ES2290222T3 - Metodo para la regulacion de un proceso termodinamico. - Google Patents

Metodo para la regulacion de un proceso termodinamico. Download PDF

Info

Publication number
ES2290222T3
ES2290222T3 ES02018426T ES02018426T ES2290222T3 ES 2290222 T3 ES2290222 T3 ES 2290222T3 ES 02018426 T ES02018426 T ES 02018426T ES 02018426 T ES02018426 T ES 02018426T ES 2290222 T3 ES2290222 T3 ES 2290222T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
model
quantities
current
models
process model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02018426T
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Wintrich
Volker Stephan
Dirk Tiedtke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Powitec Intelligent Technologies GmbH
Original Assignee
Powitec Intelligent Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Powitec Intelligent Technologies GmbH filed Critical Powitec Intelligent Technologies GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2290222T3 publication Critical patent/ES2290222T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/048Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators using a predictor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
    • G05B13/027Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using neural networks only

Abstract

Método para la regulación de un proceso termodinámico en el que se miden las magnitudes de proceso del sistema, se calculan predicciones en una red neural mediante un modelo de procesos actual y entrenado, se comparan con objetivos de optimización y se ejecutan en el sistema acciones adecuadas para regular el proceso, analizando automáticamente el proceso al tiempo que se desarrolla el funcionamiento normal, formándose a partir de las magnitudes de proceso obtenidas y relevantes para el modelo varios modelos de procesos nuevos para redes neurales con distinta topología, entrenándose los distintos tipos de redes neurales y comparándose las predicciones con el modelo de procesos actual y, en caso de que la precisión de las predicciones de uno de los modelos de procesos nuevos sea mayor que la del modelo de procesos actual, sustituyéndolo por el nuevo modelo de procesos.

