eModelPredictiveControl-Lösungen optimieren gezielte Prozessabschnitte. Dabei verwenden wir den klassischen Advanced Process Control-Ansatz. Die Optimierung einzelner Prozessstufen unter Berücksichtigung aller Bedingungen, wie Qualität und Produktion, erlauben bereits ein hohes Potential an Einsparung (Additive, Rohstoffe usw.) bzw. eine Maximierung der geforderten Qualität.

• reduzierte Varianzen
• Sollwerte am Optimum
• maximale Prozessstabilität
• minimierte Operatoren-Eingriffe
• reduzierter Einsatz von Rohstoffen
• minimierter Ausschuss
• Qualität am Limit
• adaptive Modellkorrektur
• robuste Prozessmodelle (24/7)
• Softsensorik (Ersatz oder Plausibilitätsüberwachung von physikalischen Messungen)

Der eProcessOptimizer ermöglicht eine komplett vernetzte Prozessoptimierung über alle Prozessstufen hinweg. Hybridmodelle aus Physik und Historie vernetzt mit allen notwendigen Systemen (ERP, PLS, QCS ...) erlauben im Vergleich zu herkömmlichen Systemen eine Kombination aus Zeit- und Energie-Optimierung. Die werksweite Simulation bzw. Optimierung wird durch die automationX APC Optimierungsplattform ermöglicht. Hypride Descret Event System-Mechanismen (Hyprid DEVS) sind die Basis unserer Werkzeuge, mit denen Sie eine hohe Anzahl an unterschiedlichsten Modellen miteinander verknüpfen können, um Ihre Anlagen abzubilden.

• Produktionskoordination – optimierte Produktionsreihenfolge
• energieoptimale Produktion (Kostenoptimierung)
• Vorbereitung von Prozess und Speicher auf ungeplante Ereignisse (optimaler Zeitpunkt Ihrer Wartungen)
• Unterstützung bei Produktionsentscheidungen durch Szenarienvergleich
• Soll/Ist-Vergleich in Echtzeit
• Qualitäts- und Materialverfolgung
• Bilanzierung der wichtigsten Prozessströme
• werksweite Simulation und Optimierung über empirische und/oder physikalische Modelle
• Identifikation von Produktionslimitierungen (Engpässen)
• Schnittstellen zu ERP-, DCS-, PLC- und QCS-Systemen
• automatische und personalisierte Berichte

• Modellbasierte Optimierungslösungen im Bereich der chemischen und mechanischen Prozessindustrie mit Fokus auf Papier, Zellstoff, Umwelt (Biodiesel, Biogas, Abwasser)
• Team mit erfahrenen Prozess- und Verfahrenstechnikern in den Kernmarktsegmenten
• Potentialanalysen gemeinsam mit Anlagenbetreibern, Erarbeiten von KPIs und daraus abgeleiteten Optimierungszielen
• Entwicklung von Simulationsmodellen mittels KDD
• Integration der Simulationsmodelle in modelbasierten Regelkonzepten für den optimierten closed Loop Betrieb (24/7)
• Life Cycle Management für die optimale Systembetreuung
• Transparente Umsetzung über automationX APC Optimierungsplattform (keine Blackbox) 
  • Offene Systemumgebung mit Zugang zu allen Systeminformationen
  • Standard Industrie Plattform
  • Standard Schnittstelle zu Bestandsystemen

Erkennung fachlicher Zusammenhänge aus vorhandenen, meist großen Datenbeständen. In Abgrenzung zum Data-Mining umfasst KDD als Gesamtprozess auch die Vorbereitung der Daten sowie die Bewertung der Resultate.

• Bereitstellung von Hintergrundwissen für den jeweiligen Fachbereich
• Definition der Ziele der Wissensfindung
• Datenauswahl
• Datenbereinigung
• Datenreduktion (z. B. durch Transformationen)
• Auswahl eines Modells, in dem das gefundene Wissen repräsentiert werden soll (empirisch, hybrid, physikalisch)
• Data-Mining, die eigentliche Datenanalyse
• Interpretation der gewonnenen Erkenntnisse

Die MPC Lösungen von AutomationX in unseren beiden Altpapieraufbereitungen  sind ein weiterer Schritt in dem Bestreben von Steinbeis Papier, die Anlageneffizienz weiter zu steigern und die Qualitätskonstanz zu erhöhen. Die Zusammenarbeit in den  Projekten und danach war und ist hervorragend.

