3D digital models of a plywood panels composition plant for closed-loop testing

This thesis is dedicated to the study of the Digital Twin and its application for modeling a composition line of plywood panels. In particular, reference will be made to the term Digital Model by building a digital replica of the physical plant under consideration. The realization of this model was completed through the use of some 2D/3D modeling and simulation software: AnyLogic, Factory I/O and FlexSim. Initially, the line model and the operating logic were both created with the features made available by the selected software trying to best replicate the components and the behaviour of the system. Subsequently, the control logic was managed externally to the modeling software by connecting, through KEPServerEX, the PLC logic created in CODESYS. This logic, made with SFC (Sequential Function Chart) and LD (Ladder Diagram) languages, will act as the brain of the Digital Model while the software will be responsible for displaying the plant and connecting sensors and actuators. Virtual Reality has also been implemented in this project, allowing visualization and interaction with the Digital Model through the use of an Oculus viewer. With the model obtained it has been possible to execute Closed-Loop Testing simulating different possible operating scenarios of the system. Through this method is possible immediately realize any errors in the control code before going to test it on the real system and thus reducing times and avoiding unwanted failures.

Questa tesi è dedicata allo studio del Gemello Digitale e alla sua applicazione per la modellazione di una linea di composizione di pannelli di compensato. In particolare, si farà riferimento al termine Modello Digitale andando a costruire una replica digitale dell’impianto fisico preso in esame. La realizzazione di questo modello è stata portata a termine tramite l’utilizzo di alcuni software di simulazione e modellazione 2D/3D: AnyLogic, Factory I/O e FlexSim. Inizialmente il modello della linea e la logica di funzionamento sono stati entrambi creati con le funzionalità messe a disposizione dai software scelti, cercando di replicare al meglio le componenti e il comportamento dell’impianto. Successivamente la logica di controllo è stata gestita esternamente al software di modellazione connettendo tramite KEPServerEX la logica PLC creata in CODESYS. Questa logica, realizzata con linguaggi SFC (Sequential Function Chart) e LD (Ladder Diagram), fungerà da cervello del Modello Digitale mentre al software sarà affidata la visualizzazione della linea e la connessione di sensori e attuatori. In questo progetto è stata implementata anche la Realtà Virtuale permettendo la visualizzazione e l’interazione con il Modello Digitale tramite l’uso di un visore Oculus. Con il modello ottenuto è stato possibile eseguire Test ad anello chiuso simulando diversi scenari di funzionamento possibili dell’impianto. In questo modo è possibile rendersi subito conto di eventuali errori nel codice di controllo prima di andare a testarlo sull’impianto reale, riducendo così i tempi ed evitando guasti indesiderati.