Description

Método para la regulación de un proceso termodinámico.
El presente invento hace referencia a un método para regular un proceso termodinámico en el que se miden magnitudes del proceso en el sistema, se calculan predicciones en una red neural mediante un modelo de procesos actual y entrenado, se comparan con objetivos de optimización y se realizan en el sistema las acciones adecuadas para regular el proceso.
En un método de este tipo ya conocido se predicen, mediante el modelo de procesos de la red neural, magnitudes del proceso mensurables de forma incorrecta o costosa. Para poder adaptar el modelo a modificaciones del proceso, se llevan a cabo tres pasos cíclicamente, en concreto, se realiza un análisis del proceso para identificar el principio del modelo de procesos, se lleva a cabo un entrenamiento de la red neural y se aplica el modelo de procesos para la predicción. Este procedimiento requiere mucho tiempo y una gran cantidad de recursos humanos.
En la patente US 5.259.064 A se describe un método en el que bien se entrena continuamente una red neural empleada para hacer predicciones, o bien de entre dos redes neurales de la misma estructura se emplea una para realizar predicciones y la otra, para el entrenamiento.
La patente US 5.943.660 A presenta un método en el que, para alcanzar un objetivo de optimización a partir de un estado actual, se utiliza un principio linealizado para la obtención de una acción reguladora en el que ambos coeficientes de linealización se deducen de sendas redes neurales.
En la patente EP 0.609.999 A1 se describe un método en el que, por un lado, para las magnitudes del proceso actual, se calculan en el sistema mediante una red neural las señales de control de las acciones necesarias para la consecución y, por otro, para las magnitudes del proceso deseadas y -si procede- corregidas continuamente, se calculan en el sistema mediante una segunda red neural, que coincide con la primera red neural, las señales de control de las acciones necesarias para la consecución. La diferencia entre las dos señales de control se reduce a través de un circuito regulador hasta que las magnitudes del proceso deseadas coinciden con las magnitudes del
proceso.
El presente invento se basa en el objetivo de mejorar un método del tipo presentado al principio. Este objetivo se resuelve mediante un método con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se presentan otras configuraciones ventajosas.
Analizando automáticamente el proceso al mismo tiempo que se desarrolla el funcionamiento normal, creando y entrenando como mínimo un modelo de procesos nuevo y comparando sus predicciones con el modelo de procesos actual, puede conseguirse una adaptación del modelo a un proceso modificado sin utilizar recursos elevados de personal. A través de varios modelos de procesos nuevos con distintas topologías de la red neural y, por ejemplo, diferentes números de ciclos de entrenamiento puede conseguirse una adaptación incluso a amplias modificaciones del proceso. Esta adaptación del modelo completamente automática se desarrolla preferentemente en segundo plano, es decir, lo que se denomina un trabajo por lotes en el dispositivo de procesamiento de datos, de tal manera que el gasto de tiempo tampoco es
elevado.
A continuación se describe el invento con mayor detalle con la ayuda de un ejemplo de realización.
En un horno de cemento se desarrolla, como ejemplo de proceso termodinámico, un proceso de calcinación que se regula de tal manera que por un lado presente una cierta estabilidad y por otro, una cierta plasticidad, es decir, que se adapte a un estado dado, existiendo determinados objetivos de optimización. El estado del horno de cemento se describe a partir de distintas magnitudes de proceso, como son el flujo másico de cal, el flujo másico de aire o similares, a partir de las cuales se crean magnitudes de regulación. Mediante acciones, es decir, modificaciones de las magnitudes de regulación, se modifica el estado del horno de cemento. Para la supervisión y la regulación en línea y la realización de predicciones sobre estados futuros del horno de cemento, se implementa en el dispositivo de procesamiento de datos una red neural que define un modelo de procesos que indica la modificación del estado como reacción a acciones y que es independiente de los objetivos de optimización. Con una función de calidad se lleva a cabo una valoración de la situación que evalúa un estado actual determinado en función de los objetivos de optimización.
Para poder predecir determinadas magnitudes de proceso, por ejemplo, el valor de FCaO (índice de clínker) que define la calidad del cemento, en un método ya conocido se ejecuta primero un análisis del proceso para identificar una función que determine la magnitud del proceso deseada, a continuación se lleva a cabo el entrenamiento de la red neural con el modelo de procesos basado en los datos obtenidos y, por último, se aplica la red neural.
En cambio, según el presente invento, se ejecuta en segundo plano una adaptación del modelo de forma totalmente automática. Para ello en primer lugar se ejecuta un análisis de procesos automático que mediante -preferentemente varios-procedimientos de identificación de procesos elabora en periodos predeterminados una lista con todas las magnitudes de proceso relevantes.
A partir de esta base, en una formación de modelos automática se entrenan distintos tipos de redes neurales con diferentes grupos de parámetros, como tasas de aprendizaje y ciclos de entrenamiento, número de tandas, magnitud de las tandas y otros aspectos topológicos, parámetros de procesamiento de datos (magnitudes de filtro de paso bajo) y se verifican sobre la base de datos disponible en cada caso. La búsqueda de los parámetros de red adecuados puede llevarse a cabo en el espacio de parámetros -hiperdimensional- mediante métodos de optimización y estrategias de búsqueda adecuados (por ejemplo, métodos evolutivos).
Cuando a partir del análisis y la formación de modelos se halla un modelo de procesos que funciona mejor, es decir, con más exactitud que el modelo en uso, se aplica a partir de entonces ese nuevo modelo de procesos.
Mediante esta adaptación de modelos se produce una adaptación automática a las propiedades cambiantes del proceso del dispositivo correspondiente, incluidas intervenciones de gran envergadura, como revisiones o reestructuraciones, de manera que se garantiza la existencia de un modelo de procesos adecuado. Asimismo, en caso necesario también se incluyen en la formación de modelos magnitudes de proceso que hasta el momento no se tenían en cuenta.

