Stabilisierung der Regelanlagen

Aufgrund steigender Rohstoffkosten wird zunehmend die Aufmerksamkeit auf die Verbesserung der Prozesseffizienz gelenkt. In allen Branchen ist die Stabilisierung der Regelanlagen nunmehr der Grundstein für alle Initiativen im Bereich der Prozesseffizienz. Um die Wirksamkeit von Regelkreisen zu verbessern und die Stabilisierung der Regelanlagen zu erhöhen (z. B. Steuerungskonfiguration, PID-Abstimmung, Instrumentierung), ist eine eingehende Bewertung erforderlich.

Die Stabilisierung der Regelanlagen und die PID-Regelkreisabstimmung sind ebenfalls Voraussetzungen für die Umsetzung von APC (Advanced Process Control). Yokogawas jahrzehntelange praktische Erfahrung als globaler Anbieter von Lösungen im Bereich Prozessautomatisierung hat uns einen umfassenden Wissensschatz beschert. Diese erstreckt sich nicht nur auf die richtige Anpassung von Regelkreisen, sondern auch den Zeitraum vor und nach der Umsetzung von APC.

Herausforderungen unserer Kunden

Qualität, Effizienz und die Arbeitsbelastung der Bediener wirken sich erheblich auf die Rentabilität moderner Werke aus

Problematische Regelkreise wirken sich auf viele Aspekte Ihrer Anlage negativ aus. Die Einrichtung und Anpassung der PID-Steuerung ohne geeignete Methodik führt zu einem Trial-and-Error-Vorgehen. Dadurch bleibt die gesamte Regelungsstrategie suboptimal und es besteht kein einheitliches Steuerungsziel über alle Regelkreise (z. B. Steuerung des Durchschnittspegels) hinweg.

Die Anlagensicherheit ist für die Aufrechterhaltung des Produktionsbetriebs von zentraler Bedeutung. Alle verarbeitenden Industrien erkennen jetzt die Bedeutung einer stabilen Regelung als Grundlage für die Anlagensicherheit an. Um diese Stabilität zu erreichen, müssen Werke die Wirksamkeit ihrer Regelkreisen (z. B. die Steuerungskonfiguration, PID-Einstellung, Instrumentierung) bewerten und verbessern.

Auch manuelle Regelkreise erfordern eine sorgfältige Überwachung und weisen insgesamt eine schlechte Leistung auf. Sie erhöhen die Arbeitsbelastung der Bediener. Diesen fällt es schwer, die gleichbleibende Sicherheit, Produktqualität und Wirtschaftlichkeit Ihrer Anlagen aufrechtzuerhalten.

Unsere Lösungen

Optimierung der stabilen Regelung zur Verbesserung der Produktion

Bei Yokogawas Services zur Optimierung der stabilen Regelung in Ihrem Werk handelt es sich ein Dienstleistungspaket, welches die notwendigen Engineering- und Beratungsdienste umfasst. Gemeinsam sichern wir die stabile Regelung in Ihrem Werk, steigern die Effizienz und reduzieren die Arbeitsbelastung Ihrer Bediener.

Mit TuneVP werden die optimierten P-, I- und D-Parameter für die PID-Steuerungsgeräte im FCS des CENTUM DCS-Systems abgeschätzt. Diese Anwendung bietet eine effektive und benutzerfreundliche Lösung für die Einstellung und Optimierung PID-Steuergeräten und die folgenden Hauptfunktionen:

On-Line-Identifizierung und Simulation von offenen und geschlossenen Regelkreismodellen
Allgemein gültiger und effektiver Algorithmus zur Identifizierung von Modellen
P-, I-, D-Empfehlungen basierend auf flexiblem SV- oder MV-Stufentest
Automatische Erkennung von betrieblichen Änderungen für P-, I-, D-Parameter
Einfache Anwendung auch durch Laien
Bericht über den Verlauf der Regelkreisabstimmung und PID-Protokoll

Kundenvorteile

Wirtschaftlicher Betrieb in der Gegenwart, Optimierungsmöglichkeiten in der Zukunft

Die Vorteile von APC sind vielfältig. Unternehmen können nahezu unmittelbare Vorteile in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Sicherheit genießen, während für die Zukunft mehrere Optimierungsmöglichkeiten geschaffen werden. Genauer:

Wirtschaftlichkeit durch Reduzierung des Energieverbrauchs
Verbesserung der Produktqualität durch Prozessstabilisierung
Die Arbeitsbelastung der Bediener wird durch die Automatisierung mühsamer Regelkreise verbessert und manuelle Eingriffe reduziert
Verbesserungen in Sachen HSE (Health, Safety, Environment) werden dadurch erreicht, dass durch eine stabile Regelung Störfälle und Abweichungen reduziert werden und die Umwelt durch niedrige Emissionen geschützt wird
Die Vorbereitung auf die APC-Umsetzung ermöglicht eine weitere Optimierung in der Zukunft

Einsatz von innovativer Technologien

TuneVP

TuneVP dient zur Schätzung der optimierten PID-Einstellparameter für verschiedene PID-Steuergeräte wie CENTUM DCS, Foundation Fieldbus, GE Fanuc usw.

Dynamische Prozessdaten, die aus Schrittprüfungen oder normalen Betriebssollwerten (SV) abgeleitet oder manipulierten Ausgabewerten (MV) stammen, werden über die OPC-Schnittstelle erfasst. Das Modell für die Übertragungsfunktion wird aus der Beziehung zwischen MV und PV (Prozessvariable) abgeleitet. Basierend auf diesem Modell werden die optimierten PID-Parameter zusammen mit der IMC-Einstellung und der Simulation der PID-Reaktion im geschlossenen Regelkreis berechnet.

Stabilisierung der Temperaturregelung

Prozess: BTX-Werk

Ziel: Reduzieren der Schwankungen der Blechtemperatur in der Destillationskolonne

Leistungen: Stabilisierung der Produktqualität und Reduzierung der manuellen Bedienereingriffe (MV-Wechsel im manuellen Modus)

Durchschnittsregelung

Prozess: Entethanisierer

Ziel:

Reduzieren der Schwankungen des Entethanisiervorschubs, welche durch eine falsche Einstellung der Entbutanisierer erzeugt wird
Stabilisierung der Blechtemperatur und der Produktqualität (C2 in Propan) des Entethanisierers

Leistungen: Stabilisierung der Produktqualität (C2 in Propan) und Erhöhung der Propanausbeute

Verbesserung des Betriebseffizienz im geschlossenen Regelkreis

Prozess: Chemieanlage

Ziel:

Reduzieren der Anzahl der Regelkreisvorgänge (z. B. SV-/MV-Änderungen, Modusänderungen)
Verbessern der Betriebseffizienz im automatischen Modus (geschlossener Regelkreis) der Regelkreise

Leistungen:

Reduzieren der Arbeitsbelastung der Bediener
Reduzieren der Regelkreisvorgänge für 13 Tags um 40 % (3.700) à 2.200 Vorgänge)

*Lieferung eines vollständigen Serviceberichts in der Endphase

Referenzen

Enhancing Automation Performance Reduces Operator Stress and Enables Safer and More Reliable Plant Operations