Modellering, simulering og regulering av energigjenvinning

Abstract

Energos AS leverer småskala forbrenningsanlegg for energiproduksjon fra avfall. Forbrenningsanleggene styres av en PLS som behandler signaler den mottar fra prosessen og sender disse videre for presentasjon i et brukergrensesnitt. Hovedmålet med denne oppgaven har vært å utvikle en prosessimulator for bruk til opplæring av operatører i et trygt og sikkert miljø. Det vil si at opplæringen skal foregå utenfor den virkelige prosessen med bruk av en PLS-simulator istedenfor en hardware PLS. Man må da ha en modell som genererer signalene som PLS-simulatoren skal behandle.Modellen for signalgenerering er utviklet i, SIMIT, et grafisk modellerings- og simuleringsprogram som er spesielt utviklet for testing av applikasjoner laget i SIMATIC PCS7. Programvaren er utviklet av Siemens AG og kan kobles til både hardware PLS og PLS-simulator.Energos AS har lagt til rette for modellering av forbrenningsanlegget Isle of Wight. Dette består av flere enkeltstående enheter som må modelleres. For å oppnå en fullt fungerende treningssimulator må også den sammenhengende flyten av brensel modelleres. Modeller som beskriver transporten av brensel fra ankomst til Isle of Wight og frem til entring av forbrenningsovnen er utledet og implementert i SIMIT. Bakgrunnsinformasjon for modelleringen er hentet fra dokumentasjon av Isle of Wight og loggede data fra drift. Simulering av de implementerte modellene genererer data som presenteres i brukergrensesnittet og resulterer i en simulert prosess.Prosessimulatoren skal benyttes til opplæring av operatører. Dette bruksområdet krever ikke modeller med samme kompleksitet som modeller for regulering. For opplæringsformål må simuleringen representere en typisk drift av Isle of Wight. Nødvendige forenklinger og antagelser er derfor gjort for å oppnå en enklest mulig modell som allikevel fremstiller prosessen med god nøyaktighet.Etter opplæring skal operatørene kunne håndtere uønskede hendelser som kan oppstå ved drift av et anlegg. Feilscenarier som kan inntreffe ved transport av brensel, fra ankomst og frem til ovnen, er følgelig også implementert. Disse kan simuleres via et eget styrepanel i SIMIT.Verifisering av modellene er utført ved simulering opp mot eksisterende brukergrensesnitt. Resultatet av simuleringene er vurdert i forhold til data logget ved drift av det reelle anlegget. Verifiseringen viser at den utviklede prosessimulatoren gir en god representasjon av hvordan brensel transporten, fra ankomst til anlegget frem til entring av forbrenningsovnen, arter seg. En operatør vil kunne benytte simulatoren til å lære hvordan normal drift av et anlegg er og hvilken betydning hendelser i en prosessfase har for omgivelsene.