|
|
| |
|
| |
|
 |
|
| |
Redaktion: Dirk Abel, Ulrich Epple, Gerd-Ulrich Spohr
Integration von Advanced Control in der Prozessindustrie
Rapid Control Prototyping
erschienen April 2008
326 Seiten, 150 Abb., Gebunden
WILEY-VCH Verlag GmbH | ISBN: 3527312056
| |  | 135.00 EUR |  | | |
|
|
|
|
| |
Innerhalb 24 Stunden versandfertig. Expressversand: In Deutschland versandkostenfrei | Österreich: 4 € | Schweiz: ab 4 € | Europaweit ab 6 €. Versandkostenübersicht weltweit. Alle Preise inkl. MwSt. |
|
|
Ähnliche Bücher anzeigen
|
|
|
| |
| |
| VORWORT | öffnen |
|
Vorwort Zunehmende Komplexität und Flexibilität verfahrenstechnischer Produktionsanlagen, aber auch steigende Qualitäts-, Umwelt- und Rentabilitätsanforderungen machen den Einsatz intelligenter Verfahren der Automatisierungs- und Leittechnik notwendig. Dieses betrifft nicht nur die oberen, der Unternehmens- und Produktionsleitung nahestehenden Ebenen der Automatisierungspyramide, sondern gilt auch vermehrt in den unteren Ebenen der prozessnahen Regelungen und Steuerungen. Als Beispiele solcher i...
[weiter lesen]
|
|
|
| KLAPPENTEXT | öffnen |
|
Das erste Buch, das Rapid Control Prototyping zur zeitnahen und effizienten Umsetzung von Steuerungsverfahren für verfahrenstechnische Anlagen beschreibt! Aufgrund zunehmender Komplexität verfahrenstechnischer Prozesse und steigender Qualitäts-, Umwelt- und Rentabilitätsanforderungen kommt dem Einsatz intelligenter Verfahren der Automatisierungs- und Leittechnik eine ständig wachsende Bedeutung zu. Unter den Verfahren des Advanced Control, d.h. den höheren Regelungsmethoden, haben sich dabe... [weiter lesen] |
|
|
| AUTOR | öffnen |
|
Professor Dr.-Ing. Dirk Abel studierte Maschinenbau in Aachen und schloss 1987 sein Studium mit der Promotion ab. Während seiner Zeit als Oberingenieur am Institut für Regelungstechnik habilitierte er sich. Von 1993 an arbeitete er für fünf Jahre als Project Manager bei der Hoechst AC, drei weitere Jahre füllte er die Position des Geschäftsführers der DBT Automation GmbH aus. In 2001 übernahm Dirk Abel die Position eines Professors und des Direktors am Institut für Regelungstechnik in Aachen. D... [weiter lesen] |
|
|
| INHALTSVERZEICHNIS | öffnen |
Inhaltsverzeichnis
1 Motivation
1.1 Regelungstechnik 1
Dirk Abel
1.1.1 Rapid Control Prototyping (RCP)2
1.1.2 HW/SW-in-the-Loop-Simulation 5
1.2 Leittechnik 7
Ulrich Epple
1.2.1 Entwicklungsebenen der Leittechnik 7
1.2.2 Entwicklungstendenzen Basissystemebene 9
1.2.3 Entwicklungstendenzen Anwendungsebene 10
1.2.4 Zusatzfunktionen 12
1.2.5 Entwicklungstendenzen im Bereich der leittechnischen Systemdienste 14
1.2.6 Gesicherte Funktionsebenen 14
1.2.7 Wächterfunktionalität für die Auslegungsebene 17
1.3 Leitsysteme 19
Gerd-Ulrich Spohr
1.3.1 APC-Anwendungen in Prozessleitsystemen 19
1.3.1.1 Historische Entwicklung der Prozessleitsysteme 19
1.3.1.2 Technische Realisierung von APC-Anwendungen 21
1.3.1.3 APC-Anwendungstypen 23
2 Methoden der Regelungstechnik
2.1 Regelungsstrukturen 27
Manfred Enning
2.1.1 Vorbemerkungen 27
2.1.2 Erweiterte einschleifige Regelungsstrukturen 31
2.1.2.1 Vorregelung 32
2.1.2.2 Störgrößenaufschaltung 32
2.1.2.3 Hilfsstellgröße 33
2.1.2.4 Hilfsregelgröße 35
2.1.2.5 Kaskadenregelung 36
2.1.2.6 Vorsteuerung und Führungsgrößenfilter 37
2.2 Mehrgrößenregelung 39
Manfred Enning
2.2.1 Kopplung von Regelkreisen 39
2.2.2 Entkopplungsregler 42
2.3 Zustandsraumverfahren 44
Manfred Enning
2.3.1 Zustandsraumbeschreibung 44
2.3.2 Zustandsregelung 49
2.3.3 Zustandsbeobachter 51
2.3.4 Zustandsregelungen auf Leitsystemen 53
2.4 Softsensoren 54
Manfred Enning
2.5 Model Predictive Control (MPC)56
Bernd-Markus Pfeiffer
2.5.1 Eigenschaften und Vorteile von Prädiktivreglern 57
2.5.2 Funktionsprinzip 63
2.5.3 Internal Model Control (IMC) als Regelsystemstruktur 64
2.5.4 Klassifikation von Prädiktivreglern 66
2.5.4.1 Verwendete Modelltypen 67
2.5.4.2 Schlanke und große Prädiktivregler (ohne/mit Online-Optimierung)68
2.5.5 Algorithmus am Beispiel des Dynamic Matrix Control (DMC)
2.5.5.1 Eingrößenfall 69
2.5.5.2 Mehrgrößenfall 72
2.5.6 Warum eignet sich TIAC als Plattform für MPC?77
