WinMOD-3DView
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we use it: for Virtual Commissioning<br />
Mewes & Partner<br />
Seite 0<br />
Real-Time Simulation Center for Automation<br />
Reales Automatisierungssystem<br />
Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Reale Anlage<br />
Virtuelle Anlage<br />
Erstellung einer anschaulichen virtuellen<br />
Maschine/Anlage<br />
Unterstützung der Planungsphase durch ein funktionales<br />
3D-Modell<br />
verbessertes Maschinen- und Anlagenverständnis durch<br />
dynamische interaktive Simulation für alle Beteiligten<br />
Erhöhung der Transparenz für die Virtuelle<br />
Inbetriebnahme<br />
Verbesserung der Softwarequalität<br />
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<strong>WinMOD</strong>-Präsentationen\03_<strong>WinMOD</strong>_System\AddOns\<strong>3DView</strong>\<strong>WinMOD</strong>_mit_3D-Visualisierung_de.ppt
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Übersicht<br />
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Seite 1<br />
Folien<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
Thema<br />
Das Konzept von <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Der Weg zur Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Die Signalkopplung in <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong>: Was ist möglich<br />
<strong>WinMOD</strong>-Systemkomponenten für <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Das Konzept: <strong>WinMOD</strong> + <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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Seite 2<br />
<strong>WinMOD</strong>-Systemplattform<br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell<br />
Visualisierung mit<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
• Die <strong>WinMOD</strong>-Systemplattform ist um<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong> für die Visualisierung<br />
eines VRML basierten 3D-Modell<br />
erweiterbar.<br />
HMI<br />
SPS<br />
• Die Visualisierung erfolgt in der<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong> Anwendung, die über<br />
eine TCP/IP Verbindung mit <strong>WinMOD</strong><br />
verbunden ist.<br />
• Im 3D-Modell können u. a. Translationen,<br />
Rotationen, Skalierungen und<br />
Transparenzen von <strong>WinMOD</strong> gesteuert<br />
werden.<br />
TCP/IP<br />
Kommunikation<br />
• Die Grundlagen für das 3D-Modell können<br />
Konstruktionszeichnungen oder CAD-<br />
Daten sein.<br />
Feldbus<br />
Signale für 3D-<br />
Bewegungen<br />
zeigt 3D-Bewegungen<br />
• Die Visualisierung in <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
beeinflusst nicht das Echtzeitverhalten<br />
der <strong>WinMOD</strong>-Simulation!<br />
steuert 3D-Bewegungen<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Das Konzept: Verhaltens- und 3D-Modell<br />
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Seite 3<br />
Makrobibliothek<br />
Spezifikation der Komponenten<br />
Antriebe, Mechanik, CAD-Modell<br />
CAD-<br />
Export<br />
• Im <strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell wird das<br />
Verhalten von Maschinen und Anlagen durch<br />
Kombination und Parametrierung von<br />
virtuellen Komponenten bestimmt.<br />
• Aus vorhandenen CAD-Konstruktionsdaten<br />
wird ein 3D-Modell für die<br />
Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
abgeleitet.<br />
• Dazu wird aus dem CAD-System ein 3D-<br />
Modell in ein Standard-3D-Austauschformat<br />
exportiert.<br />
• Das 3D-Modell hat prinzipiell kein eigenes<br />
Verhalten sondern visualisiert die aktuellen<br />
Zustände des <strong>WinMOD</strong>-Verhaltenmodells,<br />
d.h. der virtuellen Komponenten.<br />
• Die virtuellen Komponenten steuern das<br />
3D-Modell.<br />
virtuelle Komponenten im<br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell<br />
3D-Modell in<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Der Weg zum 3D-Modell: CAD-Export<br />
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Seite 4<br />
3D-Konstruktionsdaten im CAD-System<br />
Export in das VRML 2.0<br />
3D-Austauschformat<br />
• Das 3D-Modell für die Visualisierung mit<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong> kann aus vorhandenen<br />
CAD-Daten des Maschinen- oder<br />
Anlagenherstellers abgeleitet werden.<br />
• Dazu sind die CAD-Daten in das VRML 2.0-<br />
Dateiformat zu exportieren.<br />
• Bei sehr umfangreichen CAD-Daten sollten<br />
diese durch Entfernen unwesentlicher<br />
