Et typisk produktionsanlæg i den kemiske industri har hundredvis af målinger og reguleringssløjfer. De indledende Reguleringskurser (28150, 28352) handlede om at styre en proces hvor arkitekturen af reguleringssystemet er givet og men udgangspunkt i en kontoleret variable. 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 og processforståelse. Reguleringssystemet til et procesanlæg designes i forskellige trin. Opnåelse af driftsmål og effektiviteten af systemet bliver evalueret vha. simuleringer med en dynamisk model af procesanlægget.

Kursets formål 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 kriterier (systemets stabilitet, optimeret økonomi og bæredygtighed af systemet, systemets begrænsninger); iv) evaluering af alternative løsninger. Resultatet af designet af reguleringssystemet er et kemisk eller biokemisk procesanlæg med højere effektivitet, økonomi, bæredygtighed og med forbedret sikkerhed. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Gennemføre en systematisk analyse af operation af kemiske og biotekniske procesanlæg
• Udlede en regulator struktur på basis af en proces operations analyse
• Bestem det optimal operations punkt for styringen
• Udlede simple lineare modeller til regulerings design fra kompliceret proces anlæg
• Analyser obeserverbarhed og kontrolerbarhed af et dynamisk system
• Design multivariable PID regulerings strukturer
• Formulere og dimensionere model baseret flervariable regulatorer, herunder LQR, LQG og MPC
• Evaluere regulator performance gennem simulering med dynamiske process modeller

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 Projektet omfatter ufledning af en plantwide regulering med brug af en systematisk tilgang og evalueringen ved hjælp af dynamiske simuleringer. Projektet omhandler analyse og styring af en typisk kemisk process enhed. En projekt rapport udarbejdes der kritisk diskutere og evaluere resultaterne af den plantwide regulering strategi. 29. april, 2022