Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 30

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  industrial process
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
Radioisotope applications in industrial process inspection and evaluation using gamma-ray emitters provide otherwise unavailable information. Offering alternative gamma-ray sources can support the technology by complementing sources’ availability and radiation safety. This work proposes to replace gamma-ray from radioisotopes with prompt gamma-ray from the interaction of neutrons with stable isotopes injected into the industrial process or with the structural material of the industrial process equipment. Monte Carlo N-Particle Transport Code (MCNP5) was used to simulate the irradiation of two-phase fl ow pipes by 252Cf neutron source. Two simulations were run for each pipe, with and without mixing the liquid phase with the stable isotope 157Gd. The detected gamma-ray spectra were analysed, and images of the two phases inside the pipes were produced. The images were compared to images obtained from simulations of gamma transmission measurement using 60Co. Furthermore, results for prompt gamma computed tomography (CT) were presented and discussed. The studies’ outcomes indicate the potential of prompt gamma-ray to carry out the sealed sources applications of gamma transmission measurements and imaging.
2
EN
Clustering algorithms are usually based on an initial estimate of cores, have performance dependent on the number of clusters and dimension of the data, and are performed offline. Thus, by categorizing a highly coupled sensor network as an industrial plant, it is necessary that all these characteristics are achieved. The article presents an improvement of the TEDA-Cloud, based on the Typicity and Eccentricity Data Analitics (TEDA).Inthisway,theproposed(TEDA-Cloudmodified),methodreducestheamountofstoreddataformergingcoresandspeedsuptheclassification of the presented data.
PL
Algorytmy klastrowania są zwykle oparte na wstępnym oszacowaniu rdzeni, mają wydajność zależną od liczby klastrów i wymiarów danych i są wykonywane w trybie offline. Zatem, poprzez kategoryzowanie wysoce sprzężonej sieci czujników jako instalacji przemysłowej, konieczne jest, aby wszystkie te cechy zostały osiągnięte. W artykule przedstawiono ulepszenie chmury TEDA opartej na analizie typowości i ekscentryczności danych (TEDA). W ten sposób proponowana (zmodyfikowana TEDA-Cloud) metoda zmniejsza ilość przechowywanych danych do łączenia rdzeni i przyspiesza klasyfikację prezentowanych danych.
PL
Rosnący poziom wymagań klientów dotyczących ilości informacji o produkcie, podnoszenia jakości wykonywanych usług oraz łączenia systemów informatycznych wymusza na usługodawcy zastosowanie możliwie najnowszych rozwiązań technicznych. Szczególnym przypadkiem jest laboratorium Centrum Badań Jakości sp. z o.o. (CBJ), wykonujące pomiary m.in. dla KGHM na skalę przemysłową, gdzie finalnym produktem jest informacja. Zbieranie danych o procesie przygotowywania prób do analiz, pomiary oraz optymalizacja procesu dla kilku tysięcy analiz dziennie, przy zróżnicowanych właściwościach fizycznych i chemicznych próbek, nie są możliwe bez automatyzacji procesu. W 2009 r. CBJ wspólnie z firmą Herzog podjął działania mające sprostać nowym wyzwaniom, zakończone otwarciem w 2011 r. nowego budynku z w pełni zautomatyzowanym parkiem maszynowym. Nowa instalacja odpowiada za przygotowywanie próbek geologicznych i flotacyjnych do pomiaru metodą rentgenofluorescencyjną ilościowej zawartości miedzi, srebra oraz innych pierwiastków towarzyszących. Parkiem 30 współdziałających maszyn, w tym 4 robotów przemysłowych, zarządza komputer z dedykowanym oprogramowaniem. Z uwagi na różnorodność badanego materiału autorski system PrepMaster firmy Herzog nie tylko spełnia typowe funkcje HMI, ale przede wszystkim steruje każdą maszyną z osobna oraz ich współpracą. Każdy z badanych materiałów jest jedyny i niepowtarzalny, dzięki czemu system nadzoruje każdy etap przygotowania prób, odpowiada za wizualizację i śledzenie procesu oraz archiwizację danych. Zastosowanie kodów kreskowych do oznaczania unikatowych próbek daje możliwość automatycznego wyboru receptur, zgodnie z technologią pomiaru i życzeniami klientów. Ponadto system nadrzędny ma możliwość wymiany informacji z systemem typu LIMS, służącym do zarządzania badaniami całej spółki oraz do współpracy z klientami. Poprzez zastosowanie dwóch niezależnych linii maszyn dodatkowo uzyskano pewność działania w przypadku awarii. Park maszynowy łączący mechanikę urządzeń, automatyzację procesu i informatyzację spółki przyniósł wiele korzyści, jakimi są: podniesienie jakości wykonywanych usług, zwiększenie liczby wykonywanych pomiarów, podniesienie bezpieczeństwa pracy, lepsza wymiana informacji z klientami.
