Advanced Process Control

Optimierungsstrategien für Teil- und Vollast

Teil 2: Den Sicherheitsabstand verringern

Ohne Advanced Control werden Bediener von Anlagen sich immer in einem sicheren Bereich bewegen (siehe folgendes Bild), um nicht zu schnell an Grenzen zu stoßen, deren Verletzung eine Gefährdung bedeuten könnte oder hinsichtlich der Kosten nicht optimal sind. Der Optimierer (LP: Linear Programming) bestimmt auf Basis des statischen Anlagenmodells und einer Zielfunktion die optimalen Zielwerte für die zu regelnden Größen (Durchsatz, Qualität) und für die Stellgrößen, indem er die einzelnen Parameter (finanziell) gewichtet. Der APC-Regler übernimmt diese Sollwerte und fährt die zu regelnden Größen mit einer einstellbaren Dynamik auf diese Sollwerte.

Aspen Tech

Ohne APC werden Anlagen immer mit zu viel „Sicherheitsabstand“ gefahren.

Der Zufluss kann so auf einen wirtschaftlich optimalen Wert erhöht werden, ohne Gefährdung der Anlage und ohne Verletzung aller Randbedingungen. Bei einer Reduzierung des Durchsatzes - bedingt durch eine geringere Nachfrage - lassen sich mit APC alle Parameter so einstellen, dass trotz geringerem Durchsatz noch eine relativ gute Marge erhalten bleibt. Bei einer Kolonne steigerte APC den finanziellen Vorteil durch eine höhere Ausbeute um jährlich 2,5 Mio. US-Dollar. Im Teillast-Betrieb sorgt dieselbe APC-Technik nun für geringere Energiekosten (spart 180 000 US-Dollar jährlich) durch eine verringerte Dampfzufuhr beim Pre-Heater.

Die Auswertung von über 6000 Applikationen zeigt, dass die Senkung von Energiekosten bei gleichzeitigem Einhalten aller Randbedingungen eines der wichtigsten Ziele bei der Implementierung von APC ist. Unternehmen sparen durchschnittlich 10 % des Energieverbrauchs ein - bei höherer Prozessstabilität, Zuverlässigkeit sowie Sicherheit der Anlagen. Zusätzlich gehen die Abweichungen vom definierten Qualitätsniveau um 50 % zurück, während die Marge um 3 % und die Fertigungskapazität um 4 % steigen. Der durchschnittliche Return on Investment der APC-Projekte liegt zwischen sechs Monaten und einem Jahr.

• Teil 1: Optimierungsstrategien für Teil- und Vollast
• Teil 2: Den Sicherheitsabstand verringern
• Teil 3: Optimierung kleiner Anlagen