Ứng dụng Vận hành ảo - Siemens

Ứng dụng

Vận hành ảosiemens.com/virtual-commissioning

Unrestricted | © Siemens 2021 | Siemens Digital Industries Vietnam | 2021-03-24

Doanh nghiệp số: Cơ sở để tối ưu hóa liên tục

An ninh Công nghiệp

Bản sao sốcủa sản phẩm

Bản sao sốcủa dây chuyển sản xuất

Bản sao sốcủa hiệu suất

Nền tảng Cộng tác

Quy trìnhsản xuất ảo

Sản phẩm ảo Sản phẩm thực

Dữ liệu về hiệu suất

Hiện thực hóa và tối ưu hóa

Quy trình sản xuất thựcTự động hóa


Ứng dụng Vận hành ảo (Virtual Commissioning)

1

3

2

4

Tổng quan về Vận hành ảo

Các bước tạo ra Bản sao số (Digital Twin)

Video thực hành

Lợi ích từ Vận hành ảo


Vận hành ảo (Virtual Commissioning) giúp các nhà chế tạo máy giải quyết các thách thức lớn trong quá trình kiểm tra, chạy thử

Làm thế nào để đẩy nhanh quá trình kiểm tra,

chạy thử máy móc ?

Những biện pháp nào để giảm rủi ro và chi phí trong quá trình kiểm tra, chạy thử ?

Làm sao để tránh các tình huống chưa thể

lường trước ?

Làm cách nào để xác định các lỗi cơ khí và

phần mềm từ rất sớm ?

Cách hiệu quả nhất để đẩy nhanh quá trình

kiểm tra, chạy thử, đồng thời cải thiện chất

lượng sản xuất, là sử dụng Vận hành ảo


Bản sao số (Digital Twin) của máy móc giúp kiểm tra, chạy thử nhanh hơn, giảm chi phí và rủi ro

• được tạo ra mà không cần mô hình mẫu thực tế

• cho phép xác định lỗi từ rất sớm trong quá trình

phát triển sản phẩm máy

• tiết kiệm thời gian & chi phí khi thực hiện kiểm tra,

chạy thử thực tế

• cho phép kỹ sư thiết kế và lập trình máy từ bất kỳ

nơi đâu, vd: văn phòng, tại nhà …

• có thể sử dụng để kiểm thử, tối ưu hóa máy móc

hoặc hướng dẫn vận hành trên môi trường ảo

Bản sao số của máy móc


Mô hình Vật lý

và Động học

Cấu kiện cơ khí, tương tác

động học giữa các cấu kiện

Mô hình

Tự động hóa

Logic lập trình PLC

và hiển thị

Mô hình Điện

và Đặc tính

Đặc tính điện, chất …

SIMATIC Machine Simulator

Gói phần mềm sử dụng trong Vận hành ảo bao gốm các công cụ mô

phỏng:

SIMITSIMATIC

S7-PLCSIM Advanced

NX Mechatronics

Concept Designer

Phần mềm mô phỏng các

thiết kế cơ khí làm cơ sở để

kiểm tra, chạy thử trong môi

trường ảo

Bản sao số

(Digital Twin)

Bản sao số (Digital Twin) của máy móc là sự kết hợp của 3 mô hình mô phỏng …

Bộ ba phần mềm tích hợp giúp mô phỏng, kiểm tra, chạy thử trong môi trường ảo,

từ các cấu hình đơn giản đến phức tạp.


