Digital Twin and IIoT-Based Control of a Hybrid Dosing-Packaging Module Using Matlab Simulink

Abstract

The increasing integration of the Industry 4.0 principles in food processing machines requires the integration of real equipment with digital simulation and cloud-based analytical systems. Hybrid mechatronic dosing-packaging modules, particularly those utilizing electro-pneumatic actuation, provide flexible and precise control of liquid dosing processes. However, ensuring high accuracy and stability under varying operational conditions remains a challenging process due to nonlinear interactions between pressure, flow rate, and product characteristics. Все більша інтеграція принципів «Індустрії 4.0» у харчове обладнання вимагає поєднання реального обладнання з цифровим моделюванням та хмарними аналітичними системами. Гібридні мехатронні модулі дозування та пакування, зокрема ті, що використовують електропневматичний привід, забезпечують гнучке та точне керування процесами дозування рідин. Однак забезпечення високої точності та стабільності за мінливих умов експлуатації залишається складним завданням через нелінійні взаємодії між тиском, витратою та характеристиками продукту. Підхід до вирішення цих завдань полягає у впровадженні цифрового двійника, який поєднує реальне обладнання, математичне моделювання та хмарну зв'язність в єдину систему.