Controllo avanzato dei processi

Settore energetico ed industria di processo vengono costantemente affrontati da una forte competizione sul mercato e severi requisiti ambientali. Pertanto, è molto importante d’implementare una continua evoluzione dei sistemi, in direzione di efficienza tecnica, ottimizzazione del funzionamento, fattori economici e il rispetto dell’ambiente. In questo contesto, il rapido sviluppo di nuove tecnologie, la crescente attenzione sulla redditività della produzione e requisiti ambientali globali aumentano la complessità dei sistemi. Ciò suggerisce la necessità di un più sofisticato controllo e ottimizzazione dei processi operativi, dal momento che i sistemi di regolamento convenzionali (controllori PID) non sono più sufficienti per i sistemi di controllo soddisfacenti ed efficaci.

Gruppo JS energy per questo scopo fornisce soluzioni per il controllo avanzato dei processi (CAP). E ‘una risposta alle esigenze moderne e problemi sempre più complessi del settore. CAP risolve i problemi con i parametri multipli di input e outpu, che prendono in considerazione tutte le interazioni tra i parametri. In questo contesto, per ottimizzare il controllo dei sistemi in tempo reale, tengono conto dei vincoli sistemici e gli obiettivi desiderati, come ad esempio i fattori economici, l’efficienza del sistema, riduzione dell’emissioni, ecc. La tecnologia CAP è basata su metodi moderni di controllo predittivo dei processi.

Il principio di controllo predittivo dei processi

Il controllo predittivo dei processi viene utilizzato per risolvere i problemi multivariati di controllo dei sistemi e rappresenta la tecnologia preferita in molti sistemi complessi. Prestazioni del controllo predittivo sono basati su una maggiore potenza di calcolo con molti vantaggi pratici, entrati in uso in conseguenza dello sviluppo della tecnologia informatica negli ultimi decenni. Algoritmo di controllo predittivo utilizza i seguenti articoli per calcolare la strategia ottimale delle variabili di processo del ingresso:

  • Modello matematico del sistema
  • Dati precedenti
  • Funzione di costo

L’equazione generale per il calcolo della funzione di costo:

La figura seguente mostra l’idea di base del controllo predittivo dei processi.


Presentazione del principio di controllo predittivo dei processi.

Il controllo predittivo dei processi sulla base del processo matematico di ottimizzazione attraverso l’orizzonte predittivo Hp, comporta le impostazioni ottimali di variabili del processo. In qualsiasi momento t, utilizzando lo stato attuale del sistema e sulla base della funzione di costo, è possibile calcolare la strategia ottimale delle variabili di processo per l’intervallo [t, t + Hc] in futuro. È un calcolo di impostazioni ottimali in tempo reale, tenendo conto delle misure precedenti delle variabili di controllo, gli obiettivi desiderati e le limitazioni meccanici del sistema.

Vantaggi

CAP rappresenta l’approccio più moderno nel controllo di sistemi complessi con parametri di processo molteplici e interconnessi. Vantaggi delle tecnologie CAP sono:

  • Uso esplicito di un modello matematico del processo: con l’utilizzo del modello e misurazioni precedenti è possibile simulare la continuità di funzionamento del sistema. Le simulazioni sono utilizzati per determinare l’impostazione ottimale delle grandezze di regolazione.
  • Occupazione esplicita con i limitazioni del sistema: ottimizzazione dei processi è preoccupata con i limiti fisici del sistema e calcola una soluzione che non danneggia le prestazioni del sistema.
  • Formulazione diretta del problema, basata su una buona comprensione dei concetti fisici
  • Una buona comprensione dei parametri per l’ottimizzazione del sistema (pesi, orizzonte predittiva, l’impostazione del problema di ottimizzazione, ecc)
  • Risolvere sistemi complessi con molteplici ingressi e uscite
  • Facile impiego di ottimizzazione statica in aggiunta alla matrice dinamica del processo
  • Facilità di manutenzione: cambiamenti del modello o d’insieme di specifiche relative ai sistemi di controllo non richiedono una completa ristrutturazione, spesso gli aggiornamenti possono essere eseguiti durante il funzionamento del sistema
  • Il tempo di sviluppo è brevissimo rispetto ai metodi avanzati concorrenti di controllo dei sistemi.

Benefici

L’applicazione della soluzione CAP produce i benefici sostanziali:

  • Maggiore efficienza del sistema a causa di una maggiore produttività complessiva e ridotto consumo energetico
  • Miglioramento di affidabilità, disponibilità del sistema e riduzione dei tempi di fermo
  • Maggiore sicurezza grazie al funzionamento all’interno di vincoli del processo
  • Ciclo di vita esteso delle risorse
  • Diminuzione dei costi operativi
  • Maggiore flessibilità operativa

Campi di applicazione

I campi più comuni di uso sono:

  • Impianti a vapore (centrali termiche, caldaie industriali, ecc.)
  • Processo combinato gas-vapore
  • Processi farmaceutici
  • Processi chimici
  • Processi petrolchimici
  • Processi per la produzione di cellulosa e carta
  • Processi di lavorazione dei metalli



Print Friendly, PDF & Email