Verbundvorhaben: DESPRIMA - Demand-Side- und Produktions-Management für Getränkeabfüllprozesse; Teilvorhaben: DSM und Produktions-Management - Modellierung, Zustandsschätzung und modellbasierte Regelung
Zeitraum
2019-07-01 – 2023-03-31
Bewilligte Summe
554.114,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1672E
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Nahrungs- und Genußmittelindustrie [EA3280]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Aufgabe des ITWM im Rahmen von DESPRIMA ist die Entwicklung physikalischer Modelle, die Zustandsschätzung und die Umsetzung modellbasierter prädiktiver Regelungskonzepte für das Demand-Side- und Produktionsmanagement in der Getränkeproduktion. Gemeinsam mit TUK wird ITWM wird dazu eine Modellbibliothek entwickeln, mit deren Komponenten die Preformherstellung der Flaschen durch Spritzgießen und der gesamte Getränkeabfüllprozess im Hinblick auf Energieverbrauch, Systemperformance und Stabilität in Abhängigkeit von allen Stellgrößen abgebildet werden kann. Die Modelle der Produktionslinien und der Preformherstellung werden mit Modellen des elektrischen Netzes von UB gekoppelt. Zur Generierung der Echtzeittauglichkeit der resultierenden Anlagenmodelle werden durch ITWM Modellordnungsreduktionsalgorithmen eingesetzt. Basierend auf den so reduzierten Modellen wird ITWM Algorithmen zur Sensorplatzierung entwickeln, so dass die internen zeitvariablen Systemzustände des Anlagenmodells mit Hilfe dieser Sensoren bestimmt werden können. Aufbauend auf der resultierenden Systemkonfiguration und den echtzeittauglichen Modellen werden dann gemeinsam mit TUK modellprädiktive Regelungsalgorithmen zur Steuerung des Produktionsprozesses umgesetzt, mit denen sowohl die Produktionsvorgaben als auch die Energievorgaben bei Erhaltung der Systemstabilität eingehalten werden. Hierbei wird ITWM insbesondere und die Wechselwirkungen der vorhandenen Regelalgorithmen der Anlagenhersteller innerhalb der Produktionslinie berücksichtigen und diese integrieren. ITWM wird dann gemeinsam mit den Partnern die Regelungsalgorithmen inklusiver der von den Partnern DDE und SAG entwickelten Hardware- und Softwarekomponenten /-schnittstellen mit der am ITWM verfügbaren Hardware-in-the-Loop-Plattform sowohl für den normalen Betriebszustand als für definierte Störfälle validieren. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen unterstützt ITWM dann die Validierung des DSM-Konzeptes beim Endandwender BUQ.