EN
The increasing level of the clients’ requirements related to the amount of information about the product, improving the quality of the performed services as well as combining the IT systems, demands from the service provider to apply the latest technological developments. CBJ Ltd laboratory is a specific case which runs the tests, among others, for KGHM on mass scale and where the final product is the information. Data collection about the procedure of preparing the samples for the analyses, measurements and the optimization of the process for several thousand analyses daily with varied physical and chemical characteristics of the samples is not possible without the automation of the process. In 2009, together with Herzog company, CBJ undertook the steps to meet the new requirements which ended in opening, in 2011, of the new building with completely automated machinery. New machinery prepares the geological and flotation samples to measure, with the use of X-ray fluorescence, the content of copper, silver and other chemical elements. The park with 30 compatible machines, in this 4 industrial robots, is controlled by a computer with dedicated software. Due to the variety of the examined material, not only does the original system PrepMaster, of Herzog company, perform the typical HMI functions, but mainly steers each machine separately and their cooperation. Each of the examined samples is the only one and unique, thus the system controls each stage of a sample preparation, is responsible for visualization and tracking of the process and its backup. The use of the bar codes to mark the unique samples, enables to choose automatically the recipes according to the measurement technology and the clients’ demands. Moreover the control system can exchange the information with the other one, LIMS system type, which manages the works of the whole company and cooperates with clients. By implementing the two independent sets of machines the ongoing and undisturbed process is ensured, in case there is an emergency. The machine park combining the mechanics of the machines, automation of the process and implementation of the IT solutions has been greatly beneficial, i.e.: the increase of the quality of the services provided, the increase of the amount of performed tests, the increase of the work safety, enhanced information exchange with clients.
4
Content available remote Wybrane aspekty identyfikacji zakłóceń procesu spawania łukowego MIG/MAG
PL
Postępująca automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych wymaga nowych, równie wydajnych i zautomatyzowanych metod kontroli jakości produktu. W przypadku spawania łukowego, oprócz prowadzonego w tym celu pomiaru i biernej rejestracji parametrów procesu, niektóre systemy monitorujące mogą sprawować funkcje automatycznego nadzoru połączonego np. z sygnalizacją przekroczeń, przewidywaniem niezgodności spawalniczych, a nawet ingerencją w pracę maszyny i proces spawalniczy. W artykule przedstawiono wyniki nowych badań nad automatyczną identfikacją zakłóceń procesu spawania łukowego MIG/MAG.
EN
Progressing automation and robotization of industry processes call for increasingly eficient and automated means of product quality control. In the case of industrial arc welding, these new monitoring systems cannot only measure and save process parameters, but can also actively use these measurements to control the process by warning when parameters exceed preset thresholds, dynamically interrupting the welding process, and even predicting defects in the final product. This article presents results for a newly developed method of automatic identification of welding (defects, imperfections) in MIG/MAG processes.
5
Content available remote DATAFORTH – kondycjonery sygnałów
PL
Firma Elmark Automatyka została dystrybutorem sprzętu amerykańskiej firmy DATAFORTH. Producent specjalizuje się w produkcji przemysłowych systemów pomiarowych, kondycjonerów sygnałów oraz konwertery interfejsów szeregowych. Tematem artykułu będą kondycjonery sygnałów.
PL
W artykule omówiono wymagania prawne dotyczące koncentracji pyłu PM10 i PM2,5 oraz metali ciężkich w powietrzu i w emisjach. Przedstawiono stan badań w zakresie identyfikacji wymienionych zanieczyszczeń z instalacji przemysłowych oraz w otoczeniu. Zaprezentowano metodykę otrzymywania próbek pyłów PM10 i PM2,5 emitowanych z procesów przemysłowych oraz analiz metali zawartych w tych pyłach. Omówiono wstępne rezultaty analiz metali dla pyłów PM10 i PM2,5 emitowanych z instalacji cementowych i wapienniczych. Stwierdzono najwyższe zanieczyszczenia dla Zn, Pb oraz Mn, przy czym generalnie zanieczyszczenia z procesu wypalania klinkieru są wyższe niż z wypalania wapna.
