pH Lus Optimalisatie

Results of PID Control optimization of a pH loop

Een biofarmaceutisch bedrijf heeft DotX gevraagd om:

  • On-site assistentie bij het toepassen van de PID Tuner om 4 regellussen af te stemmen in twee 2000L bioreactoren.
  • On-site training in PID-afstemming met behulp van de DotX PID Tuner-software.

In deze post leggen we uit hoe we hebben samengewerkt en de geweldige resultaten hebben behaald.

De uitdagingen op het gebied van controle

De bioreactor in kwestie is een modern en hoogtechnologisch apparaat met PID-regellussen voor pH, opgelost zuurstof (DO) en temperatuur. Het meest uitdagende om te controleren is DO, omdat dit wordt geregeld door een mix van gassen, waaronder zuurstof, CO2 en lucht. De PID-uitvoer van de DO-lus is de invoer voor een schema van deze gassen.

Analyse van de PID-lussen

We hebben de regelschema’s en gegevens van de laatste batch geanalyseerd. Uit onze analyse bleek het volgende:

  • Alle PID-regelafstemmingen konden met minstens een factor 2 worden verbeterd (in termen van reactietijd en demping van de gesloten lus).
  • Er was een probleem met het schema voor gassen die worden gebruikt om DO te regelen: op een gegeven moment veroorzaakte dit schema instabiel lusgedrag.
  • Het was nuttig om laagdoorlaatfilters toe te voegen aan het DO-signaal om pieken te voorkomen bij het toepassen van de D-actie in de PID-regelaar.

Resultaat met de DO-lus

Hieronder ziet u gemeten gegevens van de DO-lus vóór optimalisatie (verzameld in een batch ervoor) en daarna (verzameld in de batch na het wijzigen van de PID-instellingen). Duidelijk is dat rond t=75 uur de afwijkingen van het streefdoel met meer dan een factor 10 zijn verminderd. Dit is gedeeltelijk te danken aan de veranderingen in het gasschema en de verbeterde PID-afstemming.

Resultaat met de pH-lus

Hieronder ziet u gemeten gegevens van de pH-lus vóór optimalisatie (verzameld in een batch ervoor) en daarna (verzameld in de batch na het wijzigen van de PID-instellingen). Het is duidelijk dat de reactietijd van de gesloten lus aanzienlijk is verbeterd (met meer dan een factor 4), demping is verbeterd en de afwijkingen van het streefdoel zijn verminderd met meer dan een factor 3.

nl_NLDutch