Plug & Work - MATLAB EXPO€¦ · MATLAB EXPO 2017 Deutschland 14 Technologie und Dynamiksimulation...

Schnelle, professionelle Inbetriebnahme mit Hilfe von Prozess- und Produktionssimulation im klassischen Anlagenbau

Plug & Work

MATLAB EXPO 2017 Deutschland 1

© SMS group GmbHAll rights reserved Elektrik / Automation

2MATLAB EXPO 2017 Deutschland

SMS group – Einführung und Überblick

� International tätige Unternehmensgruppe

� Alleineigentümer ist die Familie Weiss Stiftung

� Anlagen- und Maschinenbau für die Verarbeitung vonStahl und NE-Metallen

� Komplettanbieter für metallurgische Prozessketten

� Mehr als 50 Standorte weltweit

� 9 Geschäftsbereiche

� ca. 14.500 Mitarbeiter

� 6% Auszubildende in Deutschland

� mehr als 50% der Mitarbeiter sind im Ausland beschäftigt

� Auftragseingang 2,758 Mrd. €(Stand: 2015)

Elektrik / Automation

� Der Geschäftsbereich Elektrik / Automation beschäftigt weltweit zurzeit mehr als 1.000 Fachkräfte. Wir haben in über 25 Jahren unser Spezialistenteammit Blick auf die Zukunft aufgebaut, um unseren Kunden die ganze Bandbreite der integrierten Elektrik / Automation zu bieten.

� Mit unserem eigenen X-Pact® Automatisierungs-System liefern wir ganzheitliche maßgeschneiderte Lösungen für die Elektrik- und Automationspakete unsere Anlagen.



Herausforderungen



Kundenerwartungen bei Anlagenerrichtung

� Fehlerfreie Ausrüstung

� Kurze Inbetriebnahmezeiten

� Schneller Anlagenhochlauf

� Sichere Übernahme:

� Zuverlässige Anlage

� Gründlich geschultes Personal

Plug & Work Konzept

der SMS group

Hoher Gewinn für den Kunden“Einschalten und Produzieren”



Plug & Work



Geld sparen mit Plug & Work

Mechanische Ausrüstung

Konstruktion / Herstellung Montage Hochfahren

Programmierung / ImplementierungInstallation und Inbetriebnahme der Anlagenautomation beim Kunden

Schulung / Einweisung

Elektrik / Automation – Konventionelles Konzept

Programmierung / ImplementierungPlug & Work

TestInstallation beim Kunden

Training Einweisung

Effizienz-steigerung

mit Plug & Work

Ablauf mit Plug & Work



Reihenfolge der verschiedenen Phasen des Plug & Work-Tests

MODULTEST INTEGRATIONSTEST VIRTUELLER PRODUKTIONSTEST

� Fehlerfreie Programmpakete

� Fehlerfreies Gesamtsystem

� Fehlerfreie Kommunikation

� Fehlerfreie, voroptimierteAnlagenlösung

� Integration von Mechanik und Automation

� Schulung unter realistischen Bedingungen



Vorteile von Plug & Work

Training der Bediener-mannschaften

Stabile ProduktionBedienerschulung zu einem frühen Zeitpunkt

Hohe Produktqualität von Anfang anSchnelles Hochfahren

Vor-optimierung der

Prozess-automation

Virtuelle Produktions-

szenarien

Plug & Work

Test des originalen

Equipments

Vorteile



Unsere Lösung



Virtuelle Produktion

3D-Simulation der Technologie vor der Installation



Plug & Work Prinzip

FieldConnection

ET200

ET200

Drive

Drive

ET200

ET200

Drive

Drive

ET200

ET200

Drive

Drive

ET200

ET200

Drive

Drive

Eingebettete Systeme

HMI

TCS

EntwicklungsrechnerBasisautomation

HMI-Clients Netzwerk

Server Basisautomation



Grundkomponenten der Prozess- und Produktionssimulation

Prozess- und Produktionssimulation

I/O-Simulation

� Abbildung etablierter Feldbus-Typen

� Automatische Generierung von Schnittstellen aus der Datenbasis des Level 1-Engineerings

