Punere în funcțiune virtuală NX MCD: pe scurt
Punerea în funcțiune virtuală NX MCD rulează programul PLC real față de un model 3D bazat pe fizică al mașinii, în interiorul Siemens NX (Designcenter). Un PLC virtual singur testează logica. MCD testează logica față de mecanică, coliziuni și fluxul de material. inteliScience pregătește modelele NX astfel încât MCD să le poată folosi. Întrebarea este de ce nivel are nevoie mașina dumneavoastră, nu care instrument Siemens câștigă.
| Doar PLCSIM Advanced | SIMIT + PLCSIM Advanced | NX MCD + PLC virtual sau real | |
|---|---|---|---|
| Testează | Logică, secvențe, HMI | Logică plus comportamentul acționărilor și al procesului | Logică plus mecanică 3D și coliziuni |
| Model de instalație | Scris manual sau inexistent | Blocuri de comportament, fără geometrie | Fizică pe ansamblul NX |
| Responsabil | Automatizare | Automatizare | Mecanică + automatizare |
| Potrivit pentru | Teste de module și secvențe | Acționări, temporizare, scenarii de eroare | Manipulare, transport, multi-axă, standuri |
Problema: “punere în funcțiune virtuală” înseamnă patru lucruri diferite
Întrebați trei manageri de inginerie ce este punerea în funcțiune virtuală și veți primi un PLC virtual, un model de comportament SIMIT și o mașină 3D în mișcare. Toate trei sunt corecte și toate trei sunt Siemens. Întrebarea de achiziție nu este dacă să o faceți. Este cât de mult din mașină vreți în buclă înainte să sosească oțelul.
Termenul de căutare german este “virtuelle Inbetriebnahme NX MCD” și vine de obicei de la cineva care deține deja TIA Portal, deține deja NX pentru partea mecanică și a primit o ofertă pentru un post de lucru MCD. Oferta este ușor de citit. Ce are nevoie acel post de lucru de la departamentul CAD nu apare în ofertă.
Poziția noastră, de la început: nivelurile se suprapun. Nimeni nu sare peste un PLC virtual pentru că a cumpărat MCD. MCD este nivelul pe care îl adăugați atunci când defecțiunea de care vă temeți este mecanică, nu logică.
Ce testează un PLC virtual fără un model 3D?
S7-PLCSIM Advanced testează programul STEP 7 pe o instanță S7-1500 simulată, cu sau fără model de instalație. Siemens îl descrie ca simulare software-in-the-loop pentru mașini-unelte, mașini de producție, celule și linii, iar manualul de funcții S7-PLCSIM Advanced V7 Upd1 (iunie 2025) enumeră un API pentru programe C++ și C#, OPC UA prin TCP/IP, timp virtual și până la 16 instanțe paralele per calculator. O licență acoperă două instanțe.
Ce nu conține este mașina. Intrările sunt ceea ce scrieți dumneavoastră în ele: un tabel de test, un mic bloc IO în TIA Portal sau un partener de simulare pe API. Suficient pentru interblocări, logica modurilor de operare, alarme și ecrane HMI. Nu spune nimic despre faptul dacă gripperul trece liber pe lângă dispozitivul de fixare.
SIMIT adaugă stratul de comportament. În exemplul Siemens de inițiere pentru punerea în funcțiune virtuală, SIMIT “reproduce comportamentul componentelor active (de ex. al acționărilor sau al ventilelor)”, primește imaginea de proces de la PLC, transmite mai departe valorile de referință și vă permite să injectați scenarii de eroare. SIMIT suportă hardware-in-the-loop cu hardware de automatizare real și software-in-the-loop cu PLCSIM Advanced. Tot fără geometrie: un bloc de acționare PROFIdrive raportează o poziție, dar nu știe ce lovește acea poziție.
Acesta este nivelul de care majoritatea constructorilor de mașini cu care lucrăm au nevoie mai întâi. Recomandăm să începeți aici chiar și atunci când MCD este deja pe comanda de achiziție. Dacă echipa de automatizare nu poate menține în viață o configurație PLCSIM Advanced de-a lungul versiunilor TIA Portal, nici un model de fizică 3D construit deasupra nu va supraviețui.
Ce adaugă NX MCD peste PLCSIM Advanced și SIMIT?
Mechatronics Concept Designer transformă ansamblul NX într-un model de fizică: corpuri rigide cu masă și inerție, corpuri de coliziune, articulații care definesc gradele de libertate, suprafețe de transport, senzori și actuatori, precum și semnale mapate pe tag-uri PLC. Formularea proprie a Siemens este că MCD “aduce datele CAD împreună cu un motor de fizică: datele CAD sunt cinematizate.” Iar pagina de produs Mechatronics Concept Designer o numește simulare interactivă, bazată pe fizică, pentru verificarea funcționării mașinii.