2.6 Flachheitsbasierte Regelung und Steuerung 78
Thomas Paulus
2.6.1 Systemdarstellung und Entwurfsaufgabe 80
2.6.2 Flachheitsbegriff und Eigenschaften flacher Systeme 81
2.6.2.1 Nicht-Eindeutigkeit des flachen Ausgangs 82
2.6.2.2 Bestimmung von Ruhelagen 83
2.6.2.3 Entkopplung 83
2.6.2.4 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit flacher Systeme 84
2.6.2.5 Defekt nicht flacher Systeme 85
2.6.2.6 Bestimmung eines flachen Ausgangs und Nachweis der Flachheit 86
2.6.3 Flachheitsbasierte Lösung der Entwurfsaufgabe 87
2.6.3.1 Vorsteuerungsentwurf und dynamische Systeminversion 90
2.6.3.2 Regelung durch Zustandsrückführung 93
2.6.3.3 Regelung durch Gain-Scheduling 96
2.6.4 Realisierung des Trajektoriengenerators 102
2.6.4.1 Trajektorienplanung durch Lösung eines Gleichungssystems
[weiter lesen] |
|
|
|
|
| REGISTER | öffnen |
Stichwortverzeichnis
AAblaufsteuerung 24, 155, 169-171
Ablaufsystem 10, 166
ACPLT 10, 248
- Kernmodell 248-249
- FB 248, 259-260
- KS 248, 250-256, 259, 262
- OV 247-248, 250, 256-259
Advanced Control 1-2, 17, 61-62, 78, 223227, 229-232, 264-269, 273, 314
Advanced Process Control siehe Advanced Control Affin 66
Aggregatzustand 281
Aktivierungsenergie 279
Aktivierungsenthalpie 279
Aktivität 283
Aktivitätskoeffizient 283
Aktor 20, 24, 143-144, 147-149, 174, 176182, 189-194, 196-198
Aktoreinheit siehe Aktor
Ampholyt 285
Anlagenhierarchie 151, 153
Anti-Reset-Windup 29, 301, 303, 306
Anwendungsebene 7, 8, 10
Anzeigefunktion 144
APC siehe Advanced Control Arbeitspunkt 59, 60, 79, 84, 97-98, 226, 305-306, 313
Arbeitszustand (WOST) 212-214, 235-236, 244-245, 303
Archivierfunktion 144, 174
Arrhenius-Beziehung 280-281, 288, 305
Arrheniustheorie 279
ARW siehe Anti-Reset-Windup
Aufbautechnik 19, 146-147, 149
Auftrag 122, 187, 191, 197-198
- geber 116, 187-188
- nehmer 117, 187-188, 191
- sschnittstelle 18, 187
Ausgang
- flacher 82-83, 86-87, 88-90, 92-95, 104-108, 293-294, 296, 306
- sregelung 100
- ssteuerbarkeit 84, 92
Auslegungsebene 15-19
Autark 147, 149, 155, 191
Automatisierungsalgorithmus 109, 113-114, 118, 121, 131
Automatisierungsgrad 145-146
Autopyrolyse 283
BBase 284
Basenkonstante 285
Basisfunktion 104-106
Basissystemebene 7-9, 14
Batch 154-155, 171, 177, 197
Baugruppe
- Einzelsteuer 149
- Feldbus 149-150
- Interface 149
Bearbeitungszyklus 168, 231, 260
Bedienfunktion 144, 156
Begrenzung 59, 119, 224, 237, 241-242, 246, 272
Beobachtbarkeit 84, 87, 290, 293
Beschränkung 57, 68, 79, 89
Betriebsleitebene 23
Betriebsschnittstelle 206, 231, 234, 236, 239, 266, 270, 303
Betriebszustand (OPST) 189, 209-215, 234, 236
Bottom-Up 196
Bussystem 21, 44, 53, 157, 159-161, 168
CC-Code 113, 117, 126-131, 134, 273
CAD 110-111
CASE 111, 113
Codegenerierung
- automatische 111, 117, 122-125, 128129, 131, 273-274
COM-Schnittstelle 133
Computer Aided 110-111
Continuous Function Chart (CFC) 171, 242
Control Performance Monitoring 24, 61
DDatentyp 119, 230, 236-237, 239-240, 242, 251, 261
Defekt nicht flacher Systeme 85-86
Detaillierungsgrad 114
Dissoziation
- elektrische 282-284, 288
- skonstante 282-283
- sstufe 287-288
Dokumentation 117, 138
dSPACE 113, 128-129
Durchtrittsfrequenz 297
Dymola 126, 128
Dynamic Matrix Control 69
- Eingrößenfall 69-72
- Mehrgrößenfall 72-77
EEchtzeitprogrammierung 124
Eckfrequenz 297
Eigenwert 46, 50, 94-96, 296
- vorgabe 94
Einzelfahrweise 204, 206
Elektroneutralitätsbedingung 286-287
Engineeringstation (ES) 224
Entkopplung 42-44, 83, 92
- sglied siehe Entkopplungsregler
- sregler 42-44
Entwicklungsprozess 1-5, 109-117, 120, 130, 138
Entwurf
- modellgestützter 111, 130-sschritt 97-98, 110
- sumgebung 121, 131, 137
FFahrweise 145, 186, 188-190, 200, 203-206, 209-210, 233
Flachheit 79, 92, 292-293
- differenzielle 81-82
- Nachweis 86-87
Führungseinheit 178-182, 186-193, 195200, 207-210, 212
Führungsfunktion 143-145, 174-176, 178179, 183, 189, 191-193, 195-196, 233
- Ablauf 175-176
- Nachführ 176
Führungsgrößenfilter 32, 37-39
Führungskonzept
- hierachisches 175, 182, 207-208
Führungsverhalten 35, 37, 39, 44, 195, 298
Funktionsbaustein 21, 78, 130-131, 162-168, 170-171, 203, 208, 227-230, 239-248, 2562...