EN
The article discusses the legal requirements for particulate matter PM10 and PM2,5 and metal pollution in the air – in emissions and the environment. In addition, research state of pollution of particulate matter and metals from industrial processes and in the environment – in urban and rural areas was presented. The paper presents a methodology for obtaining samples of PM10 and PM2.5 emitted from industrial processes and the analysis of metals in these dusts. The paper shows the preliminary results of the analysis of metals for PM10 i PM2.5 emitted from cement and lime plants. It has been found the highest pollution for Zn, Pb and Mn, and in general greater contaminations from the clinker burning process than from the lime kiln.
PL
Zapewnienie ciągłości procesów przemysłowych jest ważnym aspektem działalności przedsiębiorstwa. Poważnym zagrożeniem dla pewności zasilania i prawidłowej pracy urządzeń przemysłowych jest występowanie zakłóceń elektrycznych oraz obecność wyższych harmonicznych w napięciu i prądzie. Szczególnie wrażliwe na oddziaływanie zakłóceń elektrycznych są układy sterowania maszyn i procesów przemysłowych.
PL
Duże obiekty przemysłowe często wyposażone są w dużą liczbę silników. Każda nieplanowana lub nagła przerwa w pracy napędu może w procesie przemysłowym wywołać zakłócenia, których skutki bywają bardzo kosztowne. Z tego powodu, aby utrzymać ciągłość procesu przemysłowego, konieczne jest zapewnienie niezawodnego zarządzania pracą silników.
PL
W artykule przedstawiono model taśmociągu z zastosowaniem robota przemysłowego. Do wykonania stanowiska wykorzystano moduł NXT 2.0 wyposażoną w 32 bitowy procesor ARM7, sensory dotyku i koloru oraz trzy serwomotory. Stanowisko dydaktyczne może być zastosowane do symulacji typowej aplikacji przemysłowej – sterowanie taśmociągiem oraz nietypowej – sterowanie stałowartościowe prędkością taśmociągu niezależnie od obciążenia. Zastosowanie regulatora PID w algorytmie sterowania umożliwia użycie regulacji stałowartościowej do sterowania prędkością taśmociągu niezależnie od masy transportowanego produktu i kąta nachylenia taśmociągu. Model umożliwia też segregację transportowanych produktów. Dedykowanym narzędziem programistycznym służącym do zaprogramowania kostki NXT jest Lego Mindstorms Education NXT lub RobotC Opisane w artykule stanowisko dydaktyczne może służyć do modelowania procesów przemysłowych w warunkach szkodliwych (np. segregacja odpadów komunalnych) oraz wszędzie tam gdzie przy segregacji elementów zachodzi potrzeba wyeliminowania czynnika ludzkiego.
EN
The paper presents a model of the conveyor belt using an industrial robot. The position used to perform bone NXT 2.0 equipped with a 32-bit ARM7 processor, touch and color sensors and three servo motors. The position of teaching can be used to simulate a typical industrial application – the control of conveyor and unusual - to control the speed of the conveyor belt to constant regardless of the load. Application of PID control algorithm allows the use of a fixed setpoint to control the speed of the conveyor belt, regardless of the weight of the transported material and the angle of inclination of the conveyor belt. The model also allows segregation of transported products. Dedicated development tool used for programming the NXT cube Lego Mindstorms Education is the NXT and RobotC. Described in the article teaching position can be used for modeling of industrial processes in hazardous conditions (eg. Segregation of municipal waste) and other applications where the segregation of the elements necessary to eliminate the human factor.
EN
The aim of this contribution is to focus attention on a new emerging risk known in the literature as Na-Tech risk (Natural-Technological risk). Na-Tech are technological accidents triggered by natural events, these are of particular interest for high risk industries. The magnitude of such an event is much broader than that related to a technological accident and its management is much more complex. Adequate preparedness, proper emergency planning and effective response are crucial for the prevention and mitigation of the consequences of Na-Techs This contribution gives a general overview of the methodologies, that are currently being developed, in order to integrate these types of scenarios into the conventional quantitative risk analysis for chemical and process industry.