Mô hình Vật lý

và Động học

Mô hình

Tự động hóa

Mô hình Điện

và Đặc tính

Bản sao số

(Digital Twin)

Kiểm thử thiết kế cơ khí, chương trình PLC, tương tác các đối tượng và mô hình tự động hóa trên cùng một nền tảng

Thực hiện đồng bộ việc mô phỏng cơ khí, chương trình điều khiển, tương tác các thành phần

giúp cho quá trình kiểm tra, chạy thử đáng tin cậy hơn

SIMATIC Machine Simulator

SIMITSIMATIC

S7-PLCSIM Advanced

• Cảm biến & Cơ cấu chấp hành

• Quá trình Process

• Nhiệt độ & Áp suất

• Thủy lực & Khí nén

• Tác động của Input/Output đến

toàn bộ mô hình máy

• Quy trình khởi động, tắt máy,

xử lý lỗi

• Kiểm soát thời gian

• Điều khiển vị trí, tốc độ

NX Mechatronics

Concept Designer

Chuyển động | Chạy liệu | Va chạm


Xây dựng bản sao sốBước 1: Mô hình vật lý và động học - NX MCD

NX MCD: Tạo ra mô hình máy và mô phỏng chuyển động cơ học

• Tạo ra mô hình vật lý của máy dựa trên dữ liệu CAD

• Bổ sung các thành phần trong thực tế như chuyển động, di

chuyển của nguyên/vật liệu (chạy liệu), trọng lực, va chạm …

• Các thiết kế khác nhau của cấu kiện dễ dàng được kiểm tra,

chạy thử

• Tùy chọn: NX MCD Player cung cấp phương thức tiết kiệm chi phí

chạy mô phỏng tại nhiều máy tính trạm. Cần bản license đầy đủ

của NX MCD để cấu hình.

Mô hình Điện

và Đặc tính

Bản sao số (Digital Twin)

SIMIT

Mô hình Vật lý

và Động học

NX Mechatronics Concept

Designer (NX MCD)

Mô hình

Tự động hóa

SIMATIC

S7-PLCSIM Advanced


Xây dựng bản sao sốBước 2: Mô hình điện và đặc tính - SIMIT

SIMIT: mô phỏng đặc tính vận hành

• Mô phỏng các ngoại vi phân tán thông qua mô hình đặc tính, vd:

cảm biến, các cơ cấu chấp hành, các đặc tính quy trình như nhiệt

độ, áp suất, thủy lực

• Cho phép mô phỏng đồng thời

• Thành phần / Giao diện giả lập chức năng

• Kết nối trực tiếp đến công cụ mô phỏng (AMESIM, Matlab)

• Ngoài ra, có thể kiểm tra trên phần cứng thật và kết nối đến các

phần mềm bên thứ ba (3rd party) bằng SIMIT Unit

Real

controller

Hardware-in-the-loop(*) Software-in-the-loop (**)

SIMIT

Unit PLC ảo

Nền tảng

mô phỏng SIMIT

Phần cứng thật

Mô hình Điện

và Đặc tính


SIMIT

Mô hình

Tự động hóa

SIMATIC

S7-PLCSIM Advanced

Mô hình Vật lý

và Động học


Designer (NX MCD)

(*) (**) Hardware-In-the-Loop (HIL) và Software-In-the-Loop (SIL) là hai phương pháp tích hợp

phần cứng và phần mềm bên ngoài vào hệ thống mô phỏng, giúp quá trình mô phỏng chính xác hơn


Xây dựng bản sao sốBước 3: Mô hình tự động hóa - SIMATIC S7-PLCSIM Advanced

SIMATIC S7-PLCSIM Advanced: Mô phỏng bộ điều khiển SIMATIC S7-1500

• Mô phỏng các chức năng mở rộng bao gồm truyền thông, khóa

bảo vệ chương trình, chức năng về Safety và Web Server

• API trao đổi dữ liệu với các hệ thống mô phỏng khác

• Hỗ trợ chạy đồng thời nhiều PLC ảo cho các hệ thống vận hành

nhiều PLC cùng lúc

• Kiểm soát thời gian và đồng bộ hóa

S7 Communication,

OPC UA, Softbus

AP

I

Dữ liệu

Mô hình Điện

và Đặc tính


SIMIT

Mô hình

Tự động hóa

SIMATIC

S7-PLCSIM Advanced

Mô hình Vật lý

và Động học


Designer (NX MCD)


