Trabajo Fin de Grado
Implementación gemelo digital de planta de cuatro tanques en Unity 3D: simulación de fluidos en tiempo real y conexión con el sistema físico
Autor/es | Tallón Zurita, Antonio |
Director | Escaño González, Juan Manuel
García Rodríguez, Ramón Andrés |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática |
Fecha de publicación | 2023 |
Fecha de depósito | 2023-09-15 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales |
Resumen | El desarrollo de gemelos digitales se ha convertido en una herramienta fundamental en la ingeniería moderna para la optimización de procesos y la toma de decisiones en tiempo real. En este Trabajo de Fin de Grado se propone ... El desarrollo de gemelos digitales se ha convertido en una herramienta fundamental en la ingeniería moderna para la optimización de procesos y la toma de decisiones en tiempo real. En este Trabajo de Fin de Grado se propone la implementación de un gemelo digital utilizando la simulación de fluidos en tiempo real en Unity y su conexión con una planta real basada en la ‘Four Coupled Tank’ propuesta por Karl Henrik Johansson para el control de sistemas multivariables acoplados. [1] El objetivo es desarrollar un modelo virtual preciso del comportamiento de los fluidos en los tanques, integrarlo en un entorno de simulación en el motor físico de Unity y establecer una conexión bidireccional en tiempo real entre la simulación y la planta real. Esta implementación permitirá simular y controlar el comportamiento de la planta en diferentes condiciones operativas, lo que facilitará el análisis y el control del sistema en un entorno virtual, antes de aplicar los resultados en la planta real. Además, el modelo puede emplearse como laboratorio virtual para realizar prácticas relacionadas con el control multivariable sin necesidad de usar el laboratorio físico. El presente trabajo combina los campos de la simulación de fluidos, la realidad virtual, el control de sistemas y la automatización, y se espera que los resultados obtenidos contribuyan a la mejora del aprendizaje del control de procesos industriales y la operación de sistemas de control en tiempo real. The development of digital twins has become a fundamental tool in modern engineering for process optimization and real-time decision-making. This Final Degree Project proposes the implementation of a digital twin using ... The development of digital twins has become a fundamental tool in modern engineering for process optimization and real-time decision-making. This Final Degree Project proposes the implementation of a digital twin using real-time fluid simulation in Unity and its connection with a real plant based on the 'Four Coupled Tank' proposed by Karl Henrik Johansson to study the control of coupled multivariable systems. [1] The goal is to develop an accurate virtual model of the behavior of fluids in tanks, integrate it into a simulation environment in Unity's physics engine, and establish a two-way connection in real time between the simulation and the real plant. This implementation will allow simulating and controlling the behavior of the plant in different operating conditions, which will facilitate the analysis and control of the system in a virtual environment, in order to applying the results in the real plant. In addition, the model can be used as a virtual laboratory to carry out practices related to multivariable control without the need to use the physical laboratory. The present work combines the fields of fluid simulation, virtual reality, systems control and automation, and it is expected that the results obtained contribute to the improvement of learning of industrial process control and the operation of control systems in real time. Keywords: Digital Twin, Automation, Process Control, Computational Fluid Dynamics, Simulation, Real Time, Virtual Reality, Unity, C#, TCP, Matlab, Four Tanks Plant |
Cita | Tallón Zurita, A. (2023). Implementación gemelo digital de planta de cuatro tanques en Unity 3D: simulación de fluidos en tiempo real y conexión con el sistema físico. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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