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Modellbildung und prädiktive Regelung einer Viskosefasertrocknung
01.12.2007 - 31.12.2009
Forschungsförderungsprojekt
Bei der großtechnischen Herstellung von Viskosefasern werden zur Trocknung der Faserbahnen (bei Lenzing AG) Durchströmungstrockner in Trommelbauweise verwendet. Die Technologie der Fasertrocknung hat einen großen Einfluss auf die Produktqualität und auf den Energiebedarf für die Herstellung der Viskosefasern. Beim Betrieb von derzeit eingesetzten (kommerziellen) Trocknungsanlagen kann die optimale Endfeuchtigkeit der Fasern nicht in der gewünschten Genauigkeit (Gleichmäßigkeit, Konstanz,¿) erreicht werden. Dafür sind vor allem drei Problemgruppen verantwortlich: unbekannte Prozessparameter wie die Trocknungskinetik der Faser, ungenügende Instrumentierung und Automatisierung sowie Betriebsstörungen z.B. durch Unterbrechung der Produktzuführung. Ziel des vorliegenden Projektes ist es die Dynamik der Anlage (des Trocknungsprozesses) qualitativ und quantitativ korrekt abzubilden und ein geeignetes Simulationsmodell zu erstellen sowie durch den Einsatz eines modellprädiktiven Reglers eine optimale Prozessführung bei minimalem Energieeinsatz zu garantieren. Der hohe wissenschaftliche Anspruch des Projektes ergibt sich aus der Notwendigkeit die unbekannte Trocknungskinetik der Faser zu bestimmen, das Simulationsmodell skalierbar und modular aufzubauen, und im Regelalgorithmus sowohl Nichtlinearitäten, Totzeiten, Anlagenbeschränkungen als auch Störungen zu berücksichtigen.Ausgehend von der Modellbildung der Trocknungsanlage und der systematischen Ableitung des Regelkonzeptes ist eine erfolgreiche Implementierung der optimalen Fasertrocknungsregelung in vorgegebenen Teilschritten zu erwarten.
Personen
Projektleiter_in
Martin Kozek
(E325)
Projektmitarbeiter_innen
Alexander Michael Schuster
(E325)
Institut
E325 - Institut für Mechanik und Mechatronik
Auftrag/Kooperation
VOIGT+WIPP Engineers GmbH
Lenzing Aktiengesellschaft
Förderungmittel
FFG - Österr. Forschungsförderungs- gesellschaft mbH (National)
Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)
Forschungsschwerpunkte
Computational System Design: 70%
Sustainable Production and Technologies: 30%
Schlagwörter
Deutsch
Englisch
Viskosefaser
Viscose Rayon
Trocknung
drying
Modellbildung
modeling
Prädiktive Regelung
Predictive Control
Publikationen
Publikationsliste