. Allerdings übernimmt sie durch den Einsatz einer Physik-Engine auch Teile der Simulation; Nämlich die Simulation des Materialflusses und die Simulation von physikalisch (taktil, magnetisch, optisch, etc.) erzeugten Sensorsignalen. So wird die Bedämpfung eines Näherungsschalters im Echtzeit-Simulationsmodell dadurch ausgelöst, dass sich in der 3D-Welt ein Objekt in den Erfassungsbereich des Sensors bewegt.

Das hat zwei Vorteile. Zum einen ist die Simulation auch bei Fehlern der Anlagensteuerung sehr realistisch und kann z.B. Kollisionen von Komponenten abbilden. Zum anderen reduziert sich der Entwicklungsaufwand für die Materialflusssimulation, wodurch eine Erweiterung des Modells einfach möglich ist. Mit anderen Worten: Ich kann euch schnell neue Inhalte liefern.

Bedienfeld-Simulator

Die dritte Komponente ist ein kleines Programm, das die typischen, elektromechanischen Bedienfelder von Industrieanlagen simuliert und euch eine optisch ansprechende Benutzeroberfläche bietet, auf welcher Taster und Leuchtmelder dargestellt werden. So müsst ihr diese Dinge nicht selbst in eurer Steuerungssoftware nachbilden und habt eine realistische Verknüpfung mit den Eingangs- und Ausgangssignalen der Bedienfelder, wie ihr sie auch bei einer echten Anlage hättet.