Digitaler Zwilling eines Schmelzofens

Im Teilprojekt User Interface Design von Energiedaten in energieintensiven Betrieben hat das Kompetenzzentrum Industrielle Energieeffizienz (KIEff) der Hochschule Ansbach ein „Innovationslabor“ eingerichtet, in dem mithilfe virtueller Anlagen (digitaler Zwillinge) realistische Test- und Inbetriebnahme-Szenarien nachgestellt werden können.

Um Fragestellungen der energetischen Optimierung zu bearbeiten, wurde im Innovationslabor ein digitaler Zwilling eines Schmelzofens mit der Echtzeit-Simulationssoftware ISG-virtuos entworfen und implementiert. Dazu wurde zunächst die Geometrie in der 3D-CAD-Software SOLIDWORKS abgebildet und anschließend in die Simulationssoftware importiert. Um sicherzustellen, dass sich das digitale Abbild wie die reale Anlage verhält, wurde in der Simulation der Materialfluss und das kinematische Verhalten gemäß der vorgegebenen Prozessbeschreibung modelliert.

Das auf Echtzeitanwendungen spezialisierte Softwaredesign der eingesetzten Simulationssoftware ISG-virtuos ermöglicht nun über die Zusammenführung von Simulation und realer Steuerungstechnik die Hardware-in-the-Loop-Simulation ("HiL-Simulation") in harter Echtzeit ("Steuerungsechtzeit" (<1ms)).

Durch die Verbindung der Simulation und der realen Steuerungstechnik können mögliche Optimierungen durch alternative Steuerungskonzepte im Labor (ohne die reale Anlage) getestet werden.