Dr.-Ing. Michael Hunold
Leiter Neue Prozesse / Steinbeis Papier

Unsere ePM-Lösung ermöglicht eine kostenoptimale Produktion aller Papiersorten und einen raschen und präzisen Sortenwechsel.
Die wesentlichen Einsparungen werden durch Maximierung des Füllstoffgehalts erreicht. Je nach Verfügbarkeit werden dazu die Ausschussstränge und /oder der Frischfüllstoff verwendet.
Die stufenlose Gewichtung zwischen qualitäts- und kostenoptimaler Fahrweise ermöglicht die flexible Anpassung an die Kunden- bzw. Produktanforderungen.

Die kontinuierliche Anpassung von Frischfüllstoff, Ausschussmengen und chemischen Hilfsmitteln reduziert die Varianz der Asche im Rohpapier sowie die Schwankungen im Retentionssystem. Dies erlaubt die Anhebung der Aschezielwerte bei allen Papiersorten entsprechend den physikalischen Möglichkeiten.  Durch die neuartige Hybrid-eMPC-Technologie ist es möglich, diskrete Prozesszustände und kontinuierliches dynamisches Prozessverhalten in einem gemeinsamen Prozessmodell abzubilden und damit das Regelverhalten entscheidend zu verbessern.

Das integrierte Ausschussmanagement führt zu einer optimalen Fahrweise des Ausschusses sowie zu einer erheblichen Entlastung der Bedienmannschaft.

Mit der Implementierung einer eDIP-Lösung im Bereich der Deinkinganlage wird die Grundlage für eine Prozessführung geschaffen, den Rohstoffschwankungen und Prozessvariationen sofort und mit den geeigneten Mitteln entgegenzuwirken, Qualitäten zu stabilisieren, Kosten zu sparen und den Ertrag zu steigern.

Neben der Regelung der Einzelstufen (Auflösetrommeln, Vorflotation, Nachflotation, Bleichstufen) wird mithilfe eines übergeordneten Optimierers eine Gesamtregulierung über alle Stufen ermöglicht. Somit kann das Ziel der kostengünstigsten DIP-Stoff-Aufbereitung unter Einhaltung der vorgegebenen Qualitätsziele Aschegehalt und Weißgrad erreicht werden.

Qualitätsänderungen auf der PM (Weißgrad und/oder Asche) führen zu einer automatischen Anpassung der Fahrweise auf der DIP. Fehlende Online-POPE-Weißesensorik wird durch Softsensorik (virtueller Sensor) bereitgestellt. Die Zielwerte DIP werden kostenoptimal an die geforderte PM-Qualität angepasst, somit wird das Sortenmanagement obsolet. Die zeitrichtige Umstellung der DIP bei PM-Qualitätsänderungen durch das ePO-Prozessmodell kann durch die Koppelung der PM-Produktionsplanungsdaten erweitert werden. Das Ergebnis daraus ist die produktionsoptimale Umstellung der Fahrweise in der Deinkinganlage. 

Oberflächenstärke ist eine schnelle Möglichkeit, Festigkeitsdefizite und –schwankungen, die aus Rohstoffen (Altpapier) und dem Prozess ins System gebracht werden, auszugleichen. Der hohe Preis für Stärke ist der Grund warum Papiermacher versuchen, den Einsatz so gering wie möglich zu halten. Softsensoren für Zielgrößen wie SCT und CMT erlauben eine Onlineregelung der Vor- und Nachverdünnung von Stärke. Modellbasierte Regler rechnen auf Basis der virtuellen Sensoren die optimalen Sollwerte in Echtzeit. Die Laborwerte, die zyklisch zur Verfügung stehen, ermöglichen eine laufende Kalibrierung der modellierten Softsensoren. Die erheblichen Einsparungen von Stärke werden durch einen Closed Loop-Betrieb (24/7) erreicht. 

Das ePULP-System überwacht Minute für Minute zeitbereinigt die Bleichmittelwirkung und justiert den Chemikalieneinsatz kontinuierlich nach. Damit werden stabilere Prozessbedingungen (z. B. pH-Wert) und auch eine deutlich verringerte Varianz der Endqualität erreicht, ohne dass sich die Bedienmannschaft mit den Prozessveränderungen auseinandersetzen muss. Die Mannschaft kann sich ausschließlich auf den Anlagenbetrieb konzentrieren.