Lợi ích của Vận hành ảo: vận hành nhanh hơn, giảm chi phí và rủi ro

Bộ công cụ SIMATIC

Machine Simulator(*) hỗ

trợ Vận hành ảo trong

nhiều ứng dụng:

• Phát triển các hệ máy mới

• Mở rộng chức năng các

máy hiện hữu

• Chỉnh sửa hay tối ưu hóa

máy móc

Chất lượng • Tối ưu hóa chương trình điều khiển và chức năng máy từ môi trường ảo

Tốc độ• Giảm thời gian kiểm tra, chạy thử tại site khách hàng

• Triển khai song song việc thiết kế cơ khí và lập trình điều khiển

Chi phí• Càng tối ưu hóa sớm, càng tiết kiệm

• Giảm chi phí kiểm tra, chạy thử (T&C)

Rủi ro• An toàn thực hiện kiểm tra, chạy thử trên mô hình mô phỏng

• Giảm rủi ro khi vận hành thực tế, tránh ít lỗi vận hành hơn

Linh động• Vai trò “Phòng thí nghiệm” ảo để tìm ra các phương án tối ưu

• Đánh giá những thay đổi có khả năng ảnh hưởng khi vận hành

(*) SIMATIC Machine Simulator bao gồm SIMIT và PLCSimAdvanced


Khoảng đầu tư cho Vận hành ảo nhanh chóng mang lại lợi ích

Chi phí vs.

Lợi ích

Chi phí

Lợi ích

Thời gian

Chi phí bao gồm

License & Đào tạo

Khấu hao nhanh:

• Chi phí license gói phần

mềm Vận hành ảo

• Chi phí Đào tạo

Lợi ích dài hạn:

• Tiết kiệm chi phí

• Mở rộng mô hình kinh

doanh

Tiết kiệm chi phí

Máy mẫu ảo hóa

Triển khai song song

Đưa ra thị trường

Thử nghiệm toàn diện

Mở rộng mô hình kinh doanh

Các dịch vụ mới

Đổi mới hình ảnh

Đào tạo Vận hành


Vận hành ảo mang lại lợi ích cho người vận hành, mang lại lợi thế cạnh tranh cho nhà chế tạo máy

“Trước sản xuất” - Đào tạo

• Người vận hành máy có thể làm

quen với hoạt động của máy trước

khi chính thức vận hành

Lợi ích đối với người vận hành

• Bước vào vận hành nhanh chóng &

suông sẻ

• Khắc phục sự cố sớm

• Tránh lỗi sai sót khi vận hành

• Giảm thời gian máy dừng

Các nội dung có thể đào tạo bằng Bản sao số (Digital Twin)

Đối với người trực tiếp vận hành

• Vận hành HMI

• Cách chạy máy

• Xử lý các tình huống lỗi

Ưu điểm của phương pháp đào tạo

• Đào tạo trong tình huống thực tế

• Các tình huống lỗi phổ thông

S I M I T

Đối với nhà máy, có thể mô phỏng không chỉ từng máy riêng lẻ mà còn có thể mô

phỏng toàn bộ quá trình sản xuất. Trong tình huống này, phạm vi đào tạo có thể

mở rộng với các hệ thống SCADA (WinCC) để mô phỏng toàn bộ nhà máy.


Cảm ơn sự quan tâm của quý vị!

Để tìm hiểu thêm hoặc cần trợ giúp, xin vui lòng liên hệ:

Lê Tiến Vinh

Ban Công Nghiệp Số - Bộ phận Tự động hóa

Công ty TNHH Siemens

Email: [email protected]

www.siemens.com.vn

www.facebook.com/Siemens.Vietnam


mailto:[email protected]

http://www.siemens.com.vn/

http://www.facebook.com/Siemens.Vietnam

Ứng dụng Vận hành ảo - Siemens

Documents

Transcript of Ứng dụng Vận hành ảo - Siemens