Funktionsebene
- gesicherte 14-17
GGain-Scheduling 88, 96-97, 100-101, 278, 292, 296-299, 301, 311
Geschwindigkeitskonstante 279-280
Gleichgewichtskonstante 281-282, 285
Gleichungssystem
- implizites 80
Gliederung
- hierarchische 145-146, 152
Gütefunktion siehe Gütekriterium Gütekriterium 51, 59, 68, 71-72, 308, 311, 313
HHand-Fahrweise 60
Hardware-in-the-Loop-Simulation 6, 118119, 121, 128, 138, 306
Hierarchiestufe 166, 179
HiL siehe Hardware-in-the-Loop Hilfsregelgröße 35-36
Hilfsstellgröße 33-35
Human Machine Interface (HMI) 22, 150, 153, 162, 167, 170
IiFBSpro 130, 273-274
Improperness 108
Inbetriebnahme
- virtuelle 119
Initialisierungsphase 303
Initialisierungszustand 301
Internal Model Control 24, 64-65
Invariante siehe Reaktionsinvariante
Invertierbarkeit 92
Istwert 64, 74, 195, 207-208, 219, 266, 294
KKaiman-Filter 53, 55, 95
Kante 133, 248-249
Kapsel 18-19, 186
Kaskadenregelung 36-37
Koeffizientenvektor 104
Kommunikationsumgebung 186
Komponente
- prozessferne (PFK) 147, 150, 224, 227
- prozessnahe (PNK) 78, 147, 150, 224225, 228
Komponentenansatz 202, 209
Komponentenrahmen 18
Konzentrationsfunktion 280
Kopplung 40-42
Kostenfunktional 51
Künstliches neuronales Netz 55, 62
LLabVIEW 126
Laplace-Transformation 91
Lastenheft 116-117, 138, 146
Leitsystem siehe Prozessleitsystem
Linearisierbarkeit, exakte 79, 86
Linearisierung, Jacobi 98
Linearisierungsfamilie, parametrierte 98
Linksinvertierbarkeit 91-92, 293
Listener 56
Ljapunov-Funktion 97
Lösung 278-286
MManagement-Execution-System (MES) 23, 155-156, 250
Massenwirkungsgesetz 281-283
MATLAB
- Control System Toolbox 78, 122, 126
- MPC Toolbox 271-273
- Optimization Toolbox 127, 301
- System Identification Toolbox 78, 127
MATLAB/Simulink 78, 125-137, 223, 262266, 273, 299, 306
Mehrgrößensystem 41, 45
- exakt spezifiziertes 73
- überspezifiziertes 73
- unterspezifiziertes 73
Melde- und Alarmfunktion 10, 144
Messinformation 193
MIMO 45, 176
Model Predictive Control siehe Modellbasierte prädiktive Regelung
Modell 112, 114, 278
- hybrides 131
- internes 59
- nicht-parametrisches 67-68, 69
- parametrisches 67
- Petrinetz-Zustandsraum 131-132
- zeitdiskretes 67
Modellbasierte prädiktive Regelung 56
- Eigenschaften 57-62
- Funktionsprinzip 63-64
- Klassifikation 66
- mit Online-Optimierung 68
- ohne Online-Optimierung 68
Modellierungsfehler 96, 193
Modellreduktion 86, 290
Molarität siehe Stoffmengenkonzentration MPC siehe Modellbasierte prädiktive Regelung
NNachstellzeit 28, 270, 297, 301
Natronlauge 286, 305
Nernst-Gleichung 289
Netlab 130-137
Neutralisationsprozess 277-278, 289, 292293, 295, 297, 299, 305
[weiter lesen] |
|
|
|
|
|
|