PLC Connectivity for Automation Systems – MapleSim – Modeling and Simulation
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産業オートメーションシステム用PLC接続

MapleSimモデルを産業オートメーションプラットフォームに接続することで、機械の性能を調査し、PLCコードからエラーを排除し、バーチャルコミッショニング(仮想試運転)とデジタルツインのためのコンポーネントを提供します。

PLCとMapleSimモデルを接続するメリット

MapleSimは、標準的な産業オートメーションプラットフォーム向けに最適化された、高速で効率的なモデルコードを生成します。コントローラソフトウェアとMapleSimモデルを統合することで、次のことが可能になります。
  • シミュレーションに基づくモーターの選定、PLCコードのテスト、逆運動学などにバーチャルプロトタイプを使用することで、機械設計から推測を排除することができます。
  • 新しい機械の試運転の際、制御戦略の開発をスピードアップすることができます。
  • 高速シミュレーションが必要なシステムで、PLCコードをリアルタイムにテストします。
  • 自動化ソフトウェアやMapleSim Insightアドオンを使用したテストにおいて、3D可視化機能による素早い視覚的なフィードバックを提供します。
Start building models quickly

PLC接続オプション

次の方法で、MapleSim モデルと産業オートメーションソフトウェアを統合できます。
  • モデルをFMU(Functional Mockup Unit)に簡単に変換し、B&R Automation Studio、Beckhoff’s TwinCAT、Rockwell Studio 5000などの一般的な産業オートメーションプラットフォームにシームレスに組み入れることができます。 
  • CODESYSベースのシステムなどと互換性のあるオープンスタンダードのEtherNet/IP産業用プロトコルを介して、お客様のオートメーションツールをMapleSimに直接接続します。
  • ANSI-CコードのS-Functionブロックを自動生成し、既存のツールチェーンの一部としてコントローラに組み込めます。
Maplesoft Technology works with Beckoff
TwinCAT
Maplesoft Technology works with Rockwell Automation
CodeSYS EtherNet/IP
ご利用の産業オートメーションプラットフォームがありませんか? 詳細はお問い合わせください。

制御システムの最適化でマシンのCPMを向上させる

MapleSimの仮想モデルを使用して、制御コードの効率性を見つけ、本番のハードウェアを最高のパフォーマンスで稼働させることができます。
  • 仮想マシンモデルに対して様々な戦略を迅速にテストすることで、最適な制御コードを開発します。
  • ハードウェアのアップグレードに頼る前に、不要な振動やその他の機械の問題を解決します。
  • さまざまな制御戦略に対する機械の応答をリアルタイムに3Dで可視化します。

MapleSimでは、新しく設計した仮想モデルをコントローラに対して実行し、パフォーマンスのテストと微調整を行うことができます。

  • 内蔵のコンポーネントライブラリとCADインポートオプションを使用して、簡単にモデルを作成できます。
  • 機械の動作や操作を作動させ、解析します。
  • モーションプロファイルやパラメータ最適化などの内蔵アプリを使用して、機械の動作に理想的な条件を見つけることができます。
  • 既存のFMI準拠のコントローラ開発ツールチェーンに接続できます。
  • より速く、よりクリーンなオペレーションを実現するために、数分で継続的な設計イテレーションを実施できます。
Optimize control systems to boost your machine CPM
Virtually debug PLC code for Automation Software

産業オートメーションソフトウェア用PLCコードを仮想デバッグ

MapleSimの忠実度の高いシミュレーションは、コントローラ設計用の仮想テストベッドを提供します。

制御エンジニアは、マシンの仮想プロトタイプに対して仮想PLCコードを実行することで、テストやデバッグを行うことができます。

  • 物理的なプロトタイプを作成する前から、コントローラのテストを開始します。
  • 物理的なハードウェアを変更する前の早い段階で、コードの変更結果を確認できます。
  • ハードウェアやオペレータに影響を与えることなく、コードやモーションパスのエラーを安全に特定し、対処することができます。

これにより、コントローラの開発を機械設計と並行して行うことができ、物理的なマシンの試運転のスケジュールを短縮することができます。また、機械設計が確定する前にエラーを早期に発見することも可能です。コスト削減を実現し、納期と予算に応じた機械の納入に対する信頼を皆さまのお客様から得ましょう。

MapleSimの柔軟なコード接続オプションの使用方法は、こちらで詳しく説明されています。

バーチャルコミッショニングとデジタルツインのためのデジタルモデル開発

MapleSimデジタルモデルを作成することで、製品を仮想的に表現できます。これは、バーチャルコミッショニングやデジタルツインを適用して業務をステップアップさせるための第一歩となります。

デジタルツインは、物理的な製品に対応する仮想モデルで、リアルタイムの操作データフィードで拡張され、物理的な製品と同じように反応できるものです。  これは、診断、設計変更、メンテナンスのための製品との強力なコネクションとして機能します。


デジタルモデルは、製品ライフサイクルの次のような段階で活用できます。

Product lifecycle Infographic

機械設計
MapleSimのモデルは仮想プロトタイプとして機能し、設計者がパラメータの感度や期待される性能全般を評価、ギアやモーターなどのコンポーネントを選択するのに役立ちます。
機械制御
最新のバーチャルコミッショニングに不可欠な要素として、MapleSimモデルは高速で正確なPLCテストのためのリアルなシミュレーションとして機能します。それにより、制御設計の問題を製造現場に届く前に解決することを保証しています。
機械動作
物理的なパフォーマンスデータと組み合わせることで、MapleSimデジタルモデルの使用は、システムの将来の挙動を予測し、デジタルツインを開発するために拡張することができます。
IoT/運転

