Welche Betriebsarten einer Kopplung oder eines Simulationsmodell gibt es in SIMIT?

Das Simulationsmodell und die Kopplungen können nach den drei unterschiedlichen Betriebsarten asynchron, synchron und taktsynchron bearbeitet werden.
Die Betriebsart wird im Eigenschaftsfenster im Projektmanager eingestellt:

Asynchrone Betriebsart

Die Modellberechnung der einzelnen Zeitscheiben und die Bearbeitung der Kopplungen erfolgen zeitgesteuert.
Wenn das Simulationsmodell einer Zeitscheibe nicht in der vorgesehenen Zeit abschließt, dann fallen ein oder mehrere Bearbeitungszyklen aus und die Zeitscheiben mit anderen Zykluszeiten werden nicht berechnet.
Erst wenn alle Zeitscheiben wieder rechnen können, wird die Berechnung des Simulationsmodells fortgesetzt.
Wenn SIMIT eine Kopplung nicht in der vorgesehenen Zeit berechnet, dann fallen zwar auch hier ein oder mehrere Bearbeitungszyklen aus, aber die Berechnung der Kopplungen in Zeitscheiben mit anderen Zykluszeiten und die Berechnung des Simulationsmodells behindert das nicht.
Dadurch blockieren Kopplungen durch eventuelle Kommunikationsprobleme nicht die Gesamtbearbeitung.
Um möglichst schnelle Reaktionszeiten zu erzielen, werden Kopplungen zeitversetzt gegenüber der Modellberechnung eingeplant:

Anwendungstipp
Mit der asynchronen Betriebsart kann für die meisten Simulationen ins Rennen gegangen werden. Der Vorteil dieser Kopplungsart ist, dass durch bestimmte Mechanismen beim Einlesen und Schreiben der IO-Daten Zeit gespart wird. Wie beschrieben, können einige Daten für einen Zyklus zwar verloren gehen, durch die zeitgesteuerte Berechnung des Modells ist die Betriebsart aber sehr performant.

Synchrone Betriebsart

Bei synchroner Betriebsart werden Teilmodelle und Kopplungen in einer genau vorgegebenen Reihenfolge berechnet. Die nächste Aktion startet erst, wenn die vorherige Aktion fertig ist.
Die Kopplung ist aufgetrennt in das Erfassen von Ausgangssignalen und das Schreiben von Eingangssignalen:

Das führt im Vergleich zur asynchronen Betriebsart bei kleinen Zykluszeiten zu besseren Reaktionszeiten. Allerdings kann jedes Teilmodell und jede Kopplung die gesamte Simulationsausführung blockieren.

Taktsynchrone Betriebsart

Bei taktsynchroner Betriebsart stellt SIMIT sicher, dass alle an der Simulation beteiligten Komponenten den gleichen synchronisierten Simulationsfortschritt haben. Deshalb ist die taktsynchrone Betriebsart für Simulation von Anlagen geeignet, bei denen in der realen Anlage immer sichergestellt ist, dass alle Teilnehmer in definierten Takten Daten austauschen und die vorgesehenen Berechnungen der Controller auch in diesen Takten fertiggestellt werden.
Bei Projekten, die sehr kurze Zykluszeiten verwenden, können die Takte abhängig von der erreichbaren Simulationsgeschwindigkeit hier gegenüber der realen Anlage langsamer berechnet werden. Die virtuelle Zeit für alle Simulationsteilnehmer schreitet aber immer für alle Teilnehmer in den vorgegebenen Takten voran.

Voraussetzung:

• Die taktsynchrone Betriebsart steht für die Kopplungen PLCSIM Advanced und MCD zur Verfügung.
• Beim taktsynchronen Betrieb muss eine Zeitscheibe der Taktzeit entsprechen.

Anhand des folgenden Diagramms ist der Ablauf der Simulationsberechnung im taktsynchronen Betrieb nachvollziehbar:

Anwendungstipp
Die taktsynchrone Betriebsart wird besonders bei MotionControl-Applikationen relevant. Durch das taktsynchrone Verhalten zwischen zum Beispiel PLCSim Advanced, SIMIT und NX MCD wird die Deterministik des Systems deutlich erhöht und es können noch genauere Rückschlüsse aus der Simulation auf die Realität gefolgert werden.

Falls eine taktsynchrone Kopplung projektiert werden soll, ist folgender FAQ sehr empfehlenswert:
Wie projektieren Sie eine isochrone Simulation mit SIMIT und PLCSIM Advanced?

Im Kapitel Betriebsarten des Handbuchs von SIMIT V11 sind weitere detaillierte Informationen zu dem Thema zu finden.

Hinweis:
Die in diesem Beitrag beschriebene Vorgehensweise bezieht sich auf den Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrags (Stand: Dezember 2022).

Viele Grüße
Eure Fachberatung Deutschland (KW)