Algorytmy regulacji procesowej w postaci bloków funkcyjnych dla sterowników PLC

  • Poziom gotowości technologicznej TRL: 5
  • Status Własności Intelektualnej: know how
  • Syntetyczny opis: Celem projektu jest podniesienie gotowości technicznej oraz rozpowszechnienie informacji na temat proponowanego rozwiązania. Polega ono na dopracowaniu i przetestowaniu gotowych bloków funkcyjnych dla zaawansowanych algorytmów sterowania procesowego. Prace teoretyczne i laboratoryjne są od kilku lat prowadzone przez zespół. Uzyskane wyniki pozwalają przypuszczać, iż praktyczne implementacja tych bloków w przemysłowych systemach automatyki pozwoli na znaczącą poprawę jakości sterowania, w stosunku do tego, co oferują aktualnie wykorzystywane regulatory PID. Zaowocuje to poprawą jakości sterowania, przekładającą się na podniesienie efektywności energetycznej sterowanych procesów. W 2017 roku zespół planuje prowadzenie koniecznych badań przemysłowych, przeprowadzenie przemysłowych prac eksperymentalnych oraz akcję reklamową wśród potencjalnych odbiorców opracowania.

Autorzy:

  • dr hab. inż. Jacek Czeczot
  • dr inż. Tomasz Kłopot
  • dr inż. Piotr Łaszczyk
  • dr inż. Krzysztof Stebel
  • mgr inż. Michał Frątczak
  • mgr inż. Paweł Nowak

Korzyści z wdrożenia:

Aktualnie, w przemysłowych implementacjach układów sterowania procesowego praktycznie nie wykorzystuje się zaawansowanych algorytmów regulacji, a dominującym rozwiązaniem jest ciągły regulator PID. Wdrożenie proponowanego rozwiązania może zmienić ten stan rzeczy. Pozwoli ono na znaczne uproszczenie prac związanych z implementacją proponowanych zaawansowanych algorytmów sterowania. W konsekwencji, zastosowanie tych algorytmów w praktyce przyczyni się do podniesienia jakości regulacji, a tym samym do poprawy energooszczędności procesu produkcji, zmniejszenia odpadów poprodukcyjnych oraz podniesienia jakości produktu końcowego.

Zastosowania:

Opracowywane rozwiązanie może być interesujące dla firm zajmujących się integracją systemów automatyki procesowej. Uzyskano już deklarację wstępnego zainteresowania ze strony dwóch takich firm. Ponadto, może ono być interesujące dla działów utrzymania ruchu oraz działów inwestycji w przedsiębiorstwach sektora produkcyjnego. W przypadku firm prowadzących prace za granicą Polski, proponowane rozwiązanie może mieć zasięg międzynarodowy.

Szczegóły techniczne:

Wnioskodawcy dysponują wstępnymi wersjami bloków funkcyjnych dla sterowników PLC firmy SIEMENS, realizujących zaawansowane algorytmy sterowania: B-BAC (Balance-Based Adaptive Control), ADRC (Active Disturbance Rejection Control), DMC (Dynamic Matrix Control). Pierwszy z nich (B-BAC) stanowi autorskie rozwiązanie kierownika projektu, następnie rozwijane przez cały zespół. Tym samym w całości stanowi rozwiązanie opracowane w Politechnice Śląskiej. Dwa pozostałe to opracowania obce, jednak w wyniku dotychczasowych prac udało się opracować dla nich w pełni funkcjonalne bloki funkcyjne i bloki te stanowią rozwiązanie opracowane w Politechnice Śląskiej. Bloki te realizują niezbędne obliczenia, a także dodatkowe funkcjonalności, niezbędne w praktycznych zastosowaniach przemysłowych. Opracowano także wstępne metody doboru parametrów tych algorytmów na podstawie informacji o procesie. Dzięki temu, po dopracowaniu rozwiązań, mającym na celu podniesienie poziomu gotowości technicznej, możliwe będzie korzystanie z tych bloków podczas implementacji rzeczywistych układów sterowania procesowego. Ich funkcjonalność i łatwość wykorzystania może sprawić, iż stanowić one będą poważną alternatywę dla stosowanych obecnie regulatorów PID. Przyczyni się to do poprawy jakości regulacji w systemach przemysłowych.

Słowa kluczowe:

zaawansowane algorytmy sterowania, poprawa jakości sterowania, praktyczna implementacja, poprawa efektywności energetycznej


Projekt Współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego z programu „Inkubator Innowacyjności +” w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, Działanie 4.4 Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R