Übersicht

Neue Maschinen und Anlagen werden immer komplexer und müssen unter einem erheblichen Termindruck kostengünstig realisiert werden. Darüber hinaus steigt, u.a. aufgrund der Forderung nach Flexibilität der auf einer Anlage produzierbaren Produkte, der Anteil der Steuerungssoftware immer weiter an. Eine Reduzierung des Engineering-Aufwandes für die Erstellung des Steuerungscodes sowie der Inbetriebnahme dieses Codes an der realen Anlage verspricht somit einen klaren wirtschaftlichen Nutzen. Eine Methode, die darauf abzielt dies zu erreichen, bezeichnet man als „Virtuelle Inbetriebnahme“. Ziel ist es, bereits in einem frühen Stadium des Engineerings auch ohne real existierende Hardware den erzeugten Steuerungscode zu testen und zu optimieren, sodass die reale Inbetriebnahme deutlich schneller verlaufen kann.

Die Function TE1111 TwinCAT EtherCAT Simulation wurde erstellt, um diese Anforderungen zu erfüllen. Sind darüber hinaus bereits Modelle der Maschine/ Anlage in Matlab-Simulink oder einem Simulationstool vorhanden, welches einen FMU-(Code-)-Export anbietet, ist es möglich, gemeinsam mit den Functions TE1400 Target für Matlab®/ Simulink® bzw. TE1420 Target für FMI mit überschaubarem Aufwand HIL (Hardware-In-the Loop)-Simulationen durchzuführen.

Die Function TE1111 TwinCAT EtherCAT Simulation dient zur Simulation eines EtherCAT-Stranges. Dabei wird eine erstellte E/A-Konfiguration der realen Anlage exportiert und kann auf einem zweiten System als „EtherCAT-Simulation“-Device wieder importiert werden. Auf diesem System steht damit ein gespiegeltes Prozessabbild zur Verfügung, das mit entsprechenden TwinCAT-Modulen (z.B. erstellt in den Sprachen der IEC 61131-3 oder aus Matlab®/Simulink® heraus) verknüpft werden kann. In diesen Modulen muss das gewünschte Verhalten der Maschine hinreichend genau implementiert sein. Startet man nun auf beiden Systemen die TwinCAT-Echtzeit, hat man eine HIL-Simulation, ohne dass das Original-Projekt dafür angepasst werden muss.

Übersicht 1:

Da das Projekt des zu testenden Steuerungssystems nicht verändert werden soll, arbeitet das EtherCAT-Simulation Device nicht synchronisiert. Dies bedeutet, dass die Task, welche das Simulation-Device treibt, aufgrund des Shannonschen Theorems (Abtast-Theorem) doppelt so schnell laufen muss. Auf Standard-IPC-Hardware ist die kleinste Zykluszeit des Simulation Devices derzeit 50µs. Somit sind HIL-Simulationen des zu testenden Steuerungssystems mit 100µs Zykluszeit möglich.

Unterstützte Features:

Basisfunktionalität