PL
Analiza osiowania wałów wykazuje, iż najczęstszą przyczyną uszkodzeń związaną z eksploatacją układów napędowych w przemyśle jest złe osiowanie wałów maszyn współpracujących. Osiowanie wałów jest bardzo istotnym elementem w procesie nadzoru i konserwacji maszyn, pośrednio ma wpływ na „cykl życia” całego układu napędowego również od strony elektrycznej.
EN
Shaft alignment analysis shows that the most common cause of damage connected with the operation of propulsion systems in industry is the poor shaft alignment of cooperation machines. Shaft alignment is a very important element in the process of supervision and maintenance of machines and has indirect effect on the life cycle of the whole propulsion system also from the side of electricity.
12
Content available remote Case - based reasoning approach to control of industrial processes
EN
The main topic of this article is an attempt to the application of the case-based reasoning (CBR) methodology in the domain of control of industrial processes. Fundamental issues concerning CBR are presented as the background for the analysis of the application possibilities. The industrial control system based on the CBR approach process the knowledge concerning past production cases in order to find a case, that is relevant for a control of present production. The found relevant case is being reused in the present problem as a pattern for control of industrial process. The CBR methodology enables also to learn from the solved current problem. Presented in the article analysis of design of the industrial control system with the CBR approach is a basis for implementation of an experimental application.
PL
Głównym tematem niniejszego artykułu jest próba aplikacji wnioskowania opartego na epizodach (ang. Case-based reasoning, CBR) w zakresie produkcji przemysłowej. Prezentowane podstawowe zagadnienia dotyczące CBR stanowią tło dla rozważań dotyczących analizy możliwości aplikacji metodologii. System przemysłowego sterowania bazujący na podejściu CBR powinien przetwarzać wiedzę dotyczącą uprzednio wykonanej produkcji wraz z jej rezultatami w celu wyszukania epizodu we wcześniejszej produkcji, który jest odpowiedni dla sterowania bieżącą produkcją. Wyszukany epizod powinien być powtórnie użyty w bieżącym problemie sterowania, jako szablon sterowania procesem przemysłowym. Metodologia CBR pozwala również na naukę na podstawie bieżących problemów, które są rozwiązywane przez system implementujący tą metodologię. Prezentowane w artykule analizy projektu oraz implementacji systemu sterowania z podejściem CBR stanowią podstawę do implementacji eksperymentalnej aplikacji.
PL
Przedstawiono sposób wykorzystania mikroskopu wysokotemperaturowego do celów poznawczych procesów przemysłowych. Opisano metodę badania pod względem jej zastosowania w wysokiej temperaturze, z uwzględnieniem wpływu atmosfery utleniającej i ochronnej oraz sposobu przygotowania próbki do analizy różnych materiałów. Zaprezentowano wyniki badania w mikroskopie wysokotemperaturowym próbek osadu pyłu odlotowego, pochodzącego z procesu rafinacji kwasu siarkowego, prowadzone w atmosferze powietrza i argonu. Wskazano na możliwość zachodzenia reakcji, których potwierdzenie wymaga przeprowadzenia dodatkowych badań. W wyniku pracy okazał się, że przybliżona ocena procesu i mechanizmu gromadzenia się spieków kotłowych jest możliwa tylko w połączeniu badań w mikroskopie wysokotemperaturowym z badaniami składu chemicznego, fazowego oraz analizą gazów.
EN
The paper presents the advantages of use of high-temperature microscope in order to explain industrial processes. It describes details of test method and application in high temperature including influence of oxidizing as well as protective atmosphere and method of samples preparation, of different materials. It presents the results of tests in high-temperature microscope of samples of dust precipitated from sulfur acid refining process, carried out in atmosphere of air and argon. It remarks on chemical reactions occurrence, leading to sulfates and iron oxide formation, but its confirmation requires of additional tests. Results of work have confirmed fact, that identification of process and mechanism of accumulation of sintered deposit is possible by combination of using high-temperature microscope with chemical, phase and gas analysis.
PL
Głównym celem pracy było przybliżenie świata grafiki 3D, poznanie jego możliwości oddania świata rzeczywistego. Ważnym elementem jest również przedstawienie złożoności prac prowadzących do powstania finalnego produktu. Odwzorowania składają się zwykle z wielu elementów, takich jak obiekty trójwymiarowe i pokrywająca je tekstura. W pracy tej ukazano cały proces twórczy, począwszy od pomysłu, kończąc na postprodukcji. Celem praktycznym pracy było stworzenie wizualizacji, ukazującej ogólnie i w detalu złożoność działań urządzeń technicznych w hali produkcyjnej. Dało to możliwość dalszego poznawania zasad rządzących całą sferą grafiki projektowej. Stworzyło to również podstawy teoretyczne, dzięki którym możliwe stało się twórcze kreowanie własnych wizualizacji, także artystycznych.
