Automatisierungs- und Regelungstechnik

Die Arbeitsgruppe für Regelungs- und Automatisierungstechnik hat sich ursprünglich mit der modellbasierten Regelung von Biomasse-Rostfeuerungen beschäftigt.
Ausgehend von Flachschubrost-Feuerungen mit schamottierter Sekundärverbrennungszone und Wasserkessel mit Kesselnennleistungen von 200 bis 300 kW entwickelten wir modellbasierte Regelungen für Biomassefeuerungen in einem Leistungsbereich von 30 kW bis 15 MW. Hierbei behandelten wir verschiedene Rosttechnologien sowie unterschiedliche der Feuerung nachgeschaltete Kesseltypen (Warm- und Heißwasser, Dampf, Thermoöl). Im Laufe der Zeit weiteten sich die Arbeitsgebiete in zwei grundsätzliche Richtungen aus: übergeordnete Regelungs- und Betriebsführungsstrategien (Lastmanagement) samt zugehöriger Prognosemethoden für Lastabnahme und Solarertrag sowie die Regelung anderer wärmetechnischer bzw. thermochemischer Anwendungen wie z. B . mittelgroßer Solaranlagen oder ausgewählter Prozesse der Biomassevergasung in einer
Zweibettwirbelschicht.
Die verschiedenen Aktivitäten können als Modellierung, Simulation, Regelung und Automatisierung verschiedener thermochemischer und wärmetechnischer Prozesse und Systeme zusammengefasst werden und lassen sich grundsätzlich in folgende drei Forschungs- und Entwicklungsfelder kategorisieren:
1. Regelung von Biomasse-Konversionsanlagen
2. Regelung anderer Energiebereitstellungstechnologien und Prozesse
3. Übergeordnete Regelung und Betriebsführung hybrider Energiesysteme


Dabei wird danach getrachtet, die für das Betriebsverhalten wesentlichen dynamischen Eigenschaften mathematisch abzubilden, um sie als Grundlage zur Entwicklung modellbasierter Regelungsstrategien zu verwenden. Hierbei ist stets die Entwicklung der Regelungskonzepte bis zur Marktreife das Ziel, um die dadurch mögliche Effizienzsteigerung bzw. Reduktion von Schadstoffemissionen tatsächlich in praktischen Anwendungen realisieren zu können.

Leistungsbeschreibung SUBAREA 4.2

• Mess- und Automatisierungstechnik

Messung regelungstechnisch relevanter Prozessgrößen und Implementierung modellbasierter Regelungen in Basisautomatisierungen Prüfstandsautomatisierung zur automatisierten Versuchsdurchführung


• Modellierung der dynamischen Eigenschaften

Entwicklung und Parametrierung mathematischer Modelle zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens als Grundlage für modellbasierte Regelungsstrategien

• Simulation des dynamischen Verhaltens

Numerische Simulation des dynamischen Verhaltens der untersuchten Prozesse und Systeme (mitunter als Werkzeug zur Regelungsenwicklung)

• Reglerentwicklung

Entwicklung von (modellbasierten) Reglern und Entwurf von Beobachtern (Schätzern) für während des Betriebs nicht messbare Prozessgrößen (auch für Monitoring und Fehlerdiagnose geeignet)

• Reglerimplementierung und Validierung

Praxistaugliche Implementierung (in Zusammenarbeit mit den Unternehmenspartnern) Prozesstechnische Bewertung des erzielten Regelungs- bzw. Betriebsverhaltens

• Know-how-Transfer

Begleitung und Schulung von Unternehmenspartnern im Zuge der Entwicklung
(zur Marktreife

Ansprechperson

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