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生產(chǎn)設備的調試是非常耗時耗力的,這其中的一個重要原因是,調試只能在生產(chǎn)線安裝完成后才能開始。虛擬調試則不同。通過虛擬調試,企業(yè)將節(jié)約大量時間和金錢成本。那么,虛擬調試是什么?這項技術可以為企業(yè)生產(chǎn)具體帶來哪些好處?
虛擬調試概念介紹
數(shù)字化雙胞胎(Digital Twin)指在多維虛擬空間的數(shù)字模型和物理實體的交互映射系統(tǒng),其中虛擬調試(Virtual Commissioning)是非常重要的一環(huán)。
虛擬調試技術可以把真實環(huán)境下的調試過程轉移到數(shù)字世界中。這意味著,把機器人等生產(chǎn)設備甚至整條生產(chǎn)線1:1地復制到虛擬世界中,使系統(tǒng)工程師或終端用戶可以通過交互式三維可視化查看系統(tǒng)的實際行為,而不僅僅是控制程序中的變量。
一個典型的虛擬調試項目的實施步驟通常是這樣的:首先,工程師需要規(guī)劃好生產(chǎn)線的布局和設備資源。布局搭建后,需驗證布局(Layout Commissioning),例如可達性(Reachability)和碰撞(Collision)。接著,工程師應優(yōu)化機器的動作流程。集成好數(shù)據(jù)模型后,下一步是工藝仿真程序,分析加工的路徑與工藝參數(shù),對機器人或機床設備編程驗證。最后我們進入調試階段,接入機電訊號,與電器行為同時調試驗證,比如傳感器、閥門、PLC程序和HMI軟件等。虛擬調試系統(tǒng)可分Software in Loop (SIL) 與Hardware in Loop (HIL) 兩類環(huán)境。SIL把所有設備資源虛擬化,由虛擬控制器VRC、虛擬HMI、虛擬PLC模擬器、虛擬訊號及算法軟件等等進行模擬仿真。HIL則是把全部設備硬件連接到仿真環(huán)境中,使用真實物理控制器、真實HMI、真實的I/O訊號與虛擬環(huán)境交互仿真。在SIL環(huán)境中驗證通過后,可替換任一虛擬資源為真實設備,進行部分驗證,最終全替換為HIL,完成物理與虛擬映射的調試。
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