Trei lucruri contează pentru decizie.
În primul rând, modelul este modelul de proiectare. MCD este o aplicație NX, deci ansamblul pe care echipa de mecanică îl eliberează este ansamblul pe care MCD îl cinematizează, în același fișier, fără export. Modificați dispozitivul de fixare în NX și simularea urmează.
În al doilea rând, circuitul de semnale este documentat, nu improvizat. În exemplul Siemens, PLC-ul își scrie ieșirile, SIMIT le convertește în valori de referință pentru acționări, MCD mișcă mecanica și returnează pozițiile reale și stările senzorilor, iar PLC-ul le citește înapoi ca intrări. MCD poate fi cuplat și direct la PLCSIM Advanced. Pentru hardware-in-the-loop, exemplul Siemens 109758739 pune un controler real pe PROFINET față de o SIMIT Unit, MCD furnizând modelul cinematic prin SIMIT. Conexiunile OPC UA există și în configurația de semnale externe a MCD.
În al treilea rând, versiunile sunt împerecheate public. Ghidul de inițiere (06/2024) rulează NX MCD 2406 cu S7-PLCSIM Advanced V6.0 Upd1, SIMIT V11.2 și TIA Portal V19; exemplul kinematics toolbox (07/2025) rulează NX MCD 2506 cu PLCSIM Advanced V7.0 Upd1, SIMIT V11.3 și TIA Portal V20. Odată cu versiunea din iunie 2026 NX a devenit Designcenter 2606 (lansat pe 23 iunie 2026), cu animații mai rapide și mai fluide pentru Mechatronics Concept Designer printre actualizările enumerate, iar Siemens a derulat Early Access Program pentru Designcenter 2612 în septembrie 2026. Dacă echipele dumneavoastră NX și TIA sunt la două versiuni distanță, acesta este primul risc al proiectului.
Comparație: NX MCD vs PLCSIM Advanced vs SIMIT vs hardware-in-the-loop
| Criteriu | Doar PLCSIM Advanced | SIMIT + PLCSIM Advanced | NX MCD + PLCSIM Advanced (opțional SIMIT) | HiL: PLC real + instalație virtuală |
|---|---|---|---|---|
| Ce se simulează | CPU S7-1500, program, comunicație, server web | Acționări, ventile, senzori ca blocuri de comportament, injectare de erori | Mecanică 3D, coliziuni, flux de material, senzori pe geometrie | Temporizare reală a CPU și a magistralei de câmp, instalație din MCD sau SIMIT |
| Validare mecanică | Niciunul | Niciuna (poziții fără geometrie) | Da, pe ansamblul NX eliberat | Da, dacă MCD este instalația |
| Fidelitatea temporizării | Timp virtual, fără magistrală de câmp | Cuplat pe ciclu, telegrame PROFIdrive modelate | Pas de fizică cuplat prin pas de timp | Ciclu și magistrală reale |
| Efort de configurare | Ore (proiectul trebuie să aibă simularea activată) | Zile (model de comportament per acționare și dispozitiv) | Zile până la săptămâni (corpuri rigide, corpuri de coliziune, articulații, semnale) | Stand hardware plus una dintre variantele de mai sus |
| Cine deține modelul | Automatizare | Automatizare | Proiectarea mecanică și automatizarea împreună | Automatizare și punere în funcțiune |
| Licențe implicate | PLCSIM Advanced (două instanțe per licență) | SIMIT și PLCSIM Advanced | NX cu MCD, PLCSIM Advanced; MCD Player pentru posturile de lucru doar cu rulare | Hardware de controler plus una dintre variantele de mai sus |
| Reutilizarea modelului | Tabele de test, de obicei aruncate | Bibliotecă de comportament reutilizată între variante | Modelul trăiește odată cu CAD-ul, urmează modificările de proiectare | La fel ca modelul sursă |
| Cel mai potrivit pentru | Logică de module, secvențe, HMI, teste de regresie | Axe de mișcare, echipamente de proces, tratarea erorilor | Manipulare, roboți, transportoare, standuri multi-axă, orice poate intra în coliziune | Recepție, siguranță, temporizarea magistralei |
Două note. O licență MCD Player poate rula și conecta un model existent, dar nu îl poate configura; Siemens precizează că un model citit cu o licență Player expune, în cuplajul SIMIT, doar semnalele, nu și obiectele de fizică. Iar hardware-in-the-loop nu este un al patrulea instrument, ci un al patrulea aranjament: PLC-ul real înlocuiește PLCSIM Advanced, restul rămâne neschimbat.
