Tekniköverföring från processindustrin

Transkript

1 Teknköverförng från processndustrn Åström, Karl Johan Publshed n: Datormognad nom Byggbranschen, 1984 Lnk to publcaton Ctaton for publshed verson (APA): Åström, K. J. (1984). Teknköverförng från processndustrn. O. Engström (Red.), Datormognad nom Byggbranschen, Statens Råd för Byggnadsforsknng, Stockholm, Sweden,. General rghts Copyrght and moral rghts for the publcatons made accessble n the publc portal are retaned by the authors and/or other copyrght owners and t s a condton of accessng publcatons that users recognse and abde by the legal requrements assocated wth these rghts. Users may download and prnt one copy of any publcaton from the publc portal for the purpose of prvate study or research. You may not further dstrbute the materal or use t for any proft-makng actvty or commercal gan You may freely dstrbute the URL dentfyng the publcaton n the publc portal Take down polcy f you beleve that ths document breaches copyrght please contact us provdng detals, and we wll remove access to the work mmedately and nvestgate your clam. L UNDUN VERS TY PO Box L und

2 J 63 TEKNTKÖVERFOR]NG FRAN PROCESSNDUSTRTN j {t ll { ll tt -.1 ', t rt 'l ; jt rl ü ll tl ìt l 'tl,,l tl l :f l 1r :l Karl Johan Aström Tnsttutonen för Reglerteknk, Lunds Teknska Högskola nlednng Datorerna han haft ett revolutonenande nflytande på utformnng och konstrukton av reglersystem nymd-, flyg- och processndustrn. Där används datorerna både som konstrul(tonshjä1pmede1, se ref. (1 ), och' som systemkomponenter, se ref. (2) ooh (3). Den utvecklng som startade mtten av 50 talet och såedes pågått ca 30 år är nu nne ett mycket expansívt stadum. Detta beror dels på att tekníken att anvënda datorer reglersystem nu utforskats, se ref. (3J, och dels på utveõklngen av mkroelektronken som gör det möj1gt att få stor datorkapactet t11 ett rnga prs. Styrnng och reglerng av nomhusklmatet byggnader blr a1lt vktgare. på grund av de ökande kostnaderna och konsekvenserna av nya system med Lätta byggnader, värmepumpôr, aktv värmelagnng etc. V närmar oss alltmer den stuaton då en byggnad kan lknas vd en proeess som ska11 regleras och styras. Det kan då vara av vsst värde att se om det fnns några lärdomar från processndustrn som kan utnyttjas, se ref. (4). denna artkel ges först några presonlga spekulatoner över hur reglerteknken hanteras nom byggbranschen. Därefter dskuteras några särdrag hos styr- och reglerproblemen branschen. Artkelnavslutas med en skíãs t11 ett handlngsprogram. BYG GBRANS CHEN ETT REGLERTEKNKENS ULAND Den dynamska utvecklngen nom processreglerngen har endast mycket begränsad utsträcknng påvenkat byggbranschen. Vsserlgen fnns det ett antal datorer som används för styrnng och reglerng tnots detta är det dock mn bestämda uppfattnng att det fnns ofantlgt mycket mer som skule kunna göras. Jag har under tjugo års tíd't1l och från funderat på varför det är så lte som görs och kommt fram t11 följande orsaker: Låg kunskapsnvå 0befntlga leveransknav Pressade prser

