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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter (O) April 12, 2017

Praktische Anwendung einer hybriden ereignisbasierten Regelung an einer industriellen Kläranlage

Practical application of a hybrid event-based control of an industrial wastewater treatment plant
  • Christian Stöcker

    Christian Stöcker ist seit seiner Promotion 2014 auf dem Gebiet der ereignisbasierten Regelung physikalisch gekoppelter Systeme im Fachzentrum für Automatisierungstechnik der BASF SE in Ludwigshafen tätig. Seine Hauptarbeitsgebiete umfassen Prozessleitsysteme und die Entwicklung umfassender Automatisierungskonzepte.

    BASF SE, 67056 Ludwigshafen am Rhein

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    and Matthias Roth

    Matthias Roth ist seit seiner Promotion 2010 auf dem Gebiet Fehlerdiagnose ereignisdiskreter Systeme im Fachzentrum für Automatisierungstechnik der BASF SE in Ludwigshafen tätig und leitet dort die Fachgruppe „Advanced Process Control (APC)“. Neben klassischen APC-Themen wie aus den Gebieten Basisregelung, MPC oder RTO bearbeitet die Fachgruppe auch Fragestellungen aus dem Bereich Prozessdatenanalyse.

    BASF SE, 67056 Ludwigshafen am Rhein

Zusammenfassung

Dieser Beitrag behandelt die praktische Umsetzung einer Regelung der Ammoniumkonzentration in der biologischen Abwasserreinigung der Kläranlage der BASF. Das System wird über zwei Typen von Aktoren beeinflusst, die kontinuierlich bzw. diskret arbeiten, und weist damit das Verhalten hybrider dynamischer Systeme auf. Es wird die praktische Anwendung eines Ansatzes zur hybriden ereignisbasierten Regelung vorgestellt, der um Mechanismen zur besseren Störkompensation und zum Umgang mit Stellgrößenbeschränkungen erweitert wird. Die Ergebnisse der praktischen Erprobung dieses Regelungsansatzes zeigen, dass der Arbeitspunkt des Systems an die Störung adaptiert und somit die Regelgüte gegenüber einem heuristischen Regelungsansatz deutlich verbessert wird.

Abstract

This paper deals with the practical realization of the control of ammonium concentration at the BASF waste water treatment plant. The plant is influenced over two types of actuators, which are controlled in a continuous or discrete manner and, thus, is a hybrid dynamical system. The practical application of a hybrid event-based control approach is presented, which is extended by mechanisms for improved disturbance rejection and actuator saturation. The results of practical tests show that the controller adapts the operating point of the system to the disturbances and, by this considerably improves the disturbance rejection behavior of the system compared with a previously applied heuristic control approach.

Über die Autoren

Christian Stöcker

Christian Stöcker ist seit seiner Promotion 2014 auf dem Gebiet der ereignisbasierten Regelung physikalisch gekoppelter Systeme im Fachzentrum für Automatisierungstechnik der BASF SE in Ludwigshafen tätig. Seine Hauptarbeitsgebiete umfassen Prozessleitsysteme und die Entwicklung umfassender Automatisierungskonzepte.

BASF SE, 67056 Ludwigshafen am Rhein

Matthias Roth

Matthias Roth ist seit seiner Promotion 2010 auf dem Gebiet Fehlerdiagnose ereignisdiskreter Systeme im Fachzentrum für Automatisierungstechnik der BASF SE in Ludwigshafen tätig und leitet dort die Fachgruppe „Advanced Process Control (APC)“. Neben klassischen APC-Themen wie aus den Gebieten Basisregelung, MPC oder RTO bearbeitet die Fachgruppe auch Fragestellungen aus dem Bereich Prozessdatenanalyse.

BASF SE, 67056 Ludwigshafen am Rhein

Danksagung

Die Autoren danken Peter Gutzler und Thomas Chmielecki für die Unterstützung bei der Implementierung, Inbetriebnahme und Optimierung der ereignisbasierten hybriden Regelung an der Kläranlage der BASF in Ludwigshafen und Achim Böhm, Sebastian Petzet und Carsten Liebig für anregende Diskussionen und wertvolle Anmerkungen zur Implementierung des Regelungskonzepts unter Berücksichtigung einiger praktischer Randbedingungen.

Erhalten: 2017-1-16
Angenommen: 2017-2-24
Online erschienen: 2017-4-12
Erschienen im Druck: 2017-4-29

©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston

Downloaded on 29.3.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/auto-2017-0002/html
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