Das zentrale Stylesheet fehlt. Der Inhalt von dist/srq.css muss in WordPress hinterlegt sein — im Customizer unter „Zusätzliches CSS“ oder als Datei im Theme.
Zwischen den drei Stufen ändert sich nur die Steuerung. Bei MiL ist sie selbst ein Verhaltensmodell, bei SiL läuft sie emuliert auf dem Rechner, bei HiL steht echte Hardware im Schrank und spricht über den Feldbus mit dem Modell. Das Anlagenmodell bleibt dabei immer dasselbe: Geometrie, Kinematik und Geräteverhalten bauen Sie einmal und benutzen sie in jeder Stufe wieder. Unterschiedlich sind Zeitverhalten und Aufwand, und damit auch die Fragen, die Sie in der jeweiligen Stufe beantworten können.
Einordnung
Ein Modell, drei Steuerungsseiten
Auf der Modellseite gibt es fünf Modellierungstiefen von I bis V. Für virtuelle Inbetriebnahme brauchen Sie mindestens Tiefe III, also Geometrie, Kinematik und Geräteverhalten. Darunter prüfen Sie keinen Steuerungscode, darüber steigt der Aufwand ohne zusätzlichen Nachweiswert. Diese Tiefe ist gesetzt, bevor die Frage nach der Kopplung überhaupt beginnt.
- MiL bildet auch die Steuerungslogik als Verhaltensmodell ab, ohne realen Code und ohne externe Schnittstelle. Zum Aufbau →
- Bei SiL führt eine emulierte Steuerung den realen Code aus, gekoppelt über Netzwerk. Zum Aufbau →
- Bei HiL hängt Originalhardware über den realen Feldbus am Modell. Zum Aufbau →
MiL: Model in the Loop
Alles im Modell, nichts von außen
Bei Model in the Loop ist auch die Steuerungslogik ein Verhaltensmodell. Es läuft kein realer Steuerungscode und keine emulierte SPS. Ablauf, Verriegelungen und Reaktionen stehen in derselben Modelldatei wie Geometrie und Kinematik.
Das ist die früheste Stufe und die einzige ganz ohne externe Schnittstelle. Sie beantwortet Konzeptfragen: Läuft der Ablauf grundsätzlich durch? Reichen Puffer und Taktaufteilung? Kollidiert etwas? Für einen Steuerungstest reicht sie nicht, weil der reale Code fehlt.
In der Konzeptphase und im Vertrieb. Ein MiL-Stand braucht keinen Schaltschrank, keine Steuerungslizenz und kein Netzsegment. Deshalb zeigen Sie ihn überall: im Angebotstermin auf dem Notebook, im Konstruktionsbüro, oder mit der VR-Brille begehbar im Maßstab 1∶1. Der Kunde sieht seine Linie im Lauf, statt sie auf einer Layoutzeichnung zu beurteilen. Und es ist derselbe Modellstand, der später den Steuerungscode testet: kein Wegwerfmodell.
SiL: Software in the Loop
Realer Code, emulierte Steuerung, kein Schaltschrank
Bei Software in the Loop führt eine emulierte Steuerung den realen Steuerungscode aus. Auf der einen Seite steht die virtuelle SPS, entweder PLCSIM Advanced oder ein Beckhoff-Laufzeitsystem. Auf der anderen laufen die Robotersteuerungen als eigene Instanzen gegen dasselbe Modell: eine KUKA-iiQWorks-Instanz, eine ABB-RobotStudio-Instanz.
Die Kopplung läuft über Netzwerk, üblicherweise TCP/IP. Es braucht keine Hardware, keinen Schaltschrank und keine Berührung des Feldbussegments. Auf dieser Stufe findet deshalb die meiste Arbeit statt: Ablauf- und Verriegelungsfehler zeigen sich hier, und zwar bevor die Anlage steht.
Das Zeitverhalten liegt oberhalb von etwa zehn Millisekunden. Für Ablauf, Verriegelung und Rezeptsteuerung ist das reichlich, für zeitkritische Achskopplung und Diagnosepfade allerdings nicht. Diagnosefunktionen von Baugruppen, Verdrahtung, Klemmstellen und der I/O-Check finden weiterhin an der realen Anlage statt. Wer diese Punkte prüfen muss, geht mit demselben Modell eine Stufe weiter auf HiL und tauscht nur die Steuerungsseite.
HiL: Hardware in the Loop
Die reale Steuerung hängt am Modell
Bei Hardware in the Loop steht Originalhardware auf der Steuerungsseite. Im Beispiel hängt eine Schneider-Modicon-Steuerung über den realen Feldbus am Anlagenmodell. Daneben laufen die Systeme, die im Betrieb ohnehin angebunden sind: ein Qualitätsdatensystem und ein MES.
Hier prüfen Sie, was SiL nicht erreicht: das Zeitverhalten im Zyklus der Anlage unterhalb einer Millisekunde. Dazu kommen die Signalpfade über den echten Bus und die Anbindung an die Leitebene über OPC UA. Erst auf dieser Stufe trägt eine virtuelle Werksabnahme, weil dort dasselbe läuft wie später in der Anlage.
Die Sicherheitsabnahme bleibt. Diagnosefunktionen von Baugruppen, Verdrahtung, Klemmstellen, physische Inspektion und Umgebungsbedingungen bleiben Sache der realen Inbetriebnahme. Der I/O-Check findet an der Anlage statt. Rund 95 Prozent der Inbetriebnahmeaufgaben sind digital abbildbar. Die restlichen fünf sind der Grund, warum am Ende vor Ort verifiziert wird.
Auswahl
Welche Tiefe welche Aufgabe verlangt
Die Stufen bauen nicht aufeinander auf, sie beantworten verschiedene Fragen. In der Regel kommen in einem Projekt zwei davon vor: SiL für die Masse der Ablaufprüfung, HiL für Zeitverhalten und reale Signalpfade.
| Tiefe | Was auf der Steuerungsseite steht | Wofür sie taugt | Zeitverhalten |
|---|---|---|---|
| MiL: Model in the Loop | Die Steuerungslogik ist selbst ein Verhaltensmodell; es läuft kein realer Steuerungscode | Konzept- und Ablaufprüfung, Angebotspräsentation, VR-Begehung | ohne Feldbus |
| SiL: Software in the Loop | Emulierte Steuerung führt den realen Code aus, ohne Schaltschrank | Steuerungstest, virtuelle Abnahme, Training | oberhalb 10 ms |
| HiL: Hardware in the Loop | Die reale Steuerung hängt am Modell, im Zyklus der Anlage | Zeitkritische Abläufe, Diagnosepfade, Anbindung der Leitebene | unterhalb 1 ms |
Processor in the Loop taucht hier nicht auf. Der Begriff stammt aus der Entwicklung eingebetteter Steuergeräte, wo geprüft wird, ob erzeugter Code auf dem Zielprozessor im Zeitraster läuft. Im Maschinenbau mit Steuerungen nach IEC 61131 fällt dieser Schritt mit Hardware in the Loop zusammen. Der Zielprozessor ist dort die Steuerung, und sobald sie real am Modell hängt, ist es HiL. Wir führen keine Stufe, für die wir keinen eigenen Anwendungsfall haben.
Kopplungstiefe wählen
Die Aufgabe entscheidet über die Tiefe, nicht die Anlagengröße
Wer Abläufe absichern will, kommt mit SiL weit; wer Zeitverhalten und Diagnosepfade prüfen muss, braucht HiL. Im Erstgespräch ordnen wir das anhand Ihrer Steuerungen und Ihres Abnahmeumfangs ein.