Overordnede kursusmål
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.
Læringsmål
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
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
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.
Sidst opdateret
02. maj, 2024