Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Subset selection for improved parameter identification in a bio-ethanol production process

López D., Barz T., Arellano-Garcia H., Wozny G., Villegas A., Ochoa S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2012

|

R. 109, z. 1-M

137--147

EN

A systematic approach for system identification is applied to experimental data of ethanol production from cellulose. Special attention is given to the identification of model parameters, which can be reliably estimated from available measurements. For this purpose, an identifiable parameter subset selection algorithm for nonlinear least squares parameter estimation is used. The procedure determines the parameters whose effects are unique and have a strong effect on the predicted (measurement variables) output variables. The system is described by a generic process model for the simultaneous saccharification and fermentation including three enzyme-catalyzed reactions. The process model is clearly over-parameterized. By applying the subset selection approach the parameter space is reduced to a reasonable subset, whose estimated parameters are still able to predict the experimental data accurately.

PL

Systematyczne podejście do identyfikacji systemu stosowane jest wraz z doświadczalnymi danymi dotyczącymi wytwarzania etanolu z celulozy. Szczególną uwagę zwraca się na określanie parametrów modelu, które można wiarygodnie oszacować na podstawie ogólnodostępnych pomiarów. W tym celu zastosowano algorytm podzbioru parametru identyfikowalnego służący do nieliniowego szacowania parametrów metodą najmniejszych kwadratów. Procedura ta określa parametry, które dają niepowtarzalne efekty i wywierają silny wpływ na przewidywane zmienne zdolności produkcyjnej (zmienne pomiarów). System ten opisywany jest przez rodzajowy model procesu jednoczesnego scukrzania i fermentacji, wliczając w to trzy reakcje katalizowane enzymowo. Model procesowy jest nadmiernie sparametryzowany. Przy zastosowaniu opisywanego podejścia dana przestrzeń zostaje ograniczona do uzasadnionego podzbioru, którego szacowane parametry pozwalają nadal celnie przewidywać dane doświadczalne.

2

Concurrent reactor engineering, separation enhancement and process intensification; comprehensive UniCat approach for Oxidative Coupling of Methane (OCM)

Godini H. R., Jaso S., Martini W., Stünkel S., Salerno D., Xuan S. N., Song Sh., Setarehalsadat S., Trivedi H., Arellano-Garcia H., Wozny G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2012

|

R. 109, z. 1-M

63--74

EN

For more than three decades Oxidative Coupling of Methane (OCM) process has been investigated as an attractive alternative for cracking technologies for ethylene production and exploiting the huge resources of natural gas. Developing a uitable catalyst and analyzing proper reactor feeding policy, reviewing and deploying the efficient methods in separation and purification of the undesired and desired products, possible energy saving and process intensification in each section, each has been the subject of many researches in the past. In this paper, these aspects will be addressed simultaneously in a general overview of the main research activities performed in the chair of process dynamics and operation at Berlin Institute of Technology under the context of Unifying Concepts in Catalysis (UniCat) project. Moreover, a cost estimation of the industrial scale OCM process guiding the analysis method to address the potentials and disadvantageous of each OCM scenario structure, highlighted the possible process intensifications potentials in case of energy and equipment.

PL

Proces oksydacyjnego sprzężenia metanu (OCM) był przez ponad trzy dekady rozpatrywany jako atrakcyjna alternatywa dla błyskawicznych technologii wytwarzania etylenu oraz eksploatacji ogromnych zasobów gazu naturalnego. Przedmiotem licznych badań prowadzonych w przeszłości były: opracowywanie właściwego katalizatora i analizowanie odpowiednich metod napędzania aparatu reakcyjnego, poznawanie i stosowanie skutecznych metod oddzielania i oczyszczania produktów pożądanych i niepożądanych, możliwości oszczędzania energii i intensyfikacji procesu na każdym z jego etapów. W artykule niniejszym aspekty te będą omawiane jednocześnie w ramach ogólnego przeglądu najważniejszych działań badawczych podejmowanych w Katedrze Dynamiki Działań Procesowych Berlińskiego Instytutu Technologicznego w kontekście projektu Uni- Cat (ujednolicone koncepcje katalizy). Wyciągnięto wnioski konceptualne i podjęto decyzje z wykorzystaniem danych doświadczalnych dostarczonych przez mini-aparaturę grupy UniCat. Ponadto szacowany koszt procesu oksydacyjnego sprzężenia metanu w skali przemysłowej, odnoszącego metodę analizy do zalet i wad każdego ze scenariuszy OCM, uwydatnił możliwość intensyfikacji procesu w zakresie energii oraz aparatury.

3

From data to mechanistic-based models

Cruz-Bournazou M., Arellano-Garcia H., Schoneberger J., Wozny G.

