Virtuelle Inbetriebnahme

Bei der virtuellen Inbetriebnahme dient ein Simulationsmodell den Steuerungsprogrammierern als Vorlage zur Erstellung der Anlagensteuerung. Voraussetzung dafür ist eine möglichst realitätsgetreue Abbildung der IT-Struktur im Simulationsmodell. Die klassischen Steuerungsebenen in einem Lagersystem sind beispielsweise:

• ERP (Auftragsverwaltung),
• LVS (Lagerverwaltungssystem),
• MFR (Materialflussrechner),
• SPS (unterlagerte Steuerungen der Anlage).

Eine analoge Struktur im Simulationsmodell vereinfacht die Ableitung der Steuerungen für das reale System. Zudem ist diese Struktur Voraussetzung für die Nutzung des Modells zur virtuellen Inbetriebnahme von realen Steuerungen, da das Modell bei entsprechendem Aufbau auf verschiedenen Steuerungsebenen mit dem realen System gekoppelt werden kann. Eine Kopplung von Modell und realer Steuerung wird auch als Emulation bezeichnet. Dabei wird die Steuerungslogik im Simulationsmodell durch die Steuerung von außen ersetzt.

Emulation verkürzt die Inbetriebnahmezeit

Der Informationsaustausch zwischen den Steuerungsebenen erfolgt, wie im realen System auch, auf Telegrammebene. Wird die SPS-Ebene getestet, so enthält das Emulationsmodell nur noch die Hardwarefunktionalität. Bei Inbetriebnahme des MFR oder LVS enthält das Modell jeweils noch die unterlagerten Steuerungen. Mittels Emulation kann die Steuerung bereits in Betrieb genommen werden, bevor die reale Anlage existiert.

Zudem kann die Steuerung unter hoher Systemlast getestet werden. Kritische Situationen können im Modell auf Knopfdruck erzeugt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Reproduzierbarkeit von Fehlersituationen, da sich das Simulationsmodell unter unveränderten Bedingungen immer gleich verhält.

Wenn man sich vorstellt, dasselbe in einem realen System oder z. B. bei der Inbetriebnahme der realen Anlage auf der Baustelle durchzuführen, wird schnell klar, wie viel Zeit dies kosten würde.

Die Emulation verkürzt demzufolge die Inbetriebnahmezeit einer Anlage deutlich. Sie führt ferner zu einer höheren Qualität der Steuerung, da in der kurzen Zeit mehr Szenarien getestet werden können. So können beispielsweise Lastsituationen geprüft werden, die in der Wirklichkeit erst in Monaten oder gar Jahren auftreten. Werden Steuerungen eines existierenden Systems geändert, ist die Emulation eine wichtige Voraussetzung für einen möglichst störungsarmen Übergang zur neuen Steuerung. In der Realisierungsphase kann das Emulationsmodell außerdem zu Schulungszwecken eingesetzt werden. Das Bedienpersonal kann mit Hilfe des Modells auf das neue System vorbereitet und gezielt auf wichtige Anlagenzustände hin geschult werden.