EN
Introducing of world to graphics 3 D was a main objective of the work, getting to know his possibility of surrendering real world. Describing the complexity of leading works is also an important component for coming into existence of the final product. They are folding copying oneself usually of around many elements, so as three-dimensional objects and the texture covering them. At this work a creative whole process was portrayed, having begun from the idea, finishing on postproduction. Creating the visualisation, showing generally and in the detail the complexity of action of technical devices in the factory floor was a practical purpose of the work. It gave the possibility of more further getting to know principles ruling the entire class of the design graphics. It also also created theoretical bases, thanks to which creative creating own visualisations became possible, artistic.
PL
Przedstawiono problem emisji trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO) w przedsiębiorstwach przemysłowych. Najgroźniejszymi TZO tworzonymi i uwalnianymi w sposób niezamierzony z procesów termicznych z udziałem substancji organicznych i chloru w wyniku niepełnego spalania lub reakcji chemicznych są: polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i polichlorowane dibenzofurany (PCDD/PCDF), polichlorowane bifenyle (PCB) oraz heksachlorobenzen (HCB). Dostosowanie do surowych norm emisji obowiązujących w Unii Europejskiej jest jednym z głównych wyzwań dla przemysłu krajowego. W najbliższej przyszłości koniecznością staną się badania emisji TZO w polskich przedsiębiorstwach. Przedstawiono w artykule scenariusze BAU+Climate oraz MFTR opracowane dla emisji PCDD/PCDF i PCB. Jako studium przypadku posłużono się sektorem hutnictwa żelaza i stali, w którym przedstawiono możliwości ograniczenia TZO oraz scenariusze tych emisji. Procesy termiczne w przemyśle stalowym powodują wysoki poziom TZO, a szczególnie PCDD/PCDF do środowiska.
EN
The work is presents persistent organic pollutants (POPs) emit from industrial enterprises. Adaptation to the European Union emission standards is the main challenge for national industry. Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs), hexachlorobenzene (HCB) and polychlorinated biphenyls (PCBs) belong to POPs unintentionally formed and released from thermal processes involving organic matter and chlorine as a result of incomplete combustion or chemical reactions. In the nearest future investigations of POPs emission in Polish enterprises will be necessity. In this work it was presented two emission scenarios for pollutants to year 2020: BAU+Climate scenario (Business as Usual with Climate Policies) and MFTR scenario (Maximum Feasible Technical Reduction) for PCDDs/PCDFs and PCBs. It was shown POPs reduction and emission scenarios from iron and steel production as a case study. Steel industry causes high level of POPs, particularly PCDDs/PCDFs.
PL
W procesach przemysłowych bardzo ważne, dla celów bezpieczeństwa, jest wczesne wykrycie oraz szybka reakcja na sytuację wzrostu ciśnienia ponad wartość dopuszczalną. Niekontrolowany wzrost ciśnienia może, poprzez eksplozję lub spust substancji toksycznych do atmosfery, spowodować zagrożenia dla środowiska oraz życia ludzkiego.
EN
This paper covers the theoretical approach and implementation of modelling and parameter estimation methods for processes examined with electrical capacitance tomography systems. Spatial modelling algorithms allow tomographic image reconstruction with the incorporation of the a priori knowledge to the process of inverse problem solution. Temporary modelling algorithms enable one to save temporary dependencies existing in the measurement data and additionally perform reconstructionless direct process parameters estimation. The performance of the developed algorithms was verified for simulation, static measurement data (phantoms) and real, dynamic industrial process measurement data.
PL
Algorytmy przedstawione w tym artykule stanowią przykład zastosowania nowych w tomografii procesowej technik statystycznych opierających się na podejściu stochastycznym. Niewielka liczba danych w postaci informacji pomiarowej pochodzącej z pojemnościowej tomografii procesowej używana jest do rozwiązania problemu odwrotnego przy wykorzystaniu do przetwarzania danych pomiarowych Twierdzenia Bayesa, łańcuchów Markowa i metod Monte Carlo. Zaimplementowane algorytmy modelowania przestrzennego mają za zadanie rekonstrukcję obrazów, natomiast algorytmy modelowania czasowego estymację zestawów parametrów zdefiniowanych w oparciu o zaproponowane dwuwymiarowe modele geometryczne wybranych procesów przemysłowych.
