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Modellprädiktive Regelung eines Druckluftsystems

  • Druckluft ist verdichtete atmosphärische Luft und wird in der Industrie sowie im Handwerk als Energieträger genutzt. Den vielfältigen Vorteilen stehen aber auch einige Nachteile gegenüber, wobei der wichtigste der Preis ist. Druckluft gilt als eine der teuersten Energieformen und die Energiekosten stellen den größten Kostenfaktor bei der Produktion dar. In der vorliegenden Arbeit soll eineDruckluft ist verdichtete atmosphärische Luft und wird in der Industrie sowie im Handwerk als Energieträger genutzt. Den vielfältigen Vorteilen stehen aber auch einige Nachteile gegenüber, wobei der wichtigste der Preis ist. Druckluft gilt als eine der teuersten Energieformen und die Energiekosten stellen den größten Kostenfaktor bei der Produktion dar. In der vorliegenden Arbeit soll eine modellprädiktive Regelung eines Druckluftsystems entworfen und implementiert werden. Das ökonomische Regelziel besteht darin, die Energiekosten bei der Erzeugung von Druckluft zu senken. Die Implementierung umfasst unterschiedliche Varianten eines Druckluftsystems. Dazu zählen folgende Auslegungsvarianten: • Ein Druckluftsystem mit frequenzgeregeltem Kompressor o Mit einem Schraubenkompressor o Mit zwei Schraubenkompressoren • Ein Druckluftsystem mit binärgeregeltem Kompressor o Schraubenkompressor o Kolbenkompressor Basierend auf den erstellten Modellen wird ein modellprädiktiver Regler entworfen und implementiert. Die modellprädiktive Regelung leistet einen entscheidenden Beitrag zur Prozessoptimierung. Der Optimierungsalgorithmus erhöht bei niedrigen Strompreisen das Druckniveau im Behälter und profitiert bei hohen Preisen vom gespeicherten Luftvolumen. Die Flexibilität des Systems ist begrenzt. Mit zunehmender Behältergröße konvergieren die Kosten der Drucklufterzeugung gegen einen parameterabhängigen Wert des Systems. Außerdem bestimmen die Systemparameter die Lösbarkeit des Optimierungsproblems. Im Vergleich zu den frequenzgeregelten Kompressoren sind die binärgeregelten Kompressoren nur unter modifizierten Annahmen einsetzbar, ansonsten kann das Optimierungsproblem nicht gelöst werden.show moreshow less

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  • 01_Bachelorarbeit_Jan_Furtwengler_182411.pdf
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Metadaten
Document Type:Bachelor Thesis
Zitierlink: https://opus.hs-offenburg.de/4705
Bibliografische Angaben
Title (German):Modellprädiktive Regelung eines Druckluftsystems
Author:Jan Furtwengler
Advisor:Rainer Gasper, Rahul Rahul
Year of Publication:2021
Date of final exam:2021/03/01
Publishing Institution:Hochschule Offenburg
Granting Institution:Hochschule Offenburg
Place of publication:Offenburg
Page Number:XIII, 78
Language:German
Inhaltliche Informationen
Institutes:Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V)
Institutes:Abschlussarbeiten / Bachelor-Studiengänge / MA
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
GND Keyword:Druckluft; Regelungstechnik
Formale Angaben
Open Access: Closed Access 
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt
SWB-ID:1830656503