Claims (6)

1. Método para la regulación de un proceso termodinámico en el que se miden las magnitudes de proceso del sistema, se calculan predicciones en una red neural mediante un modelo de procesos actual y entrenado, se comparan con objetivos de optimización y se ejecutan en el sistema acciones adecuadas para regular el proceso, analizando automáticamente el proceso al tiempo que se desarrolla el funcionamiento normal, formándose a partir de las magnitudes de proceso obtenidas y relevantes para el modelo varios modelos de procesos nuevos para redes neurales con distinta topología, entrenándose los distintos tipos de redes neurales y comparándose las predicciones con el modelo de procesos actual y, en caso de que la precisión de las predicciones de uno de los modelos de procesos nuevos sea mayor que la del modelo de procesos actual, sustituyéndolo por el nuevo modelo de procesos.
2. Método según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el análisis del proceso, la formación de los nuevos modelos de proceso, el entrenamiento y la comparación con el modelo de procesos actual se lleva a cabo en segundo plano.
3. Método según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el hecho de que el análisis automático del proceso se lleva a cabo en periodos predeterminados.
4. Método según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el hecho de que las magnitudes del proceso relevantes para el modelo se obtienen mediante un método de optimización y estrategias de búsqueda.
5. Método según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el hecho de que los modelos de procesos nuevos para redes neurales están formados con distintos parámetros de procesamiento de datos y/o distintos entrenamientos.
6. Dispositivo que ejecuta un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores con sensores para la medición de las magnitudes de proceso en el sistema, un equipo de procesamiento de datos en el que se ha implementado una red neural con un modelo de procesos y una retroalimentación hacia el sistema para la ejecución de acciones.
ES02018426T 2002-08-16 2002-08-16 Metodo para la regulacion de un proceso termodinamico. Expired - Lifetime ES2290222T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02018426A EP1396770B1 (de) 2002-08-16 2002-08-16 Verfahren zur Regelung eines thermodynamischen Prozesses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2290222T3 true ES2290222T3 (es) 2008-02-16

Family

ID=31502702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02018426T Expired - Lifetime ES2290222T3 (es) 2002-08-16 2002-08-16 Metodo para la regulacion de un proceso termodinamico.

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1396770B1 (es)
KR (1) KR20050059064A (es)
AT (1) ATE366431T1 (es)
AU (1) AU2003255362A1 (es)
BR (1) BR0305782A (es)
DE (1) DE50210420D1 (es)
ES (1) ES2290222T3 (es)
PL (1) PL375312A1 (es)
WO (1) WO2004023226A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2313488T3 (es) 2006-04-25 2009-03-01 Powitec Intelligent Technologies Gmbh Procedimiento y bucle de regulacion para regular un proceso de combustion.
EP1890207B1 (de) 2006-08-17 2009-12-30 Powitec Intelligent Technologies GmbH Verfahren zum Erstellen eines Prozessmodells
EP1967792B1 (de) * 2007-03-01 2014-12-17 STEAG Powitec GmbH Regelkreis zur Regelung eines Verbrennungsprozesses
PL2048553T3 (pl) * 2007-10-12 2011-03-31 Powitec Intelligent Tech Gmbh Układ regulacji do regulowania procesu, w szczególności procesu spalania
EP2080953B1 (de) 2008-01-15 2014-12-17 STEAG Powitec GmbH Regelkreis und Verfahren zum Erstellen eines Prozessmodells hierfür
EP2246755A1 (de) * 2009-04-22 2010-11-03 Powitec Intelligent Technologies GmbH Regelkreis
US20150301510A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-22 Siegmund Düll Controlling a Target System
DE102017218476A1 (de) * 2017-10-16 2019-04-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Emissionen
EP3474090A1 (de) 2017-10-20 2019-04-24 aixprocess GmbH Verfahren zur regelung eines prozesses innerhalb eines systems, insbesondere eines verbrennungsprozesses in einem kessel oder ofen
EP3474091B1 (de) * 2017-10-20 2023-07-05 aixprocess GmbH Verfahren und vorrichtung zur regelung eines prozesses innerhalb eines systems, nämlich eines mahlprozesses in einer mahlvorrichtung
IT201800010468A1 (it) 2018-11-20 2020-05-20 Aixprocess Gmbh Metodo e dispositivo per controllare un processo all'interno di un sistema, in particolare un processo di combustione all'interno di una centrale elettrica
CN110673484A (zh) * 2019-10-18 2020-01-10 中国科学院力学研究所 一种工业炉窑最优工况自适应节能运行的控制系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5259064A (en) * 1991-01-25 1993-11-02 Ricoh Company, Ltd. Signal processing apparatus having at least one neural network having pulse density signals as inputs and outputs
US5388186A (en) * 1993-02-01 1995-02-07 At&T Corp. Differential process controller using artificial neural networks
US6000827A (en) * 1993-09-10 1999-12-14 Fujitsu Limited System identifying device and adaptive learning control device
JP3367214B2 (ja) * 1994-08-24 2003-01-14 株式会社日立製作所 ニューラルネット制御方法及び装置
US5943660A (en) * 1995-06-28 1999-08-24 Board Of Regents The University Of Texas System Method for feedback linearization of neural networks and neural network incorporating same
US5993194A (en) * 1996-06-21 1999-11-30 Lemelson; Jerome H. Automatically optimized combustion control

