title: Kopplung von virtuellen und physischen Anlagenkonzepten durch einen digitalen Zwilling
Creators: name: Abraham, Wolfgang
Publisher: name: FH CAMPUS 02 (CAMPUS 02 Fachhochschule der Wirtschaft)
Year: 2023
Subjects: subject: 003 Systeme

description: Der Einsatz von digitalen Zwillingen hat in den letzten Jahren den Bereich der virtuellen Inbetriebnahme und deren Einsatz für Automatisierungssysteme stark beeinflusst. Dadurch können Anlagen getestet, optimiert und virtuell in Betrieb genommen werden, auch wenn sie noch nicht oder nur teilweise physisch vorhanden sind. Die Implementierung und der richtige Einsatz eines digitalen Zwillings spart Zeit und erhöht die Rentabilität. Im Mechanical Engineering &amp; Robotics Lab der Studienrichtung Automatisierungstechnik an der FH CAMPUS 02 ist der Einsatz von physikalischen Anlagenkomponenten nur bedingt möglich. Ziel dieser Arbeit ist es, mit der Software Tecnomatix Process Simulate von Siemens einen digitalen Zwilling eines Förderbandes zu erstellen und diesen mit vorhandenen physikalischen Anlagenteilen zu verbinden. Es soll ein Hybrid aus virtuellen und realen Anlagenteilen entstehen, der zu Testzwecken eingesetzt werden kann. Zu Beginn der Arbeit werden Modelle für die Erstellung eines digitalen Zwillings ausgewählt und Modelle zur Kopplung von realen und virtuellen Komponenten untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass ein Hardware-in-the-Loop-Modell für eine solche Kopplung am besten geeignet ist. Resultierend aus den Ergebnissen der Untersuchungen wird ein digitaler Zwilling in Process Simulate erstellt und eine gewisse Intelligenz in Form von Sensorlogik, Operationen, Materialfluss und Signaleinund -ausgängen erlernt. Anschließend wird dieser Zwilling mit einer realen speicherprogrammierbaren Steuerung unter Verwendung des Hardware-in-the-Loop-Modells gekoppelt und getestet. Aufgrund der Versuche mit den gekoppelten Komponenten, bestehend aus virtuellen und realen Anlagenteilen, kann diese Art eines digitalen Zwillings an der FH CAMPUS 02 durchaus für die vorgesehenen Zweck eingesetzt werden.
description: The usage of digital twins has strongly influenced the field of virtual commissioning and are applied in automation systems in recent years. With these applications, the plants can be tested, optimized, and virtually put into operation without the physical presence of equipment. The implementation and the right execution of a digital twin saves time and increases profitability. In the automation engineering laboratory at the University of Applied Science CAMPUS 02, the utilization of physical plant components is limited. The aim of this thesis is to create a digital twin by using the software Tecnomatix Process Simulate from Siemens and to connect it with physical plant components creating a process in which physical and virtual devices are coupled. Based on the evaluated documents, models for the creation of a digital twin were selected and methods for the coupling of real and virtual components were investigated revealing that a hardware-in-the-loop model is most qualified for coupling physical and virtual system components. A digital twin in Process Simulate was created from the evaluations´ results and gained intelligence in the form of sensor logic, operations, material flow and signal inputs and outputs. Subsequently the twin was coupled and tested with a real programmable logic controller using the hardware in the loop method. Based on the tests with the coupled components consisting of virtual and real machines, this type of a digital twin is adequate for the intended purposes at the University of Applied Science CAMPUS 02.