Napredno upravljanje procesima

Energetska i procesna industrija stalno se suočavaju velikom konkurencijom na tržištu i strogim zahtjevima zaštite okoliša. Stoga je vrlo važan kontinuirani razvoj sustava u smjeru tehničke učinkovitosti, optimiranja djelovanja, gospodarskih čimbenika i zaštite okoliša. U tom kontekstu brzog razvoja novih tehnologija, povećanog naglaska na profitabilnosti proizvodnje i globalnih uvjeta zaštite okoliša, povećava se i složenost sustava. To ukazuje na potrebu za sofisticiranim upravljanjem i za optimiranje djelovanja procesa, jer konvencionalna regulacija sustava (PID regulatori) više nije dovoljna za zadovoljavajuće i učinkovito upravljanje sustava.

JS Energija u tu svrhu nudi rješenja za Napredno Upravljanje Procesima (NUP). To je odgovor na suvremene zahtjeve i sve veće probleme u industriji. NUP rješava probleme s višestrukim ulaznim i izlaznim parametrima koji uzimaju u obzir sve interakcije između parametara. U kontekstu optimiranja upravljanja sustava u stvarnom vremenu treba uzeti u obzir sustavna ograničenja i željene ciljeve, kao što su ekonomski čimbenici, učinkovitost sustava, smanjenja emisija, itd. NUP tehnologija temelji se na suvremenim metodama prediktivnog upravljanja procesima.

Načelo prediktivnog upravljanja procesa

Prediktivno upravljanje procesa koristi se kod multivarijabilnih problema upravljanja sustava i predstavlja željenu tehnologiju u mnogim složenim sustavima. Učinak prediktivnog upravljanja temelji se na povećanoj računalnoj moći s mnogim praktičnim prednostima, koje su stupile u uporabu kao rezultat razvoja računalne tehnologije u posljednjih nekoliko desetljeća. Algoritam prediktivnog upravljanja za izračun optimalne strategije ulaznih procesnih varijabli koristi sljedeće stavke:

  • Matematički model sustava
  • Prethodni podaci
  • Funkcija procjene

Opća jednadžba za izračunavanje funkcije procjene:

Sljedeća slika prikazuje osnovnu ideju prediktivnog upravljanja sustava.


Predstavljanje načela prediktivnog upravljanja sustava.

Prediktivno upravljanje sustava temelji se na matematičkom optimiranju preko prediktivnog horizonta Hp, rezultat čega su optimalne postavke procesnih varijabli. U svakom trenutku t pomoću trenutnog stanja sustava i na temelju funkcije procjene može se izračunati optimalnu strategiju procesnih varijabli u intervalu [t, t + Hc] u budućnosti. To je izračunavanje optimalnih postavki u stvarnom vremenu, uzimajući u obzir prethodna mjerenja kontrolnih varijabli, željene ciljeve i mehanička ograničenja sustava.

Prednosti

NUP predstavlja najmoderniji pristup u upravljanju složenih sustava s višestrukim i međusobno povezanim procesnim parametrima. Prednosti NUP tehnologije su:

  • Eksplicitno korištenje matematičkog modela procesa: korištenjem modela i prethodnih mjerenja može se simulirati nastavak djelovanje sustava. Simulacije koristi se za određivanje optimalnih postavki izmanipuliranih varijabli
  • Eksplicitno bavljenje ograničenjima sustava: Proces optimiranja razmatra fizička ograničenja sustava i izračunava rješenje koje ne narušava učinkovitost sustava
  • Izravna formulacija problema, koja se temelji na izvrsnom razumijevanju fizikalnih pojmova
  • Dobro poznavanje parametara za podešavanje sustava (utezi, predikcijski horizont, postavljanje problema za optimiranje, itd)
  • Rješavanje složenih sustava s višestrukim ulazima i višestrukim izlazima
  • Jednostavno korištenje statičkog optimiranja pored dinamičke matrice procesa
  • Jednostavno održavanje: promjenu modela ili skup specifikacija koje se odnose na upravljanje sustava ne zahtijevaju potpunu obnovu, često se ažuriranja mogu obaviti za vrijeme rada sustava
  • Vrijeme razvoja mnogo je kraće od konkurentskih naprednih metoda upravljanja sustava

Koristi

Uporaba NUP rješenja donosi značajne koristi:

  • Povećana učinkovitost sustava zbog poboljšane cjelokupne proizvodnosti te smanjene potrošnje energije
  • Poboljšana pouzdanost, dostupnost i smanjeno vrijeme zastoja sustava
  • Povećana sigurnost zbog djelovanja u sklopu ograničenja procesa
  • Povećana fleksibilnost djelovanja sustava
  • Smanjeni troškovi djelovanja
  • Povećana fleksibilnost djelovanja

Područja primjene

Najčešća područja primjene su:

  • Parna postrojenja (termoelektrane, industrijski kotlovi, itd).
  • Kombinirani plinski-parni procesi
  • Farmaceutski procesi
  • Kemijski procesi
  • Petrokemijski procesi
  • Procesi proizvodnje celuloze i papira
  • Metalno-prerađivački procesi



Print Friendly, PDF & Email