Et typisk produktionsanlæg i den kemiske industri har hundredvis af målinger og reguleringssløjfer. Det indledende Reguleringskursus (28150) handlede om at styre en proces hvor arkitekturen af reguleringssystemet er givet. I dette tilfælde reduceres problemet til at designe en regulator (= control law) som er egnet til systemet, og til at optimere parametrene i denne regulator (= tuning). Hertil krævedes en forståelse af de valgte simple systemers dynamik, så regulatorerne kunne designes bedst muligt. Dette er dog kun en begyndelse.
Når der foreligger et design af et anlæg og et flowdiagram af processen, skal følgende problemer løses i praksis: i) Hvilke variabler skal reguleres?; ii) Hvilke variabler skal måles?; iii) Hvilke aktuatorer skal bruges?; iv) Hvordan skal disse variabler og aktuatorer kobles sammen? Der findes svar på denne type spørgsmål i kurset vha en systematisk metode. Metoden er baseret på en systematisk nedbrydning af reguleringsproblemet. Reguleringssystemet til et procesanlæg designes i forskellige trin. Opnåelse af driftsmål og effektiviteten af systemet bliver evalueret vha simuleringer med et dynamisk model af procesanlægget.

Kursets formmål er: (i) at håndtere design af et reguleringssystem til et kompliceret procesanlæg; (ii) at forstå procesdynamikken vha simuleringer; (iii) at designe og implementere et reguleringssystem på basis af design kriteria (systemets stabilitet, optimeret økonomi af systemet, systemets begrænsninger). Resultatet af designet af reguleringssystemet er et kemisk eller biokemisk procesanlæg med højere effektivitet og med forbedret sikkerhed.

• 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

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

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.

Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx