Desarrollo de un gemelo digital para una planta embotelladora

Abstract

[ES] Esta tesis del master tiene como objetivo diseñar una nueva línea de fabricación industrial para una planta embotelladora con la ayuda de un gemelo digital, automatizando así el proceso de producción y permitiendo la operación del sistema desde un sitio remoto. La solución optimizaría el sistema para lograr mayor eficiencia y fiabilidad, a fin de realizar una integración fluida entre el entorno digital y el mundo físico. Se desarrolló un gemelo digital para la emulación del proceso de llenado de botellas con un alto nivel de detalle en el software Factory IO. Esto permitió llevar a cabo el desarrollo del proceso de automatización en el TIA Portal V16 en un entorno donde la implementación de la lógica de control fue muy precisa. Las simulaciones se realizaron mediante el uso de PLCSIM, lo que permitió probar el comportamiento del sistema antes de su implementación física. Para la supervisión, se utilizaron dos sistemas complementarios: WinCC, que proporciona una interfaz HMI intuitiva en tiempo real para monitorear el proceso, y un sistema SCADA desarrollado en Ignition, que permite gestionar algunos de los principales parámetros del proceso y, además, permite el control y la supervisión integral del sistema de embotellado. Todo el proyecto se completó siguiendo la metodología GEMMA, lo que me ayudó mucho, ya que las diferentes etapas se organizaron y gestionaron adecuadamente a través de un proceso automatizado. El enfoque proporcionado para cada etapa del ciclo de vida del sistema asegura una transición fluida y sin estrés desde la simulación digital hasta la implementación física. La intención principal es que el sistema, una vez construida la línea de producción, pueda implementarse directamente en el sistema físico sin realizar cambios significativos. Esto, a su vez, ahorra tiempo y recursos. En esencia, este proyecto está destinado a optimizar la productividad de la planta embotelladora, aumentando la eficiencia y fiabilidad de todo el sistema mediante la combinación de WinCC e Ignition SCADA, que proporcionan capacidades avanzadas de supervisión

[EN] This MSc thesis will aim at designing a new industrial manufacturing line for a bottling plant with the aid of a digital twin, thereby automatizing the production process and running the system from a remote site. The solution would optimize the system for efficiency and reliability in order to realize smooth integration between the digital environment and the physical world. A digital twin for the emulation of the bottle filling process with a high degree of detail was developed in the Factory IO software. It allowed the development of the automation process in the TIA Portal V16 to be carried out in an environment where the implementation of the control logic was very accurate. Simulations have been realized by the use of PLCSIM, thus allowing for the testing of a system's behavior prior to its physical implementation. In supervision, two complementary systems were used: WinCC, which provides the real-time intuitive HMI interface of the process monitor, and a SCADA system developed in Ignition, which allows the management of some of the main process parameters and, moreover, allows for integral control and supervision of the bottling system. The entire project was completed following the GEMMA methodology, as it helped me a lot with different stages being organized and managed properly through an automated process. The focus provided for each stage of the system lifecycle ensures smooth, stress-free transition through digital simulation to physical implementation. The whole intention is that the system, once the production line has been constructed, can be implemented directly within the physical system without enormous changes. This again saves time and resources. In essence, this project is aimed at optimizing the productivity of the bottled plant, increasing the efficiency and reliability of the entire system through the combined form of both WinCC and Ignition SCADA, which furnishes advanced supervisory abilities