AWS IoT TwinmakerやOracle IoT Cloud Infrastructureなどのクラウドベースのデジタルツインソリューションを使用して運用データの更新を自動化すると、産業システムや設備のシミュレーションに多数の機械を含めることができます。これにより、予測モデリング、リアルタイムの故障検出、ラインスループットの向上によるコスト削減が可能になります。

機械のデジタルツインとMapleSimモデルを使用することで、次のような生産プロセスを向上させる付加価値が得られます。

  • 性能評価と運用スループットの最適化
  • 測定が困難なパラメータを評価するための仮想センサーの配置
  • 機械や制御装置の資産監視とリアルタイム診断
  • 改良保全と予知保全

MapleSimモデルをデジタルツインプラットフォームに接続して調整を自動化し、稼働しているマシンにリアルタイム診断を導入する手順をご覧ください。



Maplesoftのエンジニアリングソリューションチームは、バーチャルコミッショニングのプロセスを手引きし、デジタルツインの開発計画を作成します。

産業界の事例

Niigon射出成形機 - バーチャルコミッショニングの活用でサイクルタイムを短縮

新しい水平射出成形機の性能要件を満たすために、Niigon Machines Ltdのエンジニアは、すでにエンドカスタマーの現場にすでに配備されているマシンのコストのかかる改修の選択に直面しました。

MapleSimを使ったバーチャルコミッショニングの技術により、Niigon社のエンジニアは、顧客の現場からハードウェアを取り外すことなく、生産機械のモデル化、解析、最適化を行うことができました。Niigon社は、MapleSim でシミュレーションベースのモデルを開発し、生産速度が上がったときに物理的なマシンで見られる振動の問題を再現しました。このモデルを検証した後、同社の制御エンジニアは、このモデルを仮想テストプラットフォームとして使用し、制御コードの診断を行いまし。その際、すべて現場を訪問する必要はありませんでした。

モデルベースの制御テストは、バーチャルコミッショニングの主な利点です。エンジニアはソフトウェアだけを使用して無数のシナリオを実行できるため、何週間にも渡る現場での物理的なテストの時間を節約し、機械の損傷をも防ぐことができます。

2つの主要な最適化戦略を実施した後、Niigon社はハードウェアのアップグレードをすることなく、機械のサイクルタイムを25%以上短縮し、稼働中の発振の問題を効果的に解消することに成功しました。

Niigon Machines
「私にとっては、それは考えるまでも無いことです。シミュレーションなしでは、機械システムを最大限に活用することはできません。」 Niigon Machines Ltd. 制御エンジニアリング&ITマネージャー Marc Ricke
ABB Robotics

Simulink®にエクスポートできることは、我々にとって非常に重要なことでした」とMikael Norrlöf氏は語ります。「MapleSimで作成したモデルを、ワークフローを変更することなく、シームレスにテスト環境に統合できました。これは、モデル作成にMapleSimを採用することを決めた重要な要因です。

ABB Robotics - ロボットマニピュレータのデジタルモデルを既存のオートメーションソフトウェアと連携させる

世界中で25万台以上のロボットを導入しているABBのロボティクスビジネスユニットのエンジニアは、ロボットマニピュレータの設計と制御の難しさを理解しています。彼らの設計プロセスでは、シミュレーションモデルを使った厳密なテストが必要ですが、うまく通信できないテストツールを使っていると、これは非常に面倒な作業になっていました。

ABB社は、Simulinkで構築された複雑なテスト環境を使用して、システムレベルのテストを行っています。そのため、MapleSimのデジタルモデルをSimulink®に直接エクスポートできることが極めて重要でした。この機能はアドオン製品のMapleSim Connectorによって提供されます。MapleSim Connector は、記号的なシステム方程式からS-functionブロックを自動的に作成し、コンパクトで非常に効率的なコードを作成します。

ABB社はMapleSimを使用して、柔軟なジョイント、ギア、動的摩擦を含む高忠実度のマニピュレータモデルを開発しました。そして、MapleSimのグラフィカルインターフェース(GUI)により、方程式を導出して操作する必要がなくなり、マニピュレータのモデル化に要する時間が劇的に短縮されることを発見しました。

MapleSimを使用することで、ABB社のエンジニアは、これまで1つのモデルを作成するのにかかっていた時間と同じ時間で、複数のモデルを作成できるようになりました。ABB社は、モデルの開発とテストにかかる時間を劇的に削減し、迅速な立ち上げと既存のツールチェーンの改善を実現しました。

 

サービス&ソリューション


MapleSimアドオンライブラリで専門分野のモデリング能力を拡大します。


Maplesoft Engineering Solutionsは、お客様のプロジェクト要件を迅速に満たすための専門知識と技術を提供します。プロフェッショナル・サービスには、製品設計の検証と最適化、イン・ザ・ループ・シミュレーション (xILS) のためのコード開発、解析・設計計算ツール、カスタマイズされたトレーニングなどがあります。


Maplesoft Engineering Solutionsのターンキーソリューションでは、初期モデルを迅速に納品することで、低労力で自社プロジェクトのバーチャルコミッショニングを試すことができます(モデリングの専門知識は必要ありません)。