Mehko vodenje proizvodnje tehnološke pare s kotlom na biomaso

O projektu

Tanin d.d. Sevnica proizvaja tehnološko paro s kotlom Galleri na lesno biomaso z nazivno zmogljivostjo okoli 23 ton pare na uro. Paro uporabljajo v proizvodnji tanina, za rezervo v akumulatorju pare in za proizvodnjo električne energije z dvema parnima turbinama. Po prenovi doziranja goriva, razširitvi kurišča s 4 na 6 con, ukinitvi proizvodnje furfurala in vgradnji druge turbine obstoječi mehki regulator ni več deloval, zato so kotel vodili ročno.

Iz meritev ob ročnem vodenju, ko je operater spreminjal dovod goriva in primarnega zraka, smo v okolju Matlab razvili modele procesa: model v prostoru stanj ter modele z nevronskimi mrežami in ANFIS. Na njih smo načrtovali in preizkusili mehki regulator, ki posnema delo operaterja.

Regulator ima štiri vhode (odstopanje in trend proizvodnje pare ter temperature kurišča), dva izhoda (sprememba dovoda goriva in primarnega zraka) in 21 pravil. Pred zagonom smo ga preizkusili na pravem krmilniku Siemens, povezanem z modelom prek OPC (hardware-in-the-loop). V shemo vodenja smo dodali še predkrmiljenje, ki ob padanju tlaka v akumulatorju pare hitreje zmanjša odjem pare za turbino. Avtomatsko vodenje deluje od 25. 7. 2023.

Kako je potekalo

1. Meritve in znanje operaterja: ročne spremembe vplivnih veličin v proizvodnji, tri ure meritev.
2. Modeli procesa: prostor stanj (PEM), nevronske mreže (ANN, AANN) in ANFIS.
3. Mehki regulator: načrtovanje v Matlab/Simulink, prenos v Siemens FuzzyControl++.
4. Preizkus in zagon: hardware-in-the-loop, nato zagon v proizvodnji s podjetjem Sistemi INES.

Analiza delovanja septembra 2023 je pokazala, da je bila proizvodnja pare nižja od načrtovane, zato so bili izhodi regulatorja na spodnjih mejah. Predlagali smo razširitev mej krmilnih veličin in ponovno analizo pri nižji in višji proizvodnji pare.