Hannover Messe nu med INTERKAMA - Teknik og Viden

More documents

Recommendations

Info

44 januar/februar 2004 Simulering kan spare både tid og penge ved optimering af procesanlæg Med et computerbaseret simuleringsprogram kan der både spares penge og tid ved design, indregulering og optimering af procesanlæg samt ved oplæring og træning af drifts- og vedligeholdspersonale. Af John Steenfeldt-Jensen PROCESSTYRING. Ingeniør Boye Henning Lauritzen, Ingeniørhøjskolen Odense Teknikum, har arbejdet både praktisk og teoretisk med indregulering og optimering af automatiske procesanlæg i mere end 20 år. De erfaringer han har fået herigennem, har nu resulteret i et computerbaseret simuleringsprogram, der både kan spare penge og tid ved design, indregulering og optimering men også skaber uddannelsesmateriale i forbindelse med oplæring og træning af drifts- og vedligeholdspersonale. Mos i græsplænen - Snart er der igen mos i vores græsplæner. De største og årligt tilbagevendende angreb ses typisk, hvor moset bekæmpes med sprøjtemidler. Men den effektive vinderplan er at sikre mere sollys eller strø sand, kalk, gødning på plænen, indtil græsset har fået bedre betingelser end moset. Samme tankegang kan bruges på optimering af automatisk styrede fabrikker, siger Boye Henning Lauritzen. Optimering fra fabriksgulvet - Optimeringstiltag, der kommer fra ledelsen, er konstant tilbagevendende arbejde, hvis de skal bevare effekten. Investeres der derimod i optimering af arbejdsbetingelser på fabriksgulvet, så operatører og driftspersonale får maksimalt overblik og magt over situationen, vil mange optimeringstiltag komme fra fabriksgulvet. Den økonomiske gevinst opnås ved at de bedre arbejdsbetingelser vil give mindre stress og frigøre driftspersonalet til at deltage mere konstruktivt i optimerings- og vedligeholdelsesaktiviteterne. Det fører til, at mange driftsstop kan forhindres, planlægges og minimeres. På automatiserede fabrikker, der arbejder med "batch" og "just in time" -produktion i alle døgnets timer, bliver ikkeplanlagte driftsstop dyre. Samtidig med indførelse af mere og kompleks automation på fabrikkerne, bliver antallet af operatører og service personale tilsvarende reduceret. Derfor er der ikke altid personale til at overvåger eller gribe ind og rapportere fejl. Det øger kravene til, at styring, regulering og overvågning også er valideret i fejlsituationer, påpeger Boye Henning Lauritzen. Penge at tjene på brugervenlighed - Det er almindelig kendt, at det ofte er meget forskelligt hvad et anlæg teoretisk kan producere, og hvad det faktisk producerer. Produktiviteten er meget afhængig af, hvor bruger- og servicevenligt anlægget er, og hvordan det opleves af operatørerne. Der er altså penge at tjene på at optimere brugervenligheden. Det betyder eksempelvis at procesautomatiseringen er sikker og robust over for fejltilstande, at det er nemt at operere og fejlsøge på anlægget (målepunkter, proces- og styringstilstande er alle observerbare), at styringen er fleksibel over for omlægninger af produktion og operatørønsker samt at det er operatøren, der har magten. Det er procesautomatiseringens opgave, at gøre det så nemt som muligt for operatøren, så han kan koncentrere sig om løsning af de unormale situationer. Ikke alt virker som planlagt - Generelt er "Supervisory Control And Data Acquisition" design udført efter, at alt fungerer som planlagt. Men det er i de unormale situationer med driftsstop og stress, der er brug for et robust og gennemarbejdet design, der også kan være til hjælp for driftspersonale under fejlsøgning og planlægning af vedligehold. Da SCADA design ofte ikke opfylder de reelle behov, er der et stort øko- ▲ Systemtegning af blandetank nomisk incitament til at forbedre kommunikationen mellem operatører, ingeniører og de økonomiske ansvarlige. I det praktiske liv er det i de fleste tilfælde operatører og driftspersonale, der gennem hverdagsobservationer er kilde til at optimere drift og vedligehold. Men for at sikre, at en observation resultere i en ændring, der også opfylder procestekniske og økonomiske forventninger og krav, må man bruge et effektivt kommunikationsværktøj,understreger Boye Henning Lauritzen. Simulering er fremtidssikring - Et sådant, effektivt værktøj er software til at simulere