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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.
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3MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Herausforderungen
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4MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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”
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5MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Plug & Work
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6MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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7MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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8MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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9MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Unsere Lösung
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10MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Virtuelle Produktion
3D-Simulation der Technologie vor der Installation
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11MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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12MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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13MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
� optisches Netzwerk
Logistik, Produktion, Visualisierung
Unity3D
� 3D-Game-Engine
� i7-6700H, 16GByte, Quad-Core
� Nvidia GTX 1080
� optisches Netzwerk
Glasfaser-Netzwerk
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14MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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15MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Beispiel: Dynamische Modellierung Zwischengerüstbereich einer Warmbandfertigstraße
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16MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Beispiel: Dynamische Modellierung Zwischengerüstbereich einer Warmbandfertigstraße
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17MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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18MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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
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19MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Zusammenfassung
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20MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Test des originalen Equipments
Installation der gesamten Hard- und Software der Kundenautomation im Testfeld
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21MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Voroptimierung der gesamten Kundenautomation
Hohe Produktqualität von Anfang an – Stabile Produktion
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22MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Schnellere Inbetriebnahme dank Plug & Work
Schnelles Hochfahren – Schnelle Rendite (ROI)
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23MATLAB EXPO 2017 Deutschland
Plug & Work in bewegten Bildern
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www.sms-group.com/contact/
24MATLAB EXPO 2017 Deutschland
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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Hubertus SchauerteDr.-Ing.
Elektrik / Automation