自动化生产线控制与维护（基于数字孪生）课件 任务4.1数字孪生技术概述.pptx

项目4数字孪生技术在自动化生产线中的应用

任务描述数字孪生（DigitalTwins）被形象地称之为“数字化双胞胎”，是智能工厂的虚实互联技术，在构想、设计、测试、仿真、生产线、厂房规划等环节，可以虚拟和判断出生产或规划中所有的工艺流程以及可能出现的矛盾、缺陷、不匹配。通过这种方式进行前期的仿真，加快交付周期，数字孪生仿真与调试技术已经成为迈向智能制造的新兴技术和主流技术。能对设备进行虚拟仿真调试，虚实联调技术；能够用虚拟调试结果验证及修正实体设备的设计。通过本项目的学习，我们将学会

学习目标知识目标技能目标素养目标数字孪生技术概念数字孪生技术应用场合熟悉虚拟仿真技术在产线中的应用熟悉虚实联调技术会进行虚拟仿真调试会虚拟调试技术进行电气控制系统进行功能调试，并能进行虚实联调能够用虚拟调试结果验证及修正实体设备设计培养学习新知识，掌握行业新技术的能力培训学生自主创新的能力

4.1数字孪生技术概述“数字孪生”即“DigitalTwin”是基于工业数字化的新概念，即在虚拟环境应用数字化创建实体设备的虚拟模型，借助运行时参数模拟实体设备在现实环境中的数据和行为，从而达到虚实结合，完整展示自动化生产线设备设计的功能效果。

工程机械设计程序设计自动化生产制造设备研发到上市时间概念构想样机调试生产产品上市时间工程概念构想机械设计生产制造样机调试生产4.1数字孪生技术概述自动执行组态任务——产线建设流程虚拟调试能带来什么好处？较少调试时间提高编程质量加速产品上市缩短时间→并行工作，通过对虚拟机的调试缩短真机系统调试时间提高质量→分享生产过程中的数据，实现循环测试

4.1数字孪生技术概述机电产品概念设计：是NX12.0软件中MCD（MechatronicsConceptDesigner）模块，提供了机电设备设计过程中的硬件在环仿真调试，由于这种调试是采用虚拟设备与实际PLC联调，因此它为我们的机电一体化设计带来了更可靠的调试验证手段和直观的仿真现象，调试方式的丰富性以及建模设计过程的可扩展性都极大地扩展了这款软件的使用范围。

MCD有啥作用？项目效果演示

MCD有啥作用？1信号简介在NX12.0的MCD（机电概念设计）模块环境中，基本机电对象的参数都可转为信号并通过MCD环境与外界信息连接交互，信号可以用于MCD和PLC等进行交流。目前MCD信号与外界信号的连接支持的协议有：OPCDA、OPCUA、SHM、MATLAB、PLCSIMAdv、TCP、UDP、PROFINET。信号有输入和输出两种类型，对于MCD来说，输入信号是指外部环境输入到MCD环境的信号，如PLC控制MCD的运动；输出信号指的是MCD环境输出到外部环境的信号，如MCD的传感器反馈给PLC。

MCD有啥作用？2信号适配器信号适配器的作用是通过对数据的判断或处理，为基本机电对象提供信号，以支持对运动或行为的控制，其信号能够输出到外界或其他基本机电对象中。信号适配器

MCD有啥作用？3符号表符号表用来创建或导入用于信号命名的符号，可以从外部符号表文件（如STEP7、TIAPortal）或Teamcenter字典中导入“asc”“txt”或“xlsx”格式的符号表。“符号表”命令框如图4-1-3所示。图4-1-3“符号表”命令框鼠标左键点击

MCD有啥作用？3符号表导入符号的状态①若MCD模型中没有与即将导入的新信号相同的旧信号，则新建这些的新信号。导入文件里面的信号会初步与MCD模型中存在的信号做以下检查：②若MCD模型中存在与即将导入的新信号相同的旧信号，则用户需进一步处理新旧信号的冲突。

MCD有啥作用？3符号表冲突处理①放弃导入符号中的所有冲突符号，则有冲突的符号（信号）不导入。选择导入符号中的所有冲突符号，则导入的符号表覆盖现有符号列表。②逐一手工处理，则用户需要自行处理冲突的信号。

4.2虚拟仿真调试设置任务一在同一台计算机上虚拟仿真调试方法虚拟仿真设备要实现机械动作功能的仿真，需要将PLC程序下载到虚拟的PLC控制器中，然后将PLC输入输出信号需要与MCD的信号进行对接，才能将PLC输出信号驱动MCD的各类执行机构动作，实现虚拟仿真运动。而PLC成MCD联结桥梁就是S7-PLCSIMAdvancedV3.0软件。

4.2虚拟仿真调试设置PLCSIMAdvanced对象，可以在仿真模型和PLC之间交换数据。使用PLCSIMAdvanced接口对象，可以使用TIAPortal中的STEP7配置CPU，对应用程序逻辑进行编程，然后将硬件配置和程序加载到虚拟控制器中，运行程序逻辑，观察输入和输出的仿真效果，对程序进行验证和优化。下面对同一台电脑下虚拟仿真调