3D-Daten für die Visualisierung optimiert<br />
werden.<br />
Integration in die <strong>WinMOD</strong>-<br />
3D-Engineeringumgebung<br />
• Das 3D-Modell kann dann im <strong>WinMOD</strong>-<br />
3DAssistenten nachbearbeitet werden,<br />
einen weiteren <strong>WinMOD</strong>-Add-On zum<br />
editieren von Daten.<br />
• Dazu gehört die Optimierung der<br />
3D-Modellstruktur sowie die Erstellung der<br />
Signalkopplung.<br />
<strong>WinMOD</strong>-3DAssistent<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Der Weg zum 3D-Modell: 3D-Bibliothek<br />
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Seite 5<br />
Nutzung einer 3D-Bibliothek<br />
<strong>WinMOD</strong>-3DAssistent mit 3D-Bibliothek<br />
• Das 3D-Modell für die Visualisierung mit<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong> kann aus einer<br />
vorhandenen 3D-Bibliothek von VRML-<br />
Modellen zusammengebaut werden.<br />
Auswahl eines<br />
Elements und<br />
Einfügen in das<br />
konkrete Projekt<br />
• Dazu ist einmalig eine 3D-Bibliothek mit<br />
den möglichen Maschinenkomponenten zu<br />
erstellen.<br />
• Die konkrete Maschine / Anlage entsteht<br />
dann durch Auswahl und Parametrierung<br />
der verwendeten 3D-Bibliothekselemente.<br />
• Anschließend erfolgt auch hier die<br />
Erstellung der Signalkopplung.<br />
Positionierung und<br />
Ausrichtung<br />
<strong>WinMOD</strong>-3DAssistent mit<br />
3D-Projektansicht<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Signale steuern die Visualisierung<br />
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Seite 6<br />
ein <strong>WinMOD</strong>-Signal pro 3D-Achse<br />
virtuelle Komponente in <strong>WinMOD</strong><br />
(z.B. Pneumatikzylinder)<br />
• Im <strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell entsteht<br />
das Maschinenverhalten durch die<br />
<strong>WinMOD</strong>-Komponenten.<br />
<strong>WinMOD</strong>-Signal<br />
bewegt<br />
Teilstruktur im<br />
3D-Modell<br />
(z.B. Analogsignal für<br />
hoch und runter)<br />
• Diese Komponenten besitzen Eingangsund<br />
Ausgangssignale für die<br />
Kommunikation mit der Steuerung sowie<br />
interne Parameter.<br />
• Für die Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
sind diese Komponenten i.d.R. um<br />
zusätzliche Ausgangssignale zu erweitern,<br />
die die aktuellen Achspositionen<br />
enthalten.<br />
• Um also einen Zylinder in 3D zu<br />
visualisieren muss die verantwortliche<br />
<strong>WinMOD</strong>-Komponente ein Signal haben,<br />
das stets die aktuelle Kolbenposition nach<br />
außen liefert.<br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell<br />
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3D-Modell mit<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Signale kontrollieren jede 3D-Bewegung<br />
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Seite 7<br />
komplexe 3D-Bewegungen<br />
<strong>WinMOD</strong>-Komponenten<br />
• Die im 3D-Modell dargestellten<br />
Bewegungsabläufe sind durch die<br />
Funktionsweise der realen Maschine<br />
vorgegeben.<br />
Pneumatikzylinder 1<br />
vor-und zurück<br />
• Jede 3D-Bewegung muss eindeutig vom<br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell festgelegt<br />
werden.<br />
Pneumatikgreifer<br />
hoch- und runter<br />
Pneumatikzylinder 2<br />
<strong>WinMOD</strong>-Analogsignal 1<br />
<strong>WinMOD</strong>-Analogsignal 2<br />
• Das Zusammenspiel von mehreren<br />
Achsbewegungen in einem 3D-Modell<br />
entsteht durch die 3D-Modellstruktur<br />
(Zylinder 1 hängt an Zylinder 2 usw.).<br />
• Jedes <strong>WinMOD</strong>-Signal steuert dann nur<br />
bestimmte 3D-Objekte in einer komplexen<br />
3D-Modellstruktur.<br />
Pneumatikzylinder 3<br />
auf- und zu<br />
• Bewegungen die in der realen Welt aufgrund<br />
des Kontaktes von Objekten oder der<br />
Gravitation stattfinden, werden im<br />
3D-Modell aus dem <strong>WinMOD</strong>-<br />
Verhaltensmodell gesteuert.<br />
<strong>WinMOD</strong>-Analogsignal 3<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Signalkopplung: <strong>WinMOD</strong> + <strong>3DView</strong><br />
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Seite 8<br />
hochperformante Signalkopplung zwischen<br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell und <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong> Kommunikationsbaustein:<br />
Alle <strong>WinMOD</strong>-Signale die mit der<br />
