2010/2011

28451 Optimerende drift af procesanlæg

Engelsk titel: 


Optimising Plantwide Control

Sprog:


Point (ECTS )


7.5

Kursustype:   

Civil- Videregående Kursus
Kurset udbydes under åben uddannelse


Skemaplacering:

F2A

 

Undervisningsform:

Forelæsninger, beregningsøvelser og øvelser

Kursets varighed:

13-uger

Eksamensplacering:

F2A 

Evalueringsform:

Hjælpemidler:

Bedømmelsesform:

Faglige forudsætninger:

,

Overordnede kursusmål:

Det indledende Reguleringskursus 28351/28150 handlede om at styre en proces, enten med et givet setpunkt, så en kontinuert proces kan holdes i en ønsket stationær tilstand, eller sådan at processen følger en given tidsprofil. Hertil krævedes en forståelse af de valgte simple systemers dynamik, så regulatorerne kunne designes bedst muligt. Dette er dog kun en begyndelse. Store besparelser i driften og langt højere produktkvalitet kan opnås, når processernes dynamik forstås på et højere niveau. Optimal drift af en proces kræver en optimerende styring, der er opbygget i flere lag. Det vil blive vist, hvordan en sådan styring kan realiseres for et kontinuert drevet procesanlæg. Det vises også, hvordan periodevis drevne processer (som batch-reaktioner) kan optimeres over mange perioder, når modellerne udvides for at tage hensyn til de (ønskede) tidsvarierende forhold. Endelig vil begrænsningerne i reguleringsmetoderne undersøges, hvorved vekselvirkningen mellem proces og regulerings design bliver understreget.
Slutmålet er at kunne forstå og bruge landvindingerne i systemanalyse til at udvikle nye og bedre processer og apparater i kemisk, famaceutisk og fødevare industri og mange andre steder. Processerne og apparaterne er bedre fordi styring og regulering er tænkt ind fra begyndelsen af deres udvikling.


Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Formulere modeller for masse, energi og entropi balancer i procesanlæg
  • Gennemføre en systematisk analyse af operation af kemi- og biotekniske procesanlæg
  • Udlede en regulator struktur på basis af en proces operations analyse
  • Formulere model baseret regulering ud fra systemer på tilstands form
  • Evaluere regulator performance gennem dynamiske process modeller
  • Formulere og dimensionere flervariable regulatorer, herunder Model Prediktiv Regulering til at gennemføre proces operationen
  • Formulere et optimal operations problem til at specificere funktionaliteten af den flervariable regulering
  • Sammenligne opførslen af flervariabel regulering ved simulering scenarios

Kursusindhold:

Basis for kurset er procesanlæggets syntese og de deraf afledte driftsmål, herved illustreres at proces design og drift er to sider af samme grundlæggende problemstilling. Valg af aktuatorer og målinger til en regulatorstruktur gennemføres udfra en systematisk model analyse. I en efterfølgende syntese findes parring af aktuatorer og målinger til en basal regulatorstruktur for en proces. Hvorledes driftsmålene nås i praksis ved anvendelse af regulering illustreres i løbet af kurset på basis af udvalgte eksempler, der vil illustrere karakteristiske regulator strukturer


Bemærkninger:

Evalueringen er baseret på øvelser samt en projektopgave. Projektet omfatter afledning af en plantwide regulering med brug af en systematisk tilgang og evalueringen ved hjælp af dynamiske simuleringer. Projektet omhandler et simpelt reaktor-separation-recycle (RSR) system. En projekt rapport udarbejdes der kritisk diskutere og evaluere resultater af plantwide regulering strategi. Løsning af øvelserne, projektrapporten og dens mundligt præsentation er en del af evalueringen.


Kursusansvarlig:

Gürkan Sin, 227, 218, (+45) 4525 2806, gsi@kt.dtu.dk  
Krist Gernaey, 227, 246, (+45) 4525 2970, kvg@kt.dtu.dk  

Institut:

28 Institut for Kemiteknik

Tilmelding:

I CampusNet

Nøgleord:

Optimeren drift af processanlæg, Proces Analytisk Teknologi (PAT), Output feedback med kalman filter, Lineær kvadratiske Regulering, Flervariabel regulering
Sidst opdateret: 23. april, 2010