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050059064A (ko) 2005-06-17
EP1396770B1 (de) 2007-07-04
DE50210420D1 (de) 2007-08-16
WO2004023226A1 (de) 2004-03-18
EP1396770A1 (de) 2004-03-10
BR0305782A (pt) 2004-10-05
ATE366431T1 (de) 2007-07-15
AU2003255362A1 (en) 2004-03-29
PL375312A1 (en) 2005-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2290222T3 (es) Metodo para la regulacion de un proceso termodinamico.
CN107272667B (zh) 一种基于平行的偏最小二乘法的工业过程故障检测方法
CN110262279B (zh) 控制系统以及控制方法
ES2304446T3 (es) Metodo de control de un proceso termodinamico, en particular un proceso de combustion.
CN109615860B (zh) 一种基于非参数贝叶斯框架的信号交叉口状态估计方法
EP3932773A1 (en) In-train air quality monitoring and ventilation control method and system
EA017036B1 (ru) Способ управления работой установки клауса и устройство
TW200507141A (en) Method of mass flow control flow verification and calibration
DE502005009850D1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Handhabungsgeräten
CN101221415A (zh) 设备控制装置
CN111385140A (zh) 生成监控网络物理系统的数据以早期确定异常的系统和方法
US20190369595A1 (en) System, method and computer program product for determining a nuisance generated by an industrial installation, and industrial installation equipped with the system
CN110120935A (zh) 用于在通信网络中识别数据流中的异常的方法和设备
WO2012001213A1 (en) Tracking simulation method
US20050137995A1 (en) Method for regulating a thermodynamic process by means of neural networks
CN107817780B (zh) 用于对工业资产的差错检测和过程模型调节的系统和方法
ITTO20080230A1 (it) Procedimento con un sistema per il rilevamento e la predizione del movimento di un bersaglio
CN107094128A (zh) 保护技术系统免受网络攻击的系统和方法
EP2946219A1 (en) System and method for fault management in lighting systems
JP2017528633A (ja) 自動式の燃焼システムの特徴付け
JP6170763B2 (ja) 表示装置および方法
KR101935837B1 (ko) 수처리 시스템의 모니터링을 통한 사고 예측 및 이상 물질 유입 경로 추적 방법, 장치 및 컴퓨터 판독-가능 기록매체
CN102419593B (zh) 基于数据挖掘的传感器故障诊断方法
WO2009062680A1 (en) Method and apparatus for training the operating personnel of a process-technical plant
DE602006000731D1 (de) Autoadaptives Einstellungsgerät zur Positionssteuerung von Aktuatoren in einem Antriebssystem mittels Gleitmodusverfahren und entsprechendes Betriebsverfahren