Visualisierung gekoppelt werden sollen,<br />
müssen an diesen Baustein angelegt<br />
werden.<br />
(z.B. Analogsignal für Hoch und Runter)<br />
• Alle Signale des Bausteins werden über eine<br />
TCP/IP-Verbindung an <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
gesendet.<br />
• Alle Signalarten, analoge, binäre und digitale<br />
können übertragen werden.<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong>:<br />
Diese eigenständige <strong>WinMOD</strong>-Anwendung<br />
empfängt die Signale aus <strong>WinMOD</strong> und<br />
leitet diese mittels einer Signalzuordnungsliste<br />
an das eigentliche 3D-Modell.<br />
• Hier werden die aktuellen Signalwerte in<br />
konkrete 3D-Bewegungen umgesetzt.<br />
<strong>WinMOD</strong>-Kommunikationsbaustein<br />
für die Signalkopplung<br />
<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Kopplung: Bedienung der Visualisierung<br />
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Seite 9<br />
erweiterte 3D-Bedienung mit <strong>WinMOD</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell mit Bedienelementen für 3D<br />
• Einfachste Auswahl von 3D-Ansichten<br />
über Schaltflächen im <strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell.<br />
• Transparente Ansteuerung durch<br />
individuelle Beschriftung der Schaltflächen<br />
für die 3D-Ansichten.<br />
• Zusätzlich ist eine kontinuierliche<br />
Helligkeitsregelung für <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
vom <strong>WinMOD</strong>-Verhaltensmodell aus<br />
möglich.<br />
• Einfache Anpassung der Visualisierung an<br />
jedes Präsentationsmittel (z.B. Beamer).<br />
<strong>WinMOD</strong>-Ansteuerung<br />
von definierten<br />
- 3D-Ansichten<br />
- Helligkeitsregelung<br />
- Objektfarben<br />
- Objekt-Sichtbarkeiten<br />
• Die oben genannten Anpassungen erfolgen<br />
durch Positionierung und Ausrichtung von<br />
Kameras und Lichtquellen im <strong>WinMOD</strong>-<br />
3DAssistenten, einen weiteren Add-On von<br />
<strong>WinMOD</strong> das zum Editieren des 3D-Modells<br />
genutzt wird.<br />
3D-Modell mit Kameras und Lichtquellen<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Kopplung: Was ist möglich<br />
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Seite 10<br />
Objektbeschriftung<br />
mit 2D-Anzeigeelementen<br />
im Raum<br />
Farbumschläge<br />
zeigen<br />
Bearbeitungsstatus<br />
kontinuierliche<br />
Bewegungen im Raum<br />
(Kolbenhub)<br />
Hauptansicht<br />
zeigt die in<br />
<strong>WinMOD</strong><br />
ausgewählte<br />
3D-Ansicht<br />
2D-CAD-<br />
Zeichnung<br />
integrierbar<br />
Nebenansichten<br />
zeigen statische<br />
3D-Ansichten<br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
<strong>WinMOD</strong>-Systemkomponenten für <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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Seite 11<br />
<strong>WinMOD</strong>-Systemkomponenten für die<br />
Visualisierung mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
3D-Modell im VRML 2.0 Datenformat<br />
(z. B. durch CAD-Export)<br />
• <strong>WinMOD</strong>-Systemsoftware zur<br />
Anlagensimulation und Steuerung der<br />
Visualisierung.<br />
<strong>WinMOD</strong>-<br />
3DAssistent<br />
1.<br />
• <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong> für die Online-<br />
Visualisierung.<br />
• <strong>WinMOD</strong>-3DAssistent<br />
zum Editieren des VRML-Modells.<br />
• <strong>WinMOD</strong>-Konfiguration zur Kopplung<br />
an die Automatisierungssoftware.<br />
3.<br />
3D-Signalliste importieren<br />
2.<br />
Offline VRML-<br />
Datei anpassen<br />
und 3D-Signalliste<br />
erstellen<br />
VRML-Datei laden<br />
SPS<br />
<strong>WinMOD</strong>-<br />
Konfiguration<br />
<strong>WinMOD</strong>-<br />
Systemsoftware<br />
Antrieb<br />
für<br />
RF01<br />
Online<br />
Signalkopplung<br />
<strong>WinMOD</strong>-<br />
<strong>3DView</strong><br />
Online<br />
Visualisierung<br />
<strong>WinMOD</strong>-Systemplattform mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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<strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
Virtuelle Inbetriebnahme mit <strong>WinMOD</strong>-<strong>3DView</strong><br />
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Seite 12<br />
Schleusenanlagen<br />
Werkzeugmaschinen<br />
Fertigungsanlagen<br />
Schiffshebewerk<br />
Schiffstechnik<br />
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