18
PL
Oprogramowanie Proficy HMIJSOACA iFIX w najnowszej polskiej wersji 4.5 PL jest rozbudowanym narzędziem do tworzenia wizualizacji procesów przemysłowych. W swojej bogatej ofercie posiada szereg udogodnień przemawiających na jego korzyść. Utworzenie poprawnie działającej aplikacji wiąże się z szeregiem zadań do wykonania. Przypomina to bieg przez płotki. Proficy HMIJSCADA iFIX 4.5 PL jest systemem, który przygotowuje "bieżnie", dzięki czemu nie trzeba obawiać się o "nierówności trasy".
EN
Three ductile fracture models are presented and applied to simulation of industrial process of bolt head trimming. Numerical simulation is compared with the results of experimental measurement and metalographic analysis of specimens, processed in semi-industrial conditions. Dominant influence of the stress triaxialiry on the predictive reliability of individual fracture criteria in the conditions of shear and shear with compression is documented by the results.
PL
Tematem pracy jest metodologia adaptacyjnego sterowania procesami przemysłowymi B-BAC (Balance-Based Adaptive Control). W tej metodologii dużą wagę przywiązuje się do postaci uproszczonego modelu obiektu sterowania, zapisanego w postaci równania dynamiki pierwszego rzędu i opisującego zmiany wielkości sterowanej. Model ten uzyskuje się na podstawie ogólnych praw zachowania masy lub energii, a wszystkie nieznane nieliniowości i niedokładności modelowania są w nim reprezentowany przez jeden zmienny parametr, który może także obejmować niemierzalne lub trudno mierzalne człony części bilansowej modelu, co pozwala na zmniejszenie liczby wymaganych sygnałów pomiarowych dla zakłóceń (działanie feedforward) i uzyskanie tym samym minimalnej realizacji regulatora B-BAC. Wartość tego parametru pozostaje nieznana i dlatego musi być ona estymowana na bieżąco. W tym celu wykorzystuje się ważoną rekurencyjną metodę najmniejszych kwadratów, i względu na fakt, iż zawsze estymowany jest tylko jeden parametr, metoda estymacji zapisana jest w postaci skalarnej, co sprawia, iż wartość estymowana jest zawsze zbieżna z wartością rzeczywistą, z dynamiką pierwszego rzędu o stałej czasowej zależnej od współczynnika zapominania. W szczególności nie wymaga się stosowania żadnych wejściowych sygnałów nieustannie pobudzających, a wielkość estymowana jest zbieżna nawet wtedy, gdy obiekt pracuje w stanie ustalonym bez żadnych wymuszeń. Takie podejście do modelowania pozwala na ujednolicenie postaci uproszczonego modelu i decyduje o jego ogólności pomimo tego, iż postać ta jest dość mocno sformalizowana. Dotyczy to szczególnie znanej części bilansowej, która musi zawierać w sobie wielkość sterującą. Nie stanowi to jednak istotnego ograniczenia, a zapewnia, iż model ten ma postać afiniczną, co jest pomocne przy wyprowadzaniu prawa sterowania. Drugie ograniczenie jest już bardziej restrykcyjne - wszystkie składowe ujęte w znanej części bilansowej muszą być mierzalne lub znane. Pozwala to na uzyskanie działania feedforward w prawie sterowania w naturalny sposób, wynikający z postaci modelu uproszczonego, ale wymaga wykorzystania większej liczby czujników pomiarowych. Regulator B-BAC uzyskuje się przez zastosowanie metodologii linearyzującej w postaci przeznaczonej do sterowania obiektami pierwszego rzędu do uproszczonego modelu procesu. Po wskazaniu wielkości sterującej możliwe jest wyprowadzenie ostatecznej i jawnej postaci prawa sterowania. Zaimplementowanie go wraz z procedurą estymacji nieznanego parametru reprezentującego nieliniowości i niedokładności modelowania pozwala na efektywne sterowania szeroką gamą procesów przemysłowych. Adaptacyjne własności tego regulatora wynikają z wykorzystania procedury