3 Det fundamentara probremet 9r att kunskapen dynamk om pnocess- och reglerng är då1gt +önankraã byggnruã"" *- S.f. Dgt gä11er g"unã1äggande kunsk;;;;-;om man ej kan 1ära_.sg på en eñveckas-üdareutbtj;;e;kuns. en kärna av Det kompetent fork fnns br.and fnns reverañörerna,n"n tyvärr alltför J"[ många konsulter skaper och "or-u-knar askuàl därför endast-fönmår at srg nas leverantören- handböcker., En, bna början vore utbldnngen att se över gyrná=l*- och att nförã en grundkurs nom ramen för cívlngenjörsuteronngen. Deñ ""greíl"[; grundutbtdnngen dåt;-.åtenõpe[1as också de o""kn;g;;. 25 teknologe -Ã; doktoner-som jag har hanor"tt endast en så har [4) - ägna!. "e åt VVS-bñanschens tnon problem. nte heller att Jag õt fnns någon;;;;" som rat på doktore- någon annan reglerteknst n"ttuton nom ranãet. D"! fnns ej hel1er låg9n samlad kunskap om process_ mode1ler. Ett bra modeíruu1oter., för nuygt btt datorstödd_ analys av den typ "y"t*, "o, ÉããL"v" ref. (2) sku11e vara tlr eod hjä1p för- <,onstruktörer sulter och kon- Trots att det nom_-byggbranschen utveekl-! fnns ett rnycket väl system för- ñõrmer, leveransprover ách g-"uã_ ten så fnns nga bra normer fön leväransprover lersystemen, av reg- som ett mnmum borde man kräva att det :fytte ngå leveransprov att kontror.lera lbnerng gvarnas ka- och att mäta upp stegsvaret ändrng. "à-"n börvärdes- En mätn ng av sväret õ någon'"to""t;;'ë;l;" oekså ngå. 0m man jämför med andra branscher så branschen än det nom bygg_ en mycket r.ten andel av unrággàngskost'nãã"n "gm 1äggs på styrnng och reglenng. rrã"nnã nngen på är mycket preãsade. Mïn gsënng-år att detta " ;;;_ 191 benå en kombnaton av de sva[a eveansknaven o"ñ ã"n l1gf kunskapsnvån. En föränong oar tr utrustnngen stä11et värderas efter "n mnskade ";"ton""" och drftkostnader energ- skulle vara önskvärd. En en tendens utveck_1ng åt detta tll hå1r har kunnat skãnjas ette" ãeã senaste oljekrsen. utvecklngen skulle traljas-uu- "J"' undersökníngar som klart vsar vnsterna med rad reglenng. förbätt- 64 SAR DRAG För att kunna dskutera en eventuel. teknköverförng f ån processndustrn t11 byggnadsndustrn är det nödvändgt att känna trl egáñãkap"rna r,oà de olka branscherna. Branscherna påñnner o,.n uu.ànd"u genoã att arrläggnngarna går kontnuerlg drft r"n det fnns också stora skllnader. Förjande karakterstka hos byggbranschen är vktíga för dskussonen; Reglerproblemens natur Levenantörs och konsultkompetens Anvä n da rkomp et e n s

4 1 Många reglerproblem byggbnanschen än svåra. är ofta olnjära, det fnns stora varatoner årstderna vlket påverkar systemen, systemen geografskt utsprdda. Systemen me1lan är också 65 nom processndustrn fínns en god nfnastruktur av systemteknsk kompetens bland dnftpersonal, nstrumentngenjörer, processngenjörer och ler erantörer. En motsvarande struktur fnns ej nom VVS branschen där brukarna ofta än vanlga konsumenter som saknar systemkompetens. Kraven på de system som skall användas blr därför större. Det är vktgt med en hög automatserngsgrad. Kraven på enkelt handhavande av systemen är stora. Regulatorerna bön t ex ha funktoner som automatnställnng och adaptvtet för att kunna klara av de varerande drftförhå1landena. Det vore också önskvärt att systemen har dagnosfunktoner och funktoner för fjärrövenvaknng nbyggda. Det var tdgare ej möjlgt att bygga sådana system t11 en rnlg kostnad. Det är emellertd möjgt dag, se ref. (2). En annan ntressant faktor är att många byggnader kommer att förses med lokala datanät för kontorsfunktoner. Det är därför rmlgt att tänka sg att många byggnader har ett a1lmänt t1lgänglgt nät som också kan användas för reglerng och övervaknng, detta sammanhang är det också önskvärt att se över många andra funktoner som övervaknng, hssar, städnng m m som behöver hanteras. Det sku1le vara ntressant att studera processreglerng av byggnader som ett generellt systemproblem. ; lq, t { SLUTSATSER OCH REKOÍTTENDATTONER Sammanfattnngsvs kan det konstateras att tekníken för styrnng och reglerng dag befnner sg ett mycket ntressant utvecklngsläge framföra11t genom den dramatska utvecklngen. av mkroelektnonken. Bland angelägna projekt som Byggfonskníngsrådet borde undersöka närmare vl1 jag nämna: 1 Normer för leveranspr0v 2a. lvletoder för automatsk rer. 2b. 3a. 3b. 4a. för reglersystem. Adaptv reglerng av klmatpnocesser. Generell datorkommunkaton Metoder för fjärnövervaknng bygg nad e r. Modellbblotek för n í ngar 4b. Verktyg för datorstödd analys nngar. 4c. Utbl dn' ngsnsatser. nstä11nng av regulato byggnader. av reglersystem AV byggnader och klmatanlägg- klmatanlägg-

