Van lineaire naar multivariabele procesoptimalisatie
Het Flow Center of Excellence in de Duurzaamheidsfabriek is een innovatie- en educatieplatform voor technologieën, waarbij een dynamische flow omgeving de context vormt, zoals o.a. in de procesindustrie en maritieme sector. Het TechnoHub-programma was een mooie aanjager om de temperatuur control van de flow loop te gaan vervangen en daarin direct het geavanceerde FOCUS-1 device van FocusOn mee te nemen. Deze nieuwe unit maakt het straks mogelijk om het proces multivariabel te regelen.
Directeur van het Flow Center Huub Kleinrouweler legt uit: “Je kunt zien dat als we de pompen in de XCaliber flow loop ‘stevig’ aanzetten, je de temperatuur in de loop, ondanks de aanwezigheid van een temperatuur control unit, geleidelijk ziet oplopen. Voor experimenten op de flow loop is het echter wenselijk dat je deze temperatuur op een vaste waarde kunt houden. Samen met studenten van Avans Hogeschool en de firma KAPP, hebben we onderzoek gedaan naar de oorzaak van het probleem. Die bleek te zitten in de te beperkte capaciteit van de warmtewisselaar en de te kleine buisdiameter van de control sectie.” De temperatuur control sectie moest daarom helemaal opnieuw ontworpen en gerealiseerd worden. Dat heeft er inmiddels toe geleid dat het Flow Center zowel een nieuwe warmtewisselaar-sectie, als ook een control-sectie krijgt die geen vast onderdeel meer vormen van de loop, maar via een tweetal SKIDs, flexibel worden gerealiseerd.
Sturen op de warme én de koude kant
“Een volgende stap is dus dat we het FOCUS-1 device daarin meenemen. Dit device herbergt diverse componenten, zoals een control klep, een flowmeter en temperatuur- en drukmeters, en uiteraard een eigen ingebouwde besturingsunit. Waar in de oude situatie alleen de flow aan de warme kant van de warmtewisselaar werd gereguleerd, kunnen we met dit device straks ook de flow reguleren aan de koude kant. Bovendien kan de capaciteit van de nieuwe warmtewisselaar, door bijplaatsen of verwijderen van platen, ook worden gevarieerd. Het geheel wordt veel complexer, waardoor je niet alleen veel meer mogelijkheden krijgt, maar er ook veel meer data beschikbaar komt.”
Breed toepasbare principes
Met de nieuwe warmtewisselaar-unit, inclusief het FOCUS-1 device, wordt het Flow Center een nog interessanter ontwikkelomgeving voor de industrie. Huub: “Van eendimensionaal, wordt het straks mogelijk om multivariabel processen te optimaliseren. Als je op twee kanten van de warmetewisselaar gaat ‘controlen’, wat voor nieuwe algoritmemogelijkheden levert dat op? Ik zie allerlei mogelijkheden om responstijden te verlagen of het gebruik van koelwater te minimaliseren; eigenlijk de operations te optimaliseren. Daarbij gaat het hier om principes die breed toepasbaar zijn. Dus echt niet alleen in de procesindustrie, maar bijvoorbeeld ook in de foodsector en elders.”
Digital twin
Een andere mogelijkheid die het nieuwe systeem straks biedt is, om op basis van alle data een digital twin te bouwen, waarmee je de temperatuur control kunt simuleren. Je kunt daarmee dan ook veilig experimenteren in een virtuele omgeving. Zo’n digital twin kun je daarnaast ook inzetten als ‘back-up’. Mochten er in je installatie bepaalde sensoren uitvallen, dan kan de digital twin deze toch nog aanvullen op basis van eerdere gegevens. Dat gebeurt nu ook al in het FOCUS device. Huub: “We gaan met het Flow Center echt een nieuw fase in, met veel meer focus op data. Daarbij helpt het ook dat we in de Duurzaamheidsfabriek beschikken over connectiviteit en een eigen datacenter. Dat maakt dat we ook op dat gebied een veilige omgeving hebben en de juiste partners om echt van toegevoegde waarde te kunnen zijn als innovatie- en educatieplatform voor de regio.”
OI 4.0 Demonstrator
Het FOCUS-1 device van FOCUS-ON is ook onderdeel van de OI4 ‘Demonstrator’ die in 2022 op het Flow Center is gerealiseerd. Deze Demonstrator is bedoeld om de Open Industry 4.0 Alliance Development Guidelines te valideren en daarmee de haalbaarheid aantonen van een betere interoperabiliteit in de industrie. Daarnaast demonstreert de opstelling hoe apparaatgegevens, diagnostiek en prognoses effectief en efficiënt kunnen worden gecommuniceerd via de informatiepiramide.
De Demonstrator laat, in het Flow Center, het OI4-concept zien in een ‘real world’ procesinstallatie. Het platform wordt gebruikt voor speciale demo’s en voor andere vormen van kennisdeling, zoals workshops en white papers. Het consortium achter het project wordt gevormd door een aantal toonaangevende partners in de industrie, waaronder UReason, KROHNE, Pepperl&Fuchs, WAGO, Samson, FOCUS-ON, M&M Software, Codewrights, het Da Vinci College en het Flow Center of Excellence.