estymacji, która nie wymaga żadnych dodatkowych sygnałów pomiarowych ponad te, które są konieczne do obliczania prawa sterowania. Przedstawione w pracy rezultaty pozwalają uznać, iż metodologia B-BAC jest uniwersalną metodologią sterowania. Przy zachowaniu pewnych ograniczeń jej uniwersalność może być porównywana z uniwersalnością konwencjonalnego regulatora PI. Uzyskuje się więc metodologię syntezy prawa sterowania typu model-based, która, dzięki zunifikowanej postaci modelu bazowego, wykazuje uniwersalność przewyższającą takie metody syntezy regulatora na podstawie fenomenologicznego modelu procesu, jak: PMBC i sterowań linearyzujące i pozwalającą na poprawę jakości sterowania szeroką klasą obiektów przemysłowych. Rozdział pierwszy przedstawia aktualny stan wiedzy na temat sterowania procesami przemysłowymi na podstawie ich uproszczonych modeli fizykalnych. Prezentuje się w nim także ogólną charakterystykę metodologii B-BAC oraz omawia się metody badawcze wykorzystywane w pracy (badania symulacyjne, eksperymenty praktyczne, kryteria oceny przebiegów). Rozdział drugi poświęcony jest podstawom teoretycznym omawianej metodologii. Przedstawia się w nim sposób tworzenia uproszczonego modelu procesu, a następnie wyprowadzenie ogólnej postaci prawa sterowania B-BAC wraz z procedurą estymacji nieznanego parametru. Dalej dyskutowane są podstawowe własności uzyskanego regulatora, takie jak stabilność i analiza zbieżności wartości estymowanej. Omawiane zagadnienia przedstawia się na przykładzie prostego mieszalnika wody zimnej i ciepłej. Wprowadza się także pojęcie minimalnej realizacji regulatora B-BAC, pozwalające na zmniejszenie liczby wymaganych czujników pomiarowych. Zakończenie rozdziału stanowi analiza porównawcza metodologii B-BAC z jednokrokową i wielokrokową regulacją predykcyjną. Dyskutuje się możliwość wykorzystania uproszczonego modelu procesu do wyprowadzenia odpowiednich regulatorów predykcyjnych. W rozdziale trzecim zawarto wyniki symulacyjnej weryfikacji regulatora B-BAC w zastosowaniu do sterowania wybranymi procesami przemysłowymi. Pod uwagę wzięto procesy biotechnologiczne (bioreaktory o parametrach skupionych i rozłożonych), proces neutralizacji, nieizotermiczny reaktor chemiczny z płaszczem chłodzącym oraz przepływowy piec elektryczny. Działanie regulatora B-BAC w pełnej i minimalnej realizacji porównywano z regulatorem PI z programową zmianą nastaw. Tak duża różnorodność rozpatrywanych procesów wskazuje na ogólność proponowanego podejścia, gdyż metodologia B-BAC może być zastosowana do sterowania każdym z obiektów, bez żadnych znaczących modyfikacji. W każdym z rozpatrywanych przypadków wykazano, iż zastosowanie pełnej lub minimalnej realizacji regulatora B-BAC pozwala na znaczącą poprawę jakości sterowania w porównaniu do regulatora PI o stałych lub programowo zmienianych nastawach. Poprawę tę uzyskuje się nawet wówczas, gdy wprowadza się znaczący błąd pomiarowy dla sygnałów zakłócających, uwzględnionych w końcowej postaci prawa sterowania B-BAC i procedury estymacji, co wynika z kompensacyjnych właściwości tej procedury. Rozdział czwarty przedstawia wyniki praktycznej weryfikacji metodologii B-BAC. Dla potrzeb pracy zaimplementowano i przebadano układy sterowania elektrycznym piecem przepływowym oraz zaworem stałoprocentowym. Wyniki badań pozwalają na porównanie działania regulatora B-BAC z konwencjonalnym regulatorem PI i dowodzą, iż omawiana metodologia sterowania nie tylko nadaje się do praktycznej implementacji, ale także, w przypadku elektrycznego pieca przepływowego, pozwala na znaczącą poprawę jakości sterowania. Zakończenie zawiera krótkie podsumowanie uzyskanych wyników oraz najważniejsze wnioski.
