Lucía Royo Pascual
ELECTROINGENIUM
El origen del concepto de “Digital Twin” es atribuido al Doctor Michael Grieves por su presentación y documentación bajo un White Paper (NASA) [1]. Los Gemelos Digitales se definen cómo una réplica virtual de un producto o proceso físico real. Así, el Gemelo Digital constituye una herramienta usada para dar apoyo al diseño y validación de las propiedades del sistema, así como en la parte de operación y producción desde el punto de vista de optimización y reducción de fallos. El desarrollo de Gemelos Digitales implica una retroalimentación de datos del mundo físico al virtual y viceversa [2].
La réplica virtual del producto o proceso puede utilizarse en diferentes ámbitos de la ingeniería digital, distinguiéndose entre simulación y emulación. La principal diferencia entre la emulación y una simulación pura es el hecho de que la emulación implica que alguna parte funcional del modelo es llevada a cabo por una parte del sistema real. De hecho, la emulación minimiza las diferencias entre el rendimiento de un sistema real y el modelo, sustituyendo parte de un modelo por una parte de un sistema real, en este caso el controlador. Los modelos de simulación se utilizan para probar y desarrollar diferentes soluciones con el fin de llegar a la solución óptima, basándose en un conjunto de métricas prefijadas. Por lo tanto, normalmente se utiliza para analizar la productividad del sistema, ampliar los recursos y comprender la respuesta dinámica del sistema. En cambio, la emulación se utiliza de forma mucho más precisa para probar el funcionamiento lógico de los sistemas de control industrial bajo diferentes condiciones de carga del sistema antes de la puesta en marcha, reduciendo el riesgo y el tiempo. Así, la puesta en marcha virtual o emulación sirve para replicar el comportamiento de un entorno físico con un sistema de software. El objetivo final de la emulación es proporcionar un entorno para que el ingeniero de automatización valide su lógica de PLC (controlador lógico programable) y su diseño de HMI/SCADA (interfaz hombre-máquina) antes de la depuración del sistema en el entorno real.
El objetivo principal del proyecto realizado para el cliente final PRODESA consistió en desarrollar una réplica virtual en la línea de secado de una Planta de producción de pellets. Este simulador (de momento offline), permitirá evaluar el comportamiento de la línea de secado de forma virtual, utilizando los controladores actuales existentes (SCADA). La innovación principal de este proyecto consiste en el desarrollo de los modelos de automatización acoplados a los de proceso para la depuración del código de control. A partir de aquí, utilizando los modelos desarrollados, se puede utilizar la réplica virtual para conectarlo con el SCADA de forma online realizando el envío de datos en tiempo real de los sensores a la réplica virtual y que ésta envíe los cálculos de nuevo al sistema real para obtener el Digital Twin del Proceso. De momento, este proyecto se centró en la primera fase offline del simulador.