Energy and Quality oriented modeling and control of REFiners

Transkript

1 The northernmost University of Technology in Scandinavia Top-class Research and Education Energy and Quality oriented modeling and control of REFiners Wolfgang Birk

2 Vad har vi då åstadkommit Rent akademiskt Disputerade och priser Miguel Castaño, tilldelades Norrbottens forskningsråds pris till Curt Boströms ära för sin avhandling Artiklar 2 Tidsskriftpublikation publicerat 1 Tidsskriftspublikationer i revision 5 Referee granskade internationella konferensbidrag, full paper submission 5 nationella konferensbidrag,.. Flera på G Examens- & Projektarbeten Jesper Moberg Export of Modelica models into ProMoVis Theodoros Giannakas Model Predictive Control for a Pulp Refiner Siddharth Daddhich Analysis and Control of an Extended Quad Tank Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 2

3 mer När det gäller innovationer ProMoVis Finns tillgänglig på sourceforge Verktyg för att kunna bestämma reglerstrategier OProVAT EF Företag som är ansvarig för vidareutveckling av ProMoVis Beslutar om vilken funktionalitet som ska ingå i framtida release av ProMoVis. Simulator för Raffinörsspalten Finns just nu implementerat i Matlab Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 3

4 och slutligen Piloter, demonstratorer och tester Mondi Dynäs Experiment på Raffinören som ligger till grund för simulatorn Tyvärr ingen online test Billerud Karlsborg Modellering av sekundärvärme systemet tillsammans med Optimation Test case av ProMoVis Validerat med experiment SCA Obbola Modellering och analys av Barkpannan med ProMoVis Alternativ styrstrategi framtagen Implementering och testdrift är genomförd Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 4

5 Energioptimering av HC raffinören (1) Nyttja den vidareutvecklade modellen för HC raffinören Återanvända kvalitetsmodeller från tidigare forskningsarbeten av Mondi Dynäs Ansats: Minska den specifika energin, men håll Consistency och Gurley nära ett önskat värde. Det finns en analytisk lösning! Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 5

6 Energioptimering av en HC raffinör (2) Hur kan den analytiska lösningen nyttjas: Hitta en bra balans mellan Consistency, Gurly och Spec. Energi Man kan i förväg bestämma arbetspunkter! Önskat driftpunkt: SE=250kWh/t, Gu= 15.8s, Cout=33% Besparingspotential: 3kWh/t, när man tillåter en viss avvikelse i Cout och Gu. Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 6

7 Prediktiv reglering av HC Raffinören (1) Nuvarande styrning: Vi ersätter en del med MPC: Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 7

8 Prediktiv reglering av HC raffinören (2) Hur fungerar MPC: Fördelen: Kan förutse hur resultatet blir. Kan ta hand om begränsningar i t.ex. styrsignaler Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 8

9 Prediktiv reglering av HC Raffinören (3) Vi har återskapat samma scenario som i vanlig produktion i en simulerat miljö Sen har vi testat MPC regleringen på detta scenario Med mindre energi bör samma spalt och tryck i spaltet genereras. OBS! Detta måste valideras Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 9

10 Sammanfattningsvis Energioptimeringspotential finns! Ny verktyg för analys, optimering och styrning har tagit fram Validering kunde enbart genomföras i simulation Osäkerheter: Resultaten beror mycket på modelfelen. Vissa storheter som t.ex. temperaturprofilen i raffinören bör kännas till! Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 10

11 Framtiden D2SEE ansökan till PiiA (kort projekt) En ansökan inom Horizon 2020 för energieffektivisering: Metoder och verktyg som skulle kunna komma till gagn för massa och pappersindustrin tas fram där. Wolfgang Birk Control Engineering Group LTU Sida 11