EN
This work deals with the B-BAC (Balance-Based Adaptive Control) methodology that is dedicated to control a wide range of technological processes. In this methodology, the most important role plays the simplified model of a process written in the form of the first-order dynamic equation describing a controlled variable. The final form of this model is derived on the basis of the general mass or energy conservation law. All the unknown nonlinearities and modelling inaccuracy are represented in the model by the only one time varying parameter. This parameter can also represent non measurable terms of the known balance part of the model, which allows for limiting the number of necessary sensors for disturbances (feedforward action) and results in the minimum form of the B-BAC controller. The value of this parameter is unknown and thus it has to be estimated on-line. The estimation procedure is based on the weighted least-squares method, which can be written in the scalar form due to the fact that there is always the only one unknown parameter that is to be estimated. This scalar form results in very good accuracy of the estimation procedure - the estimate always converges to its real value according to the first-order dynamics with the time constant depending on the value of the forgetting factor. Moreover, there is no need to apply any additional external excitation signals because the estimate converges even if a process works at the steady state. Such a modelling approach allows for the unification of the form of the simplified model and ensures its generality, even if this form is strictly defined. Especially, a manipulated variable must be included in the known balance part of the model. This limitation is not very restrictive and it results in the affine form of the simplified model, which is a very desirable feature for any model-based approach to the controller synthesis. The second limitation is much more restrictive - all terms of the known balance part of the model must be measurable on-line or known by choice of the user. It ensures that the feedforward action is very easy to implement but it requires the additional sensors for measurable disturbances. The B-BAC control law is derived by applying the linearization technique in the form dedicated for first-order systems to the simplified model of a process. Once a manipulated variable has been chosen, it is possible to obtain the final and explicit form of the controller. The implementation of the B-BAC controller (the final form of the control law together with the estimation procedure for the unknown parameter representing nonlinearities and modelling inaccuracy) allows for the effective control of a wide range of industrial processes. The adaptability of this approach results from the application of the estimation procedure and this procedure requires exactly the same measurement data that is necessary for computing the final form of the control law. The presented results show that the B-BAC methodology can be considered as the general control methodology. In fact, this generality is comparable with the generality of the conventional PI controller with some limitations. It ensures that the suggested methodology can be classified as the model-based approach with the unified form of the simplified model of a process, which ensures that it can be an attractive alternative for the other model-based strategies, such as PMBC or linearizing control, especially because it allows for significant improvement of the control properties. Section 1 presents the state-of-the-art in the field of process control that is based on the simplified physical models. It also introduces the general features of the B-BAC methodology and presents the materials and methods applied in the work (simulation experiments, practical experiments, criteria of the control performance). In section 2, the theoretical approach to the considered methodology is given. It is presented how to derive the simplified model of a process and then how to use this model as a basis for the synthesis of the B-BAC controller and of the estimation procedure for the unknown parameter. The most important properties of this controller are also discussed, such as stability and convergence of the estimation procedure. The simple example of the mixer of cold and hot water illustrates the considered problems. Additionally, the minimum form of the B-BAC controller is introduced, which allows for significant limitation of the necessary number of measurement sensors for disturbances. Finally, the B-BAC methodology is compared with one-step and multi-step predictive controllers. It is discussed if the suggested simplified model of a process can be applied for the synthesis of these predictive controllers. Section 3 consists of the simulation results for the application of the B-BAC controller to the control of the example processes, such as the biotechnological processes (lumped and distributed parameter bioreactors), the neutralization process, the nonisothermal chemical reactor with the cooling jacket and the electric flow heater. The control performance of the minimum form and of the complete form of the B-BAC controller is compared with the conventional PI controller and, if possible, with the PI controller with gain scheduling. The variety of the considered processes proves the generality of the suggested B-BAC methodology because it can be applied to the control of each process without any significant modifications. For every process it is shown that the application of the minimum form or of the complete form of the B-BAC controller allows for the significant improvement of the control performance in comparison to the conventional PI controller or to the PI controller with gain scheduling. This improvement takes place even if the constant measurement bias for disturbing signal is applied to the closed-loop system, which results from the compensating properties of the estimation procedure. In section 4 the results of the practical experiments of the B-BAC methodology are presented. Two cases are considered; the control of the electric flow heater and of the equal percentage valve. The results allow for comparison of the B-BAC controller with the conventional PI controller. They also prove that the suggested control methodology not only can be applied in the practice but also, in the case of the electric flow heater, it allows for the significant improvement of the control performance. Concluding remarks and the short summary complete the work.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.