5 utarbetande av normer för förnurlgg lersystem reveransprov byggnader av reg- är den gften. särklass vktsaste Lrnn- Det kan göras med en mycket nom.att utnyttja måt;-;;;;; erfarenheter Ë5: gärden rån -nj,.u oñråden. AE- skul1e på kort td kunna för g; n"--rtoernne-nå" konsumenter och leverantörerl Atgärderna za och 2b skulle kunna ge är an1äggnngar 1ätta att sköta som genom att de för Àu-" vàgoautomats\ funktíoner l"tllnng. och t;;"n[" Teknken -u negrersystem. för dettu g" pãncp r.a"j-äã"om nngr annan. se ref. (Ð. Atskllgt forsk- lt"""rãäàarbere nödvändgt är dock för att.anpassa ñetoderna rng-, a vä1 krmãt;;gr;:' genomförda orskn,q"f"oj"r.,-uåro" resultat som är kunnu'g" värdefu1la båãe'+a verkare nru[,ãre av utrustnng. och för tlr_ Atgärderna 3a och 3b syftar t11 att ge an grund f ektv fjä*övervaknnþ för ef- av byggnade" nngar. ã"n-k1ïm;t;nrãu' De kan också sõs somprocessreglerlq ã[t första steg mol ;;-- py.byggnader. första hanã gä1len det?tt n skapa en effektv-õõrr bl1g t"[" och on att samla transmttera data. Det bãrce nn"" goda heten..genom att möj1g- utnyttja de arbete med tot<ata som göns datanät för kontors- òch telekommunkaon tlr att läegu en grund både för effektv överval.llg ";e;;;g och av effektv systemen. Det skulre-vara"myct sant att få ett et ntres- alrmänt datanät^ en vàg"áo av utrustnng där a1-typ som datorer,, torer, telefoner, áëruu"", element, regula_ V ñtlatonsutrustnág-rã, skulle kunna anslutas. samtdgt med detta borde oãr.=a orka metoder fë" r ärrövervaknng av energfö. "uhã;; toner utveckras. plonjärarbãte o"h systemrãr- tdgare gjorts nom aeea område har Sverge, se nef. (5). Atgärderna 4a, 4b o"ll 4c. syftar ar.1a skapsnvån. t11 att höja kun- Grunden är att-utarbeta gänglgt et{-ã1lmänt modeltbblotek trl- med t1lhönande-år etssã[on"" o"f, programvara så att system och p"""[unja murenas. lätt kan Arbete ; - med arbelsstaton". av ett större nn"j"-;";-;;r";; projekt att effektvsera ;; "e-ã ã;"-;;";;; byggbranschen.genom datorserng. serna årta" rn"u ref. (1) slutsat- Jag tror att en långs\tle.sats!ng på vecklng forskníng och kan ge ut_ bra utdelñnq såvä verantörer þa" "u.u"" som ur te-?n1äggnngan. Ën myct<et målrg av_denna typ gjordes sambano méu mndatorfeknkensnförande för ca 2t år sedan. Resultaten ""ráãã ref (5). har satsnngen beskrvts gav god en utde"àg ur a genom svensk tllverkare fck att en ledande post"ñ svenska pã o.à- marknaden o9h genom detta ocksþ ternatonellt. lyckades En bra vss-höjnng n- av den arrmanna-.r.unå[uj". nvån erhö11s också. lred mt<rõ atorteknken ket stönre utveeklngspotentar. fnns v har dag också "n-ñy"- mycket bättre utgångð1äge genom den utu""îng uu-"*à""- "t'- teknken som skett ünder dã senaste 20 åren. 66

6 Ìg- REFERENSER 67 3 m 1- ( 1 Aström K. J Q) Aström K. J Computer Aded Modelng, Analyss and Desgn of Control Systems A Perspectve. leee Control Systems Magazne 3 2,(1983), Theory and AppLcatons of Adaptve Control - A survey. Automatca 19, (1983), (3) Aström K' r' "El"l;,"lt!tl:;l'"1:'E::;":"F:lll:: Ha11, Englewood Clffs, NJ,1984. (4) Aström K. J.: Process Control - Past, present and future. ASEA ndustry Days May 25-27, (5) Jensen L.: Dgtal reglerng av klmatproeesser. DoktorsavhandlÍng LTH, Rappqrt CODEN LUFD7/ (TFRT- 1A14) / 1-263/(1978), nsttutíonen för Reglerteknk, LTH : L- L