Chemical and Process Engineering

|

2009

|

Vol. 30, z. 2

291-306

PL

Przedstawiono metodę mechanistycznej identyfikacji, która ułatwia efektywną symulację złożonego procesu dynamicznego. Stworzony algorytm dzieli proces na wiele przedziałów, w którym każdy jest symulowany za pomocą innego modelu w celu pokonywania występujących ograniczeń każdego pojedynczego modelu oraz w celu wykorzystania ich możliwości. W metodzie używa się modeli mechanistycznych. Oznacza to lepsze zrozumienie istoty problemu przy wyjaśnianiu dominujących zjawisk wywołujących zachowanie procesu w każdym rozpatrywanym przedziale. Problem tkwi w zdefiniowaniu optymalizacji, której funkcją celu jest funkcja najmniejszych kwadratów błędów. Parametry modelu i wielkość przedziałów zostały oszacowane w celu uzyskania najlepszego dopasowania.

4

Detection of process and sensor faults using model-based approaches in industrial batch processes

Schubert U., Arellano-Garcia H., Wozny G.

Chemical and Process Engineering

|

2009

|

Vol. 30, z. 3

369-388

EN

The pressure to develop new approaches for process control with improved performance leads to the application of model based predictive control methods in a variety of processes. However, the main drawback of implementing these approaches lies in the need for expensive model development. In this work, new prospects for current advanced process control projects in the chemical industry incorporating algorithms for fault detection and identification are presented. The starting point in this contribution stems from a research cooperation work with the Evonik Degussa GmbH at Hanau-Wolfang, Germany. The proposed design approach will show that additional benefit can be made accessible by using process models for fault detection and identification in addition to regulatory control. The considered industrial case studies reveal the improvement and the need for robust symptom generation in potential online applications.

PL

Presja do tworzenia nowych sposobów kontroli procesu o lepszej wydajności prowadzi do zastosowania metod opartych na modelach sterowania predykcyjnego w różnorodnych typach procesów. Jednakże główną wadą tych metod jest kosztowne tworzenie modelu. Przedstawiono nowe propozycje projektów dotyczące złożonych procesów kontroli w inżynierii procesowej zawierające algorytmy wykrywania i identyfikacji uszkodzeń. Punkt wyjścia wywodzi się ze wspólnej pracy badawczej z firmą Evonik Degussa GmbH z Hanau-Wolfgang, Niemcy. Zaproponowana metoda projektowania pokazuje, że można uzyskać dodatkowe korzyści przez użycie wdrożonych modeli procesu do wykrywania i identyfikacji uszkodzeń mimo sterowania kontrolnego. Przedstawiony przypadek przemysłowy ukazuje polepszenie i potrzebę generowania symptomów w potencjalnych aplikacjach online.

5

From data to mechanistic-based models

Cruz-Bournazou M., Arellano-Garcia H., Schoneberger J., Wozny G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 5-M

45-56

EN

In this work, an Approach to Mechanistic Identification is proposed which facilitates an efficient simulation of complex dynamic processes. The developed algorithm divides the process in multiple intervals each of which is simulated by a different model in order to overcome the limitations of every single model and to take advantage of its capacities. Furthermore, the approach applies mechanistic models. By this means it enables a better understanding of the process subject to study by clarifying the predominant phenomenon inducing the process behaviour in each considered interval. The problem is set as an optimization problem whose objective function is a least square error function. The parameters of the model and the size of the intervals are estimated to find the "best" fit.

PL

W niniejszym artykule zaproponowano założenia mechanistycznej identyfikacji dla skutecznej symulacji złożonych, dynamicznych procesów. W opracowanym algorytmie proces podzielono na przedziały czasowe, w których przebiegające procesy opisane są stosownymi, różnymi, modelami. Zastosowanie mechanistycznego podejścia umożliwia lepsze zrozumienie procesu i określenie dominującego zjawiska określającego jego przebieg. Problem zastosowano w optymalizacji, gdzie parametrem jest błąd funkcji określany metodą najmniejszych kwadratów. Parametry modelu i długość przedziałów czasowych szacowane są dla zapewnienia najlepszego dopasowania.

6

Application of model-based failure detection and identification to industrial production

Schubert U., Arellano-Garcia H., Wozny G.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 5-M

261-274

EN

In this work, new prospects for current process control in the chemical process industry with application of model based predictive methods are presented. The data from a research cooperation work with the Evonik Degussa GmbH at Hanau-Wolfang, Germany let authors work out the models for failure detection and identification besides the basic regulatory control. The data derived from existing controllers, which make use of the predictive functional control method, is an attempt to define lower limits for model quality that is necessary to fulfill the secondary task satisfactory.

PL

W artykule przedstawiono nowe perspektywy bieżącego sterowania procesami w przemyśle chemicznym z zastosowaniem prognozowania opartego o rozwój precyzyjnych modeli. Wykorzystano dane z instalacji Evonik Degussa GmbH at Hanau-Wolfang, Germany, które pozwoliły, poza usprawnieniem sterowania, na wprowadzenie systemów identyfikacji i wykrywania awarii. Wykorzystując informacje z istniejących czujników sterowania predykcyjnego opracowano precyzyjny model jakościowy.