Die Vermeidung von Überqualität bringt sofortige Chemikalieneinsparungen. Durch die geringere Varianz kann der Sollwert und der Mittelwert „Weißer Fertigstoff“ um einige Zehntelpunkte reduziert und der Gesamtbleichmitteleinsatz auf allen Stufen optimal verteilt werden. Dadurch kann zusätzlich zur Entlastung der Betreibermannschaft auch ein wesentlicher wirtschaftlicher Erfolg nachgewiesen werden und der reduzierte Bleichmittelverbrauch ergibt einen positiven Effekt auf die Umweltbelastung.

eTMP kümmert sich um einen kostenoptimalen Refinerbetrieb. Prozessmodelle für jede Refinerstufe kümmern sich um ein lokales Optimum. Fehlende Onlinemessungen in Bezug auf Qualität werden in Form von Softsensoren abgebildet. Die Lastverschiebung und dadurch erzielte Energieeinsparung wird durch ein übergeordnetes Optimierungsmodul erledigt. Energieeffizientere Anlagenteile können dadurch viel besser ausgenutzt werden. Rechenzyklen im Minutentakt erlauben eine ständige Anpassung der notwendigen Sollwerte. Darüber hinaus kann der tägliche Forecast der Energiepreise in der Produktion berücksichtigt werden. Intelligente Optimierungsalgorithmen nutzen Tankniveaus gekonnt aus, um die Refineranlagen mit den günstigsten Energiekosten zu betreiben.

Trocknungsprozesse in der Papierindustrie brauchen ca. 70% des gesamten Energiebedarfes. Grund genug, um in die Reduktion des Dampfverbrauches zu investieren. eDRY erledigt das ohne das Eingreifen ihrer Bedienmannschaft. Mit hybriden Prozessmodellen (empirisch und physikalisch) wird der Trocknungsprozess mit allen notwendigen Nebenprozessen abgebildet und ermöglicht dadurch eine virtuelle Abbildung der realen Papiermaschine. Ein Closed Loop-Betrieb mit der realen Papiermaschine ermöglicht die Optimierung des Dampfverbrauches in der Trockengruppe. Der Schlüssel zum Erfolg ist dabei der errechnete Trockengehalt nach der Pressenpartie.
Unter Berücksichtigung der ePM-Lösung kann in Summe eine wesentliche Dampfverbrauchsreduktion erfolgen, ohne dass man die Qualitätslimits verletzt.

Die Steuerung eines Dampfnetzwerkes ist eine komplexe Aufgabe. Die Abrisse auf der Papiermaschine und die Heizsequenzen in der Kocherei sind erhebliche Störungen für das Dampfaufbereitungssystem. Der Druck im Netz wird zusammen mit der Kesselleistung derzeit mehr oder weniger manuell gesteuert.
Die Kombination von physikalischer Simulation mit fortschrittlichen Optimierungsstrategien ist das einzige Werkzeug, um diese komplexe Steuerungsaufgabe bei allen möglichen Betriebsbedingungen einschließlich Prozessstörungen effizient zu lösen. Der Simulator kümmert sich um alle relevanten Dampfnetzgeräte. Die Steuerungsstrategie wird mit dem Offline-Simulator geprüft und abgestimmt. Der unbekannte Dampfverbrauch in der Fabrik wird durch einen zufälligen Dampfstrom in der Nähe der Frequenzänderungen des realen Dampfes simuliert.
Das automationX eNET-System verwendet alle verfügbaren Equipments, wie Dampfspeicher, Speisewassertank, Kondensator, CFBB-Kessel usw. um den Dampfdruck zu stabilisieren. Die Effizienz der Regelungsstrategie wird offline durch simulierte Unterbrechungen, Heizdampfsequenz in der Kocherei und zufällige Änderungen im Dampfstrom getestet, um den nicht gemessenen Dampfverbrauch in der Fabrik zu simulieren. Das Steuersystem verwendet prädiktive Dampfströmungsinformationen aus der Kocherei und verfügbare geplante Produktionsinformationen.
Dies ermöglicht es, das Dampfnetz signifikant zu stabilisieren, den Dampfverlust zu reduzieren (Abblasen) und die Stromerzeugung zu erhöhen. Der eNET-Simulator / Controller wird über die automationX-Steuerungssoftware an das vorhandene Leitsystem angeschlossen. Im geschlossenen Regelkreis prognostiziert es den Dampfverbrauch im Dampfnetz 30 - 60 Minuten im Voraus und rechnet optimale Remote-Sollwerte um das Dampfnetz gemäß den vorgegebenen Zielen zu stabilisieren. Der Simulator wird alle 10 Sekunden mit der aktuellen Situation in der Fabrik synchronisiert. Darüber hinaus bietet das System dem Bediener ein einzigartiges Werkzeug zur Beobachtung und Steuerung des Dampfnetzes, da nicht gemessene Prozesswerte berechnet werden und auf dem Bedienerbildschirm angezeigt werden können.