Ce nivel de punere în funcțiune virtuală se potrivește cărei mașini?
Recomandarea noastră clară este să alegeți nivelul după defecțiunea pe care nu v-o puteți permite la fața locului, nu după instrumentul pe care îl aveți deja licențiat. Erorile de logică se repară ieftin la fața locului. Coliziunile și timpii de ciclu ratați, nu.
Rămâneți la PLCSIM Advanced atunci când mașina este în principal IO digital și secvențe: stații modulare, module de ambalare cu cilindri pneumatici, standuri de testare cu ventile și relee. Scrieți un mic bloc de simulare IO, rulați teste de regresie la fiecare modificare în TIA Portal și opriți-vă acolo.
Adăugați SIMIT atunci când acționările dictează ritmul: axe PROFIdrive, cinematică S7-1500T, echipamente de proces unde riscul este comportamentul acționărilor și al ventilelor în condiții de defect. Biblioteca de comportament se amortizează la a doua mașină din aceeași familie.
Adăugați NX MCD atunci când geometria este riscul: sisteme de manipulare, celule robotizate, transportoare cu flux de produse, poziționare multi-axă și standuri de testare pentru echipamente energetice, unde un dispozitiv de fixare mobil, o piesă grea și o secvență de strângere împart același spațiu de lucru. Dacă în design review apare “vedem dacă se potrivește când este construită”, MCD este nivelul dumneavoastră.
Treceți la hardware-in-the-loop pentru recepție: funcții de siguranță, temporizarea magistralei de câmp și tot ce semnează clientul. Instalația virtuală rămâne; CPU-ul este real.
Nu sunteți sigur de ce nivel are nevoie următoarea dumneavoastră mașină? Cartografiem gradul de pregătire al modelului NX și configurația de test PLC într-o singură sesiune; vedeți consultanță Siemens NX pentru modul în care o desfășurăm.
Încă o opinie. În proiectele noastre, postul de lucru MCD este rareori constrângerea. Constrângerea este un departament de mecanică ce nu a modelat niciodată pentru simulare și un departament de automatizare ce nu a denumit niciodată semnalele înainte de cablarea tabloului. Cumpărați postul de lucru după ce cele două au convenit o listă de semnale, nu înainte.
De ce are nevoie NX MCD de la modelul CAD
MCD va simula orice îi oferă ansamblul, și tocmai asta este problema. Un model construit pentru desene și BOM nu este încă un model construit pentru fizică. Siemens o spune într-o singură frază: “Mașina trebuie să aibă proprietăți fizice pentru a putea fi simulată. Pentru a dota mașina cu proprietăți fizice, trebuie să o cinematizați.” Cinematizarea este disciplină CAD și începe înainte ca MCD să fie deschis.
Ce cerem de la ansamblul NX înainte de primul corp rigid:
- O unitate mobilă, o componentă. Un gripper care se mișcă ca un singur corp este un subansamblu, nu patruzeci de piese disparate. MCD atribuie masa și articulațiile per corp rigid.
- Seturi de referință care ascund detaliile. Elemente de fixare, racordări, gravuri, cleme de cablu: în afara setului de referință pentru simulare. Corpurile de coliziune de tip Box sau Mesh aparțin fețelor simplificate, nu solidului complet de producție.
- Articulații din gradele de libertate proiectate, nu din constrângeri. Constrângerile de ansamblu sunt pentru poziționare. Articulațiile MCD (de rotație, de translație, fixe) provin din lista de axe pe care echipa de automatizare o are deja.
- Senzori și actuatori acolo unde spune cablarea că sunt. Control de poziție, control de viteză, suprafață de transport, senzor de coliziune: fiecare se mapează pe un dispozitiv real, denumit în proiectul electric. Acel nume este numele semnalului.
- Semnale și adaptoare de semnal denumite ca tag-urile PLC. Ele se mapează prin configurația de semnale externe către PLCSIM Advanced, SIMIT, OPC UA sau controlerul real. Redenumirea ulterioară este locul unde hărțile de semnale se degradează.
- Variante gestionate prin mecanismul de variante, nu prin copii. Dacă familia de mașini provine din familii de piese, legături WAVE sau cod, obiectele de fizică trebuie să urmeze același mecanism; am descris această alegere în familie de piese vs WAVE vs NXOpen.
