Januar/Februar 2015 2015
| von Stefan Hensel, Corporate Editor bei B&R Automation

  • Um komplexe Anlagen sicher und effizient fahren zu können, muss die Regeltechnik den ständig steigenden Anforderungen genügen. Klassische PID-Regler stoßen hier schnell an ihre Grenzen.
  • Mit Hilfe modellprädiktiver Regler können Betreiber auch komplexe Prozesse effizient regeln. Im Gegensatz zu früheren Versionen ist die aktuelle Generation dieser Regler auch ohne Spezialwissen vom Personal zu bedienen.
  • Betreiber profitieren von einem erhöhten Durchsatz und sparen gleichzeitig Einsatz- und Rohstoffe bis hin zur Druckluft bei Pneumatikanwendungen.  

Einfach wie ein PID-Regler
„Der entscheidende Vorteil unserer Lösung ist, dass unser MPC-Regler so einfach wie ein normaler PID-Regler zu bedienen ist“, erklärt Reichinger. Die modellprädiktiven Regelungen kann der Automatisierer zudem mit Standard-Hardware umsetzen. Die Process Automation Library des Prozessleitsystems enthält bereits in der Basisausführung einen modellprädiktiven Regler, der eine Regelgröße und eine Stellgröße unter Berücksichtigung eines Störeingangs beherrschen kann (MPC 1x1x1). Damit kann es in zahlreichen Anwendungsfällen einen trägen PID-Regler ersetzen und aufwendige Zusatzbeschaltungen einsparen. Da der MPC in seinem Regelverhalten auch Grenzen berücksichtigen kann, stimmt auch die errechnete Prognose (Trajektorie). Optional erhältlich ist das MPC-Modul  in einer Ausführung für bis zu zehn Regel-, Stör- und Stellgrößen (MPC 10x10x10). Damit ist es möglich, mit einem einzigen Bausteinblock komplexe, mehrdimensionale Regelungen einfach und übersichtlich zu realisieren, wie sie Betreiber beispielsweise zum Automatisieren von  Rektifikationskolonnen (Destillationskolonnen) benötigen.

Regeln trotz Totzeiten
Hilfreich ist ein MPC-Regler auch bei Prozessen, die lange Totzeiten haben. Im Bergbau beispielsweise sind lange Förderbänder zum Versorgen der Mahlanlagen mit Erz keine Seltenheit. Sollte die Fördergeschwindigkeit erst dann erhöht werden, wenn am Ende des Förderbandes mehr Material benötigt wird, dauert es lange, bis der Prozess wieder optimal läuft. Zudem sind unter Umständen große Puffer nötig, damit der Prozess überhaupt weiterlaufen kann. Ein modellprädiktiver Regler, der bereits vor der Regelabweichung reagiert, kann dem entgegenwirken. Diese Art der Regelung steht nicht nur Anwendern des Prozessleitsystems offen: Als kompakte, fertig konfigurierte Lösung inklusive eines Industrie-PCs mit vorinstalliertem Prozessleitsystem und eines MPC-Blocks sowie einem Controller kann der Automatisierer das System als gebrauchsfertige Lösung einfach in bestehende Anlagen mit beliebiger Leittechnik integrieren. Dazu genügt es, die Ein- und Ausgänge mit einem beliebigen Feldbus zu verbinden und den MPC-Baustein zu konfigurieren. Durch den Einsatz vorgefertigter Module ist kein Expertenwissen nötig, um MPC zu verwenden. Trend- und Alarmsystem sind bereits enthalten, ebenso Faceplates zur Interaktion.

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