Górnośląskie Centrum Obliczeń Naukowych i Inżynierskich

Problematyka związana z analizą poprawnego działania układów regulacji jest bardzo istotna we współczesnym przemyśle ze względu na jakość produktu i koszty wytwarzania. Wiele pętli regulacji działa niepoprawnie najczęściej z powodu jednej z dwóch przyczyn. Pierwszą przyczyną są problemy z urządzeniami pomiarowymi lub wykonawczymi, drugą przyczyną są nieprawidłowo dobrane parametry strojenia.

Poprawna diagnostyka pojedynczej pętli regulacji stosująca bezpośrednią analizę układu przez operatora procesu jest bardzo czasochłonna. Biorąc pod uwagę, że takich pętli regulacji może być setki, a nawet tysiące w ramach jednego zakładu produkcyjnego problem staje się niemożliwy do rozwiązania. W złożonych procesach zawsze występują jakieś wahania, dla których analiza statystyczna może przynieść informację o pojawieniu się określonego deterministycznego zachowania. Wystąpienie określonego uszkodzenia charakteryzuje się najczęściej określonym zachowaniem deterministycznym. Zamiast badać układ pod kątem pojawiających się nowych zależności w każdym układzie sterowania można określić związki pomiędzy poszczególnymi parametrami procesowymi, które świadczą o prawidłowym jego działaniu. Osłabienie tych związków lub zmiana ich charakteru również świadczy o występowaniu określonych usterek. Dlatego monitorowanie odpowiedniego współczynnika zależności pozwala na diagnostykę procesu. Generalnie w złożonych systemach nie jest trywialnym zagadnieniem określenia przyczyny i miejsca zakłócenia lub awarii. Zjawiska występujące w procesach, gdzie istotnym parametrem jest pH mogą mieć charakter bardzo złożony i silnie nieliniowy. Modelowanie i sterowanie wartości pH jest zagadnieniem trudnym i szeroko opisywanym literaturowo. Pierwsze poprawne modele zostały opracowane w latach 70-tych ubiegłego wieku które są przydatne zarówno do modelowania jak i sterowania. Również dzisiaj ta dziedzina jest istotna i ma bardzo istotne znaczenie w szeroko rozumianej biotechnologii, dlatego wybór tego typu obiektu do testowania jest uzasadniony.

Celem ekspertyzy jest opracowanie metodyki sterowania procesem, którego sterowanie nie powinno być zbyt agresywne zachowując jednak możliwie najwyższą jakość działania w obecności quasi-okresowych zakłóceń. Prawidłowe działanie układów regulacji jest bardzo istotne dla osiągnięcia odpowiednich wyników ekonomicznych. Cel ten może zostać osiągnięty przez zastosowanie korektora wartości zadanej w połączeniu z regulatorem PI. Zauważono, że mierzona wartość pH może być okresowo bardziej zakłócona lub nie całkowicie reprezentować stan procesu, co wynika z niestacjonarności procesu i niestacjonarnością pomiaru. Założono, że poprzez analizę statystyczną możliwa jest korekcja wartości zadanej przeciwdziałająca niepożądanym zmianom w procesie. Istotą pracy będzie pokazanie w praktyce możliwości uzyskania minimum wskaźnika jakości procesu z zastosowaniem znanych narzędzi statystycznych. Jest to realizowane poprzez dobór wartość korekcji i szerokość okna czasowego obserwacji algorytmu statystycznego minimalizującego wskaźnik jakości. Proponowany algorytm zostanie zaimplementowany dla pilotażowego procesu neutralizacji. Uzyskane wyniki mają być opublikowane w czasopiśmie indeksowanym w JCR, znajdującego się na ministerialnej liście A.