SimVIP

Simulationswerkzeug für die Virtuelle Inbetriebnahme in der Prozessindustrie

Kurztitel: SimVIP

Kurzbeschreibung:

Durch immer komplexere Automatisierungssysteme verlängert sich auch die Dauer der Inbetriebnahme neuer Anlagen. Mit der virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) können bereits im Vorfeld einer Inbetriebnahme Tests des Automatisierungssystems an einem Anlagenmodell durchgeführt werden. Die eigentliche Inbetriebnahme vor Ort verkürzt sich und die Anlage kann schneller produzieren. VIBN spielen heute bereits bei Planung und Test diskreter Steuerungen (z.B. für Roboterzellen und Werkzeugmaschinen) eine wichtige Rolle. Die zugrundeliegenden Prozesse sind vergleichsweise einfach zu modellieren, gleichzeitig wird bei der Optimierung komplexer Steueraufgaben ein hoher Nutzen erzielt.

Selten werden VIBN hingegen für den Test von Regelungen verwendet. Ein solcher Test erfordert die genaue Simulation kontinuierlichen nichtlinearer Prozesse. Die größten Herausforderungen stellen ein hoher Parametrieraufwand, eingeschränkte Verknüpfungsmöglichkeiten zwischen vorhandener Berechnungswerkzeuge und fehlende Echtzeitfähigkeit der komplexen dynamischen Modelle dar.

Gerade in der Prozessindustrie sind korrekt eingestellter Regler jedoch essentiell für einen effektiven und sicheren Betrieb der Anlage.

Abbildung: Test eines Automatisierungssystems (Demonstrator) einer Gasförderstation

Vor dem Hintergrund der zunehmender Digitalisierung und Vernetzung auch in diesem Industriebereich hat es sich das Institut MSR seit einigen Jahren zu Aufgabe gemacht, die notwendigen Grundlagen und Vorgehensweisen für wirtschaftlich durchgeführte VIBN von Gasverdichtungs- und Turbinenanlagen aus wissenschaftlicher Sicht zu untersuchen.

SimVIP hat zum Ziel einen geeigneten Transfer für das gesammelte Wissen zu ermöglichen. Insbesondere sollen neue Partner für Kooperationen zwischen Hochschule und Wirtschaft gewonnen werden.

Darüber hinaus erfolgen Vorabuntersuchungen zu weiterführende Fragestellungen wie die

  • Gestaltung eines Standardisierungsprozesses und Implementierung von Standards
  • Implementierung von Methoden aus dem Bereich Software-in-the-Loop (SiL) um Variantenrechnungen und Testlaufzeiten zu optimieren
  • Erhöhung der Genauigkeit
  • Verbesserung der Modellnutzung über den kompletten Lebenszyklus
  • Prüfen von Konzepten zur hochparallelen Berechnung von Simulationen beispielsweise auf Grafikprozessoren (GPU-Computing)
  • Potentiale in anderen Industriebereichen

im Rahmen von SimVIP.

Projektleiter:

Dipl.-Ing. Dirk Lippik, Prof. Dr.-Ing. Jens Jäkel

Mitarbeiter:

M.Sc. Franz Schönberg

Laufzeit:

05/2016 - 12/2016

Förderung:

SAB