anlæg. Simuleres et fabriksanlæg før og efter en ændring, vil det forbedre kommunikationen mellem økonomifolk, ingeniører og praktikere. Udviklingen af et program til simulering er en fremtidssikring. Med et sådant program får man dokumentation for, at processen i samspil med instrumentering og styring er forstået og dokumenteret i alle detaljer før implementering. Herved minimeres risikoen for fejl og forsinkelser. Samtidig er en procesoptimering ▲ Boye Henning Lauritzen: - Det er almindelig kendt, at det ofte er meget forskelligt hvad et anlæg teoretisk kan producere, og hvad det faktisk producerer. Produktiviteten er meget afhængig af, hvor bruger- og servicevenligt anlægget er, og hvordan det opleves af operatørerne. Der er altså penge at tjene på at optimere brugervenligheden. langt mere attraktive, når simulering kan dokumentere gevinst og forbedret funktionalitet før ændringerne udføres. Fælles platform - Simuleringen kan også være en del af beskrivelsen af produktionsprocessen i hele dens levetid og være en fælles platform for både teoretikere og praktikere. Ved eksempelvis at simulere planlagte ændringer først, kan man herved minimere risikoen for fejl og tidsoverskridelser ved ændringer af PLC-styringer på producerende anlæg. Ved et nyt anlæg er simulering egnet som alternativ og supplement til den sædvanlige dokumentation som eksempelvis "Case" værktøjer, proces- og instrumentdiagrammer, procesflow kalkulationer, skitser, beskrivelser, etc. procesanlæg. Eksemplet beskriver temperaturstyringen af en blandetank for batchproduktion. Produktet i tanken er en 80 ºC varm sukker-olie blanding, der krystalliserer, hvis temperaturen falder til under 65 ºC. Anlæggets funktion er betinget af, at det kører i døgndrift, og at blandingens temperatur holdes inden for +/- 1/2 ºC. Tanken påvirkes af ulineære tab, der stammer fra variabel mængde recirkuleret og derved afkølet tankindhold, forklarer Boye Henning Lauritzen. - Blandingen opvarmes ved hjælp af et varmelegeme på 200 kW i beholderen, men også mikseren tilfører blandingen varme. Til afkøling bruges et kølelegeme også med en effekt på 200 kW. Også recirkulationslinien afkøler produktet når den er i funktion. De tilførte væsker har en temperatur på cirka 20 ºC. Varme- og kølelegemerne styres on/off og har betydelig eftervarme. Beholderen står på en vejecelle, der registrerer vægten af indholdet i beholderen. Skærmbillede i simuleringsprogram for blandetank. Ved at indtaste værdierne for belastning (load) og varmetilførsel (power) kan de forskellige indsvingningsforløb og temperaturen i tanken Et praktisk eksempel aflæses på skærmbilleder- - Et konkret og virkeligt ne til højre for systemdia- eksempel kan vise, hvorgrammet. Den viste situadan simulering kan billigtion er ved 100 % belastgøre optimeringen af et - i ning og 100 % varmetil- princippet - ret enkelt førsel. ▼ ▼
Fire måneders arbejde - Ved idriftsættelsen viste det sig, at temperaturkontrollen var periodisk ustabil cirka én gang om ugen og altid i nattetimerne. Gennem fire måneder, hvor fabrikken havde reduceret produktion, blev der arbejdet på problemet - uden brug af simuleringsværktøj. For at løse problemet uden brug af simulationsprogram, måtte vi validere processen, instrumentering, mand-maskine interface og PLC-programmer på den løbende produktion. Efter brug af 560 timer blev problemet løst på en sikker måde ved at indføre et 1/2 ºC - dødbånd som input til PI kontroller. Hurtigere og bedre løsning - I dag, efter 80 timers udvikling af simulationsprogram, vil et tilsvarende problem kunne løses bedre, hurtigere, med mindre stress og med mindre risiko for at skade udstyr og produktion. Samtidig havde man undgået et fald i produktionen på cirka 10 % i den periode hvor anlægget var under indregulering. En simulering viser, at den valgte løsning med on/off styring er tæt på optimal ved 100 % tankindhold og 100 % varmer/køler kapacitet. Ved 1 % tankindhold og 100 % varmer/køler kapacitet er systemet på grænsen af ustabilt, mens det er stabilt ved 1 % tankindhold og 1 % varmer- 21 % køler kapacitet, forklarer Boye Henning Lauritzen. - Med den viden vi har nu - og som en simulering ville have vist - kunne problemet være løst på en bedre måde med en meget enkel regulering. Den idriftsatte PI regulator, der