SIMATIC Advanced Process Control

Sicherstellung einer überragenden Prozessstabilität und Effizienz

Traditionelles PID-Tuning reicht oft nicht aus, um komplexe Prozesse zu stabilisieren, besonders wenn mehrere PID-Loops interagieren und sich gegenseitig stören. Model Predictive Control (MPC) löst dieses Problem, indem es Modelle identifiziert, die manipulierte Variablen mit kontrollierten Variablen verknüpfen. MPC optimiert die Prozessabläufe, um eine konsistente Produktion und eine kosteneffektive Leistung zu erreichen. Zu den Vorteilen gehören z. B. minimale Übergangszeiten, geringere Schwankungen, optimaler flexibler Betrieb. D. h. MPC kombiniert Steuerung und Optimierung. Es kann Sollwerte anpassen oder PID-Regler komplett ersetzen, wodurch eine überragende Prozessstabilität und Effizienz gewährleistet wird. Linear MPC (LMPC) verwendet lineare Modelle, die aus Anlagendaten abgeleitet wurden.

Wir bieten LMPC-Technologien an, die in Prozessleitsysteme wie SIMATIC PCS7 eingebettet sind, die sich besonders für Anwendungen mit hohen Verfügbarkeitsanforderungen eignen, sowie steuerungssystemunabhängige Lösungen, die über Standardschnittstellen mit jedem Steuerungssystem verbunden sind.

Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Veränderungen und Optimierung der Reaktionsfähigkeit

LMPC eignet sich zwar gut für die Steuerung von Prozessen, die um einen Betriebspunkt herum stabil bleiben müssen, aber es ist oft unzureichend, wenn der Prozess unter einem breiteren Spektrum von Betriebsbedingungen betrieben wird, wenn der Prozess ein stark nichtlineares Verhalten zulässt, oder wenn es sich um Prozesse mit größerer Betriebsvariabilität handelt. Das gilt insbesondere für Batch-Prozesse. Selbst in einigen Fällen, in denen LMPC wirksam ist, kann es sein, dass es nicht den maximalen Nutzen bringt. In diesen Fällen kann Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) verwendet werden. Wir bieten Technologien für NMPC an, um sicherzustellen, dass die Prozesssteuerung über einen weiten Betriebsbereich optimiert bleibt. Das macht Prozesse widerstandsfähiger gegenüber Veränderungen, optimiert die Reaktionsfähigkeit und macht Prozesse autonomer, indem die Verantwortung für komplexe Übergänge übernommen wird, für die in der Regel erfahrene Bediener erforderlich wären. Unsere APC-Suite umfasst NMPC-Technologien, die auf physikbasierten Modellen und datengesteuerten Modellen basieren.

Erfüllung der Produktionsanforderungen zu möglichst niedrigen Kosten

PID-Schleifen und modellprädiktive Steuerungen sorgen dafür, dass ein Prozess konstant bei den angegebenen Sollwerten bleibt — aber wer entscheidet, welche Sollwerte es sein sollten? Oft kommen diese von Bedienern, die ihre Erfahrung nutzen oder Änderungen durch Versuch und Irrtum vornehmen, und das erfordert fundiertes Prozesswissen und kann zeitaufwändig sein. Da sich die Prozessbedingungen ständig ändern, verwendet SIMATIC APC Real-Time Optimization, um den stetigen Betrieb zu erkennen, aufeinander abgestimmte Schätzungen des aktuellen Anlagenbetriebs und der Leistungskennzahlen zu erstellen und die optimalen Sollwerte für das Steuerungssystem zu ermitteln, um die Produktionsanforderungen zu möglichst niedrigen Kosten zu erfüllen.

Automatisieren Sie Abläufe. Standardisieren Sie die Ausführung.

SIMATIC APC Procedure Automation transformiert Betriebsabläufe und Betriebswissen in strukturierte, ausführbare Workflows. Es stärkt Ihr Team, indem es individuelles Fachwissen in ein gemeinsames digitales Asset umwandelt und sicherstellt, dass jeder Bediener sein Bestes geben kann. Kombinieren Sie Bedienerführung mit automatisierter Ausführung, um Schwankungen zu reduzieren, wertvolles Betriebswissen zu behalten und dem autonomen Betrieb näher zu kommen.

Modell
Strukturieren Sie die Verfahren gemäß der ISA-106-Anlagenhierarchie, von Werksbereichen und Einheiten bis hin zu Geräten und Geräten. Zustandsmaschinen stellen aktuelle Betriebsbedingungen und Zielbetriebsbedingungen dar, während ausführbare Prozeduren die Aktionen und Bedingungen definieren, die erforderlich sind, um sicher zwischen ihnen zu wechseln.

Leitfaden

Unterstützen Sie die Bediener über eine intuitive Web-Benutzeroberfläche. Wählen Sie Zielzustände und -verfahren aus, überwachen Sie Anlagenbedingungen und aktive Übergänge und genehmigen, pausieren oder greifen Sie ein, falls erforderlich. Die transparente Ausführung hält die Bediener auf dem Laufenden und behält die Kontrolle.

Automatisieren
Automatisieren Sie geeignete Verfahrensschritte auf der Grundlage definierter Anlagenzustände und Prozessbedingungen. Stellen Sie sicher, dass der gewünschte Zustand tatsächlich erreicht wurde, bevor Sie fortfahren. So können Sie Starts, Abschaltungen, Last- und Neigungswechsel, Betriebsmodusübergänge, Störungsbehebung und andere Betriebsverfahren konsistent und zuverlässig ausführen.

Integrieren
Wenden Sie Verfahren in verschiedenen Kontrollumgebungen mit einer DCS-unabhängigen Lösung an. SIMATIC APC arbeitet mit verschiedenen DCS und ermöglicht gleichzeitig eine besonders effiziente Integration mit Siemens-Steuerungssystemen.