Hochschule Furtwangen

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Projekts der Hochschule Furtwangen, Standort Tuttlingen, entstand aus dem 3D-CAD-Modell des fischertechnik Hochregallagers ein digitaler Zwilling. Mit diesem digitalen Zwilling demonstrierte die Projektgruppe, wie über eine SiL (Software in the Loop) Simulation ein Steuerungsprogramm ohne physikalisch vorhandene Hardware entwickelt werden kann und wie damit eine virtuelle Inbetriebnahme der kompletten Anlage möglich ist.

Die 3D-CAD-Daten des fischertechnik Hochregallagers wurden mit der Software NX12 von Siemens Digital Industries Software (zuvor Siemens PLM) weiterbearbeitet. Mit dem integrierten „Mechatronics Concept Designer“ (MCD) konnte das CAD-Modell um physikalische und kinematische Eigenschaften erweitert werden. Alle zur Simulation erforderlichen Sensoren und Aktoren wurden ebenfalls mit dem MCD realisiert und getestet. Als integriertes Entwicklungssystem kam das TIA-Portal V15.1 von Siemens zum Einsatz. Das Steuerungsprogramm realisierte das Team in der Programmiersprache „Structured Control Language“ (SCL). PLCSIM Advanced bildete als virtuelle SPS die Schnittstelle zwischen MCD und TIA-Portal.

Parallel zum digitalen Zwilling bauten die Projektteilnehmer das reale fischertechnik Hochregallager zusammen. Anschließend benutzten sie das rein virtuell erstellte Steuerungsprogramm sowohl für den digitalen Zwilling als auch für die reale Anlage. Der einzige Unterschied in der Ausführung bestand darin, dass beim digitalen Zwilling mit der Hälfte der Encoder Impulsen gearbeitet wird. 

Die Inbetriebnahme der realen Anlage verlief problemlos. Beim Vergleich mit dem digitalen Zwilling fiel auf, dass sich die Abläufe minimal voneinander unterschieden. Eine der Ursachen dafür war, dass die virtuellen Motoren im MCD nicht vollständig realitätsnah definiert werden konnten. Wurde das Signal für einen Motor zurückgesetzt, blieb der Motor (bzw. das zur Simulation des Motors verwendete Scharniergelenk) im MCD sofort stehen. In der Realität bewegen sich der Motor und somit alle nachgeschalteten Komponenten noch minimal weiter. Die Abweichung war jedoch so gering, dass sie der erfolgreichen Inbetriebnahme der realen Station nicht im Wege stand.
 

Hochschulprofil

Den Hochschulcampus Tuttlingen als Standort der Hochschule Furtwangen gibt es seit 2009. Der Campus ist Sitz der Fakultät Industrial Technologies. Die Hochschule arbeitet in Trägerschaft, Organisation und Lehre eng mit Wirtschaft und Staat zusammen. Von großer Bedeutung ist auch der Förderverein des Campus mit zahlreichen Unternehmen der Region als Mitglieder.

Unternehmensprofil

Siemens Digital Industries Software (zuvor Siemens PLM Software) ist ein Softwarehersteller mit Sitz in Plano, Texas. Das Unternehmen ist spezialisiert auf Software für 3D-Darstellungen und CAD-Bearbeitungen. Das Unternehmen ging aus der UGS Corporation hervor, die 2007 von Siemens übernommen wurde.