var fundet egnet til styring af fuld tank, beholdes og modificeres 'Ad Hoc'. Herved kan ulinearitet, der skyldes varierende tankindhold, elimineres ved at effekten på varmer/ køler reduceres lineært med vægten af tank (i regulatorens proportional- bånd). Ulinearitet, der skyldes start/stop af omrører- og recirkulationsmotor elimineres ved at sende estimerede stigende eller faldende værdier direkte til proportional- og integratorparametrene i PID regulatoren. Samtidig kan dødzonen for temperaturregulatoren minimeres. Simulering skaber overblik - Eksemplet illustrerer, hvordan et software produkt kan simulere en hændelse, så operatører, ingeniører og ledelse kan se de forventede resultater af optimeringstiltag allerede fra planlægningsfasen og videre over udviklings-, idriftsættelses- og driftsfasen til vedligeholdelsesfasen. Endvidere får de et ideelt dokumentations- og øvelsesmateriale til uddannelse af driftspersonalet, slutter Boye Henning Lauritzen. Yderligere oplysninger kan fås hos Boye Henning Lauritzen på e-mail: boye@vip.cybercity.dk eller på tlf. 26 37 09 30 ▲ Skærmbillede i simuleringsprogram for blandetank ved 1 % belastning og 100 % varmetilførsel. I denne situation resulterer tidsforsinkelsen i opvarmning og nedkøling i at regulatoren forsøger at opvarme og afkøle tankindholdet samtidigt. Sikkerhedskoblinger ZF Danmark ApS præsenterer en sikkerhedskobling med tætning mod miljømæssige påvirkninger specielt egnet til anvendelse i maskiner til fødevareindustrien. Koblinger. I specielle produktionsmiljøer - som for eksempel fødevareindustrien - bør de sikkerhedskoblinger, der er monteret i maskinerne beskyttes mod de mange forskelligartede påvirkninger, de bliver udsat for i form af aggressive rengøringsmidler, overskylning med forskellige væsker og eller partikler af højst forskellig størrelse og konsistens. R+W har løst dette problem ved at montere en O-ring på koblingshuset og forlænget den bevægelige tastering, sådan at denne når hen over Oringen og dækker koblingens udløsermekanisme. Samtidig fastholdes indbygningsmålene, så de er helt identiske med standardkoblingen. En yderligere fordel er, at smøremidlet forbliver inden i koblingen. Den bliver ikke udvasket, ligesom tidligere anvendte afdækninger og afskærmninger med ofte meget fantasifulde udformninger. Det er nu en saga blot. De stænk- og støvtætte sikkerhedskoblinger er naturligvis anvendelige i forbindelse med rentrums-produktion. De vil med fordel også kunne anvendes i meget støvfulde miljøer. R+W´s komplette program af sikkerhedskoblinger le-veres for udkoblingsmomenter fra 0,1 Nm til 1.500 Nm. Desuden kan hele programmet også leveres i rustfrit stål. KJS januar/februar 2004 45 Automationsleverandørernes webside Pneumatiske løsninger på verdensplan www.norgren.com www.rietschle.dk www.linak.dk www.instrument.dk FLOW FUGT TRYK GAS www.hhinstruments.dk www.multiconnect.dk www.kabelshop.dk www.dol-sensors.com www.7t.dk www.brodersen.dk www.teknikogviden.dk Webredaktør Anker Knudsen – telefon 59 91 23 10
Page 1 and 2: 29. årgang Januar/februar 2004 nr.
Page 3 and 4: Fuld fart på Automatik 2004 Stor i
Page 5 and 6: Ny milliardfond skal styrke dansk h
Page 7 and 8: Farten sat op i populært el-tegnep
Page 9 and 10: januar/februar 2004 Nyt program: Ov
Page 11 and 12: Slangepumper udmærker sig ved at k
Page 13 and 14: ▲ Fig. 3 DeltaV’s fortolkning a
Page 15 and 16: SIGNALS THE BEST • RTD • Termoe
Page 17 and 18: Hydrostatiske niveautransmittere Me
Page 19 and 20: 66 12 38 20 · FINGERSPITZ* Rittal
Page 21 and 22: En ny serie af kompakte flowmålere
Page 23 and 24: Nye flowmålere til dosering Efter
Page 25 and 26: og differenstrykmåling S sætter n
Page 27 and 28: Et værktøj til konfigurering og o
Page 29 and 30: Flere norske og svenske virksomhede
Page 31 and 32: Fuld fleksibilitet i procesovervåg
Page 33 and 34: Driftsikkerhed og pålidelighed kob
Page 35 and 36: januar/februar 2004 Ny frekvensomfo
Page 37 and 38: Linket mellem ventilterminal og den
Page 39 and 40: Vaihinger væskestandsvisere Kvalit
Page 41 and 42: DR Byen tørlægges Grundfos har le
Page 43: januar/februar 2004 Automationsleve
Page 47 and 48: Serviceaftale minimerer nedetid i p

Hannover Messe nu med INTERKAMA - Teknik og Viden

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?