Produktionssimulation

� Produktionssimulation

� Visualisierung der Anlage

� Reproduktion der logistischen Prozesse

� Nutzung von Synergien: Erstellen der Visualisierung aus den Engineering-Daten

Technologische Simulation

� Nachbildung des kinematischen und dynamischen Anlagenverhaltens mit mathematisch-physikalischen Modellen

� Berücksichtigung der Anlagen-technologie

� Simulation in Echtzeit

Echtzeit-modell



Plug & Work - Simulationskomponenten

Technologie und Dynamik

MATLAB/Simulink

� Real-Time-Workshop

� HP ProLiant DL380 G9

� Linux SMP-Target

� optisches Netzwerk

IO - Simulation

Feldbussysteme

� Profibus

� Profinet

� EtherCAT


Logistik, Produktion, Visualisierung

Unity3D

� 3D-Game-Engine

� i7-6700H, 16GByte, Quad-Core

� Nvidia GTX 1080


Glasfaser-Netzwerk



Technologie und Dynamiksimulation mit MATLAB / Simulink

Software

eigenes Echtzeittarget Real-Time-Workshop

� Betriebssystem

� openSUSE Leap 42.1

� Kernel 4.1.15-8

� Real-Time-Target (eigenes)

� 00_grt_linux_v2_0

� SMP – Technologie, 64 bit

� 4 Kerne fest für Betriebssystem

� Modell und IO wird je einem Kern fest zugeordnet

Hardware

HP ProLiant DL380 G9

� 2 x Intel Xeon E5-2643v4 @ 3,4GHz

� 2 x 6 (12) Kerne, 2 x 12 (24) Threads

� 16 GB RAM

� Ethernet

� Simulationsnetzwerk

� Anlagennetzwerk

� optisches (Echtzeit-) Netzwerk

� Reflective-Memory Technologie

� 2,1 Gbaud

� Speicherschnittstelle

E5-2643v4 E5-2643v4

M

IO

...

...

..

..

P1

OS

P2

OS

M

IO

M

IO

Matlab / Simulink – generische Modellrealisierung mit Templatetechnologien



Beispiel: Dynamische Modellierung Zwischengerüstbereich einer Warmbandfertigstraße




Bandabschnitt

Loopermechanik

Hydraulische-

Anstellung

Technologischer

Walzspalt

Gerüstmechanik

Hydraulische-

Anstellung

Hauptantrieb

isvo

v0

h0

h1

sk

vw

FHy

mw

Fw

v1

h1

Gerüst i

isvo

∆sb FN

ϕϕϕϕlpr FHy

nsoll

Technologischer

Walzspalt

Gerüstmechanik

Hydraulische-

Anstellung

Hauptantrieb

isvo

h1

sk

vw

FHy

mw

Fw

Gerüst i+1

nsoll

v0

h1

v0

h0



Reale Anlage

� Anstich im Zwischengerüstbereich

� Volumenausgleich über Regelung mit Looperwinkel als Stellgröße

Simulation

� Dynamik MATLAB / Simulink und Real-Time-Workshop

� Visualisierung 2D mit poses++

Simulation

� Dynamik Matlab / Simulink und Real-Time-Workshop

� Visualisierung 3D mit Unity3D

Anstichvorgang im Vergleich Realität und Simulation



Zusammenfassung



Test des originalen Equipments

Installation der gesamten Hard- und Software der Kundenautomation im Testfeld



Voroptimierung der gesamten Kundenautomation

Hohe Produktqualität von Anfang an – Stabile Produktion



Schnellere Inbetriebnahme dank Plug & Work

Schnelles Hochfahren – Schnelle Rendite (ROI)

© SMS group GmbHAll rights reserved

www.sms-group.com/contact/


The information provided in this presentation contains a general description of the performance characteristics of the

products concerned. The actual products may not always have these characteristics as described and, in particular, these

may change as a result of further development of the products.

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[email protected]

+49 2733 29-1751

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SMS group GmbH

Head of Innovation and Systems EAElectric / Automation

Hubertus SchauerteDr.-Ing.

Elektrik / Automation

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