Digitaler Zwilling einer Misch- und Abfüllanlage

Studentische Projektleitung:

• Yannalh Gageler, Elektrotechnik (B. Sc.)

• Timo G?ttig, Elektrotechnik (B. Sc.)

Projektteam:

• Sami Alhamwi, Elektrotechnik (B. Sc.)

• Jannis Bensmann, Elektrotechnik (B. Sc.)

• Bernhard Dierkes, Elektrotechnik (B. Sc.)

• Patrick Heyens, Mechatronik (B. Sc.)

• Jonas Wessels, Elektrotechnik (B. Sc.)

• Max Wolting, Elektrotechnik (B. Sc.)

Modul: Elektrotechnik-Projekt

Betreuer:

• Prof. Dr. Siegmar Lampe

Die Aufgabe des Projektteams bestand darin, eine bestehende Misch- und Abfüllanlage in einen Digitalen Zwilling zusammenzufassen. Die Aufgabenteilung setzte sich aus drei Arbeitsgruppen zusammen:

1. Die erste Arbeitsgruppe befasste sich mit dem Rexroth-Transportsystem und der Ansteuerung des Roboters von St?ubli. Hierbei wurde das gesamte Transportband sowie alle zugeh?rigen Komponenten in Siemens NX Mechatronic Concept Designer erstellt. Den CAD und CAE-Daten wurden physikalische Eigenschaften sowie Signale zugeteilt. Im n?chsten Schritt fand die Verknüpfung der Signale mit den Steuersignalen in dem Siemens TIA-Portal statt, um die Anlage aus der Steuerungssoftware heraus zu bedienen. Abschlie?end fusionierte die Arbeitsgruppe die Produktionsanlage, das Transportsystem und den Roboter zu einer Gesamtanlage.
    
2. Die zweite Arbeitsgruppe erstellte in der Software SIMIT 10.3 einen digitalen Zwilling der realen Abfüllanlage. Die Software erm?glicht es, s?mtliche Füllst?nde sowie Flüssigkeitsbewegungen so zu modellieren, dass diese dasselbe Verhalten wie die Anlage in der Realit?t aufweisen. Die einzelnen Systemkomponenten, wie z. B. Ventile, Pumpen oder Beh?lter, wurden parametrisiert und entsprechend miteinander verbunden. Um die einzelnen Komponenten ansteuern zu k?nnen, sind diese jeweils mit den dazugeh?rigen Signalen verknüpft worden. Durch eine Schnittstelle ist die M?glichkeit gegeben, die Ein- und Ausgangssignale der Software, TIA Portal und SIMIT, so zu verknüpfen, dass der Abfüllprozess schlussendlich automatisiert abl?uft.
    
3. Die dritte Arbeitsgruppe hat sich, wie die erste Arbeitsgruppe, mit dem Roboter besch?ftigt. Allerdings sollte die Steuerung und Programmierung des Roboters mit dem hauseigenen Programm des Herstellers ?St?ubli Robotics Suite 2019“ erfolgen. Der Roboter wurde im Programm als digitaler Zwilling aufgebaut und programmiert. Nach der virtuellen Inbetriebnahme wurde die Ablaufsteuerung auf das reale Umfeld angewendet. Vordergründig war hierbei die Ergründung der Software von St?ubli sowie die Anfertigung einer Anleitung dieses Programms.