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Modellbasierte Regelung

Die modellbasierte Regelung (engl. model predictive control) ist eine leistungsfähige Möglichkeit, sehr komplexe Prozessregelungen präzise und schnell durchzuführen. Unser Kunde hatte die Herausforderung, dass er einen sehr komplexen Prozess, dessen Randbedingungen sich laufend ändern, sehr schnell und präzise regeln muss. Der von ihm eingesetzte PID-Regler war aufgrund der sich im Sekundenbereich ändernden physikalischen Randbedingungen und der unterschiedlichen Prozessparameter viel zu unpräzise und langsam. Unser Ansatz war, dass die Physik des Prozesses grundsätzlich bekannt ist, auch wenn die Randbedingungen und Prozessparameter sich ändern. Somit kann ein Modell erstellt werden, das den Prozess genau beschreibt. Zielgröße des Modells ist dann z.B. der Durchflusskoeffizient eines Ventils, das den Zufluss des Prozessmediums steuert. Das Modell berechnet in Echtzeit auf Basis der Sensorwerte den optimalen Durchflusskoeffizienten zum jeweiligen Zeitpunkt und rechnet diesen mit Hilfe einer Umrechnungstabelle in die anzulegende Spannung um. Der PID-Regler muss nun nur noch ausgehend von diesem Schätzwert nachregeln – eine einfache Aufgabe! Der Kunde hat somit dreifach profitiert:

  • der Prozess wird unabhängig von den Prozessparametern schnell und ausgesprochen präzise geregelt;
  • der Kunde hat sein Verständnis des Prozesses deutlich ausgebaut
  • und konnte bei der Auslegung von neuen Anlagen signifikante Kosten sparen, da er nun die Stellhebel kannte.

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