Twee kleppen laten samenwerken op één stoomdruk

Drukvariatie in de stoomtoevoer

Bij de productie van kooks voor ijzerproductie komen ovengassen vrij die gereinigd moeten worden. Een van de installaties daarvoor is een ontzurings- en strippingsproces met meerdere destillatiekolommen, gevoed door kooksgas en stoom.

De procesingenieurs van deze fabriek hadden zelf vastgesteld dat minder drukvariatie in de stoomtoevoer zou leiden tot een stabieler proces, en dat dat aanzienlijke besparingen zou opleveren. De vraag aan DotX was dus scherp gesteld: maak de drukregellussen stabieler.

Modelvorming en een regeling over drie PLC’s

Eerst analyse van het bestaande besturingssysteem, daarna zorgvuldige modellering van het stoomproces.

Daaruit kwam waar het misging. De stoomdruk werd geregeld door twee afzonderlijke besturingssystemen, elk op één klep: de ene voert stoom af, de andere voert stoom toe. Beide kleppen hadden een niet-lineaire karakteristiek, dat wil zeggen dat de relatie tussen klepopening en doorstroming niet recht is. Een regelaar die daar geen rekening mee houdt is per definitie te scherp op het ene deel van het bereik en te traag op het andere.

Op basis van het model is een nieuw modelgebaseerd besturingssysteem ontworpen en geïmplementeerd, verdeeld over drie PLC’s die onderling communiceren.

Drukstabiliteit na inbedrijfstelling

De verbetering is direct zichtbaar in de meting: zodra de DotX-regeling wordt ingeschakeld is de druk vrijwel constant, en zodra hij wordt uitgeschakeld neemt de oude regeling het over en gaat de variatie terug omhoog.

Die regelaar is in augustus 2012 in bedrijf gegaan. Sindsdien verloopt het ontzurings- en strippingsproces aanzienlijk stabieler.

Twee actuatoren op dezelfde grootheid

Twee regelaars die elk hun eigen klep goed bedienen, kunnen samen een proces onrustig houden. Zodra twee actuatoren dezelfde grootheid beïnvloeden is de vraag niet meer hoe je elke regelaar tunet, maar hoe je ze samen ontwerpt.

En een niet-lineaire klep is geen detail. Zolang de kromming er niet uit is, is elke tuning een compromis tussen twee bedrijfspunten die je nooit allebei goed krijgt.