Obiectele MCD pot fi și scriptate. Spațiul de nume NXOpen.Mechatronics (cheie de licență nx_mcd_core) expune builder-e pentru corpuri rigide, corpuri de coliziune, semnale și adaptoare de semnal, ceea ce ne permite să generăm o sută de semnale dintr-un tabel în loc să le facem clic. Aceasta este muncă NX Open pentru constructori de mașini, un articol separat. Ideea de aici este mai simplă: un standard de modelare pentru simulare încape pe o singură pagină, iar majoritatea departamentelor NX nu au încă unul.
Cum eșuează în practică proiectele de punere în funcțiune virtuală NX MCD
Nu din cauza fizicii. Din cauza responsabilității, a versiunilor și a ariei de cuprindere.
| Simptom | De obicei înseamnă |
|---|---|
| Modelul se mișcă în MCD, dar PLC-ul nu vede nimic | Numele semnalelor au divergat după o redenumire sau proiectul TIA nu a fost niciodată setat să suporte simularea la compilarea blocurilor |
| Ore petrecute reglând frecarea și masa | Goană după fidelitate. MCD validează secvența, spațiul liber și timpul de ciclu. Nu este un instrument FEM sau de dimensionare a acționărilor |
| Simularea rulează la o fracțiune din timpul real | Mesh-uri de coliziune pe geometria completă de producție, piese statice definite drept corpuri rigide sau un pas de timp pe care nimeni nu l-a setat intenționat |
| Funcționează pe un PC, eșuează pe următorul | Licență MCD Player pe un post de lucru care are nevoie de MCD complet, sau NX, SIMIT și PLCSIM Advanced din perechi de versiuni diferite |
| Echipa de mecanică refuză să îl întrețină | Fizică construită de automatizare pe o copie a ansamblului. Copiile mor la următoarea modificare de proiectare |
Vă sfătuim să nu lăsați primul proiect MCD să fie cea mai mare mașină din portofoliu. Luați o stație, un grup de axe, un flux de produse. Puneți la punct pe acestea lista de semnale, seturile de referință și împerecherea versiunilor. A doua mașină este cea la care instrumentarul se amortizează.
Și mențineți testul de regresie al PLC-ului virtual în pipeline-ul de build, indiferent dacă MCD este sau nu în buclă. Modelul 3D este partea vizibilă. Testul care rulează la fiecare commit este partea care continuă să funcționeze.
Întrebări frecvente
Ce este punerea în funcțiune virtuală NX MCD, într-o singură propoziție?
Înseamnă rularea programului STEP 7 real (pe S7-PLCSIM Advanced sau pe un S7-1500 real) față de un model 3D bazat pe fizică, pe care Mechatronics Concept Designer îl construiește pe ansamblul NX, astfel încât mecanica, senzorii și secvențele sunt validate înainte ca mașina să existe.
NX MCD vs PLCSIM Advanced: am nevoie de ambele?
Da, dacă vreți geometria în buclă. PLCSIM Advanced este controlerul; MCD este instalația. MCD fără controler este o animație, PLCSIM Advanced fără instalație este un test de logică. SIMIT se așază între ele atunci când comportamentul acționărilor trebuie modelat.
Cât costă punerea în funcțiune virtuală NX MCD?
Nu oferim prețuri de listă; Siemens vinde MCD ca add-on pentru NX, PLCSIM Advanced per licență pentru două instanțe, iar SIMIT separat. Licențele sunt cifra mai mică. Cifra mai mare este timpul de inginerie necesar pentru a cinematiza ansamblul și a conveni lista de semnale, motiv pentru care dimensionăm mai întâi pregătirea modelului.
Se poate conecta MCD la un PLC real pentru hardware-in-the-loop?
Da. Exemplul Siemens de hardware-in-the-loop rulează controlerul real pe PROFINET față de o SIMIT Unit, MCD furnizând modelul cinematic prin SIMIT. Secvența obișnuită este PLCSIM Advanced în timpul dezvoltării și hardware-in-the-loop pentru recepție.
Avem nevoie de un model CAD special sau putem folosi ansamblul NX existent?
Ansamblul existent, pregătit. MCD lucrează pe modelul NX eliberat, în același fișier, dar are nevoie de seturi de referință care ascund detaliile, de componente care corespund unităților mobile și de articulații derivate din lista reală de axe. Această pregătire este muncă de CAD, iar majoritatea ofertelor o omit.
Pasul următor
Doriți o hartă de 60 de minute a nivelului de punere în funcțiune virtuală de care au nevoie mașinile dumneavoastră și a ceea ce lipsește modelelor NX pentru el? Rezervați un apel de strategie gratuit. Discutați cu inginerii noștri despre punerea în funcțiune virtuală NX MCD