Opis systemu APC (Advanced Process Control)

Zaawansowane sterowanie procesem jest techniką, która zapewnia lepszą kontrolę wielowymiarowych obiektów procesowych. Wykorzystuje dynamiczne modele procesu oraz historię dotychczasowych przebiegów, na podstawie których przewidywane jest zachowanie procesu w przyszłości. Przewidywane przebiegi są następnie wykorzystywane do określenia sekwencji działań sterujących, zapewniających jednoczesne osiągnięcie wszystkich kryteriów regulacji procesu.

Cele projektu

Celem projektu jest wejście na wyższy poziom sterowania instalacją chemiczną, poprawa stabilności procesu  i pracy instalacji przy optymalnych warunkach operacyjnych. Implementacja systemu APC na instalacji amoniaku pozwoliła już zaobserwować obniżenie energochłonności procesu (tj. zmniejszenie zużycia głównego surowca, czyli wysokometanowego gazu ziemnego) oraz poprawę bezpieczeństwa procesowego, stabilności procesu oraz zmniejszenie wpływu na środowisko.

Celem długofalowym jest z kolei określenie najkorzystniejszych parametrów technologicznych dla instalacji amoniaku pracującej na dużą skalę. System sterowania APC ma za zadanie zmniejszyć zmienność kluczowych – z punktu widzenia efektywności produkcji – parametrów procesu i przesyłać wartości zadane dla regulatorów, co ma doprowadzić do zwiększenia efektu ekonomicznego pracy instalacji. System, dzięki uwzględnieniu wszystkich istotnych zależności w linii produkcyjnej wewnątrz jednego modelu matematycznego, będzie w stanie obliczyć sekwencję sterowań, która w sposób ciągły będzie doprowadzała do optymalnego punktu pracy instalacji, a w szczególności zaś do minimalizacji zmienności przebiegu parametrów procesowych, maksymalizacji wydajności oraz zmniejszenia zużycia mediów energetycznych i surowców.

Bezpieczeństwo procesu

Ważnym celem stawianym przed systemem APC jest poprawa bezpieczeństwa procesowego i stabilności procesu. System ma za zadanie uwzględnić aktualne ograniczenia techniczne procesu, które z kolei zawsze będą wyznaczać obszar, w którym instalacja będzie miała punkt pracy.

Sercem systemu APC jest model matematyczny, utworzony na podstawie rzeczywistych  danych pomiarowych zebranych z instalacji. Ma on na celu zapewnienie, że przyszłe przewidywane wartości i działania sterujące zawsze będą zgodne z aktualnym stanem procesu.

Wpływ na dotychczasowe prowadzenie procesu

System APC jest narzędziem wspierającym pracę sterowniczych, umożliwiającym optymalne prowadzenie procesu w sytuacji normalnej, stabilnej pracy instalacji. System steruje wtedy procesem, reagując nawet na niewielkie zmiany parametrów, niemożliwe do zaobserwowania przez prowadzącego proces. Z kolei w sytuacjach anormalnych, objawiających się znaczącą zmianą parametrów procesu, wykraczającą poza zakres działania APC, system przekazuje prowadzenie procesu sterowniczemu i wyłącza się, oczywiście wcześniej to sygnalizując.

Dalsze działania

Obecne prace nad wdrożeniem systemu APC mają doświadczalnie potwierdzić możliwość uzyskania pozytywnych efektów ekonomicznych i ekologicznych dla jednej linii produkcyjnej amoniaku. W przypadku ich uzyskania, przewiduje się implementację systemu zaawansowanego sterowania procesem w pierwszej kolejności na pozostałych instalacjach amoniaku w Grupie Azoty PUŁAWY, a później również w innych procesach technologicznych.

Projekt jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach działania 1.2 Sektorowe programy B+R Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój. Program ten to największy w Unii Europejskiej program finansujący badania, rozwój i innowacje ze środków funduszy strukturalnych oraz drugi pod względem budżetu krajowy program na lata 2014-2020.