Rapport fra Process Control Consortium Meeting i Santa Barbara 8-9. mars 2002

From: Sigurd Skogestad (skoge@chembio.ntnu.no)
Date: Tue Mar 12 2002 - 20:58:22 MET


Kjære PROST’er,

Mitt opphold ved University of California (UCSB) nærmer seg snart slutten  vi returner til Trondheim 2. april 2002.

Dale Seborg arrangte 8-9. mars sitt årlige Process Control Concortium (PCC) møte med et opplegg som ligner en god del på vårt årlige PROST årsmøte. Programmet er gitt under, sammen med en liste over de 15 industrideltagerne. Fra Norge deltok, i tillegg til meg selv, mine tre dr.ing. studenter Espen Storkaas, Marius Govatsmark og Vidar Alstad (de to siste på kortvarige besøk ved UCSB).

Dokumentasjon (kopi av transparenter) finnes i en perm som jeg har. Vennligst ta kontakt om noe skulle være av interesse. MPC-oversikten har jeg dessverre foreløpig ikke, men muligens vil jeg få den (Tom Badgwell skulle sjekke med sin medforfatter Joe Qin   se kopi av email under - uansett så kommer vissnok snart oversikten ut som en publikasjon i Chemical Engineering Practice).

På fredagen ble det gitt en oversikt over forskningen som foregår i Seborgs gruppe.  Det går ganske mye på behandling av prosessdata - identifisering og mønstergjenkjenning. Dan Chen (liten kinesisk dame som akkurat er ferdig med sin Ph.D. i dag) har jobbet med ting nærmere hva jeg har arbeidet med, inkl. desentralisert regulering, RGA-analyse og PID-tuning.

På fredag ga også Frank Doyle en oversikt over sin forskning. Han er for øyeblikket professor i Delaware (eller mer presist er han 2001-02 på friår hos Frank Allgower i Stuttgart), men han begynner i august 2002 som professor her i Santa Barbara (i den nyopprettede ”Duncan Mellichamp chair”). Duncan Mellichamp vil da samtidig trekke seg tilbake fra sin professorstilling (han har vært lite faglig aktiv de siste årene pga. administrativt arbeid på høyt nivå).

På lørdag ga Karl J. Åstrøm (ex. Lund, nå  professor 3 måneder i året ved UCSB for å undervise ved Mechanical Engineering) en oversikt over sin PID-forskning. Deler ligner mye på det Tor Steinar Schei gjør med å maksimere integralforsterkningen under bibetingelse av gitt robusthet (gitt verdi av Ms).

Timothy Salsbury fra Johsen Controls ga en oversikt over status for klima-regulering i bygninger - det det opplagt er mye å gjøre og mye penger å spare.

Tom Badgwell (nå Aspentech) ga en oppdatert versjon av sin MPC-survey (den opprinnelige ble presentert på CPC-5 i Lake Tahoe i 1996). Noen punkter fra foredraget
·       SMOC (fra Shell Frankrike) er i ferd med erstatte QDMC i Shell USA, bl.a. pga. mye bedre tilstandsestimering (Kalmanfilter for å estimere forstyrrelser)
·       De fleste MPC-regulatorene deler selve regulatoren i to deler

1.      LP for steady-state optimalisering med input og output-begrensninger, som beregner optimale targets for tilfellet med esktra innganger eller ekstra utganger. For å fjerne ill-conditioning brukes
·       Singular value thresholding av pseudionvers,
·       Controlled variable ranking (fra høy til lav prioitet), eller
·       Input move supression
2.      Dynamisk optimalsiering input begrensinger med gitte targets og med slakk-variable for utgangs-begrensinger.
·       Den 2. deriverte på antall implementasjoner er fremdeles positiv (4600 rapportert pr. i dag for de største  leverandørene, eksl. in-house hos DuPont, Shell, Exxon-Mobil).
·       Aspen og Adersa er de største leverandørene
·       Aspen er bra på steady-state optimalisering
·       Honeywell er bra på optimalisering
·       Det kan gjøres store fremskritt innen forbedret tilstandsestimering (med bedre modeller av forstyrrelsene)
·       I den historiske oversikten ble Borealis sin ulineære tilstandsrom MPC fra tidlig 90-tall ikke nevnt. Ifølge Tom inneholdt artikklen fra ESCAPE i 1994 de rette buzz-ordene, men den var for lite detaljert til at han forløpig ville referere den  (Borealis: Finnes det noen publikasjoner med mer detaljer?).

Ellers hørte jeg at
·       Chevron-Texaco synes Honeywell har blitt for dyrt og har nå gått over til Yokogava
·       DuPont foretrekker derimot Honeywell, ikek fordi det er spesielt bra, men pga. enkel kobling til DCS

Helt til slutt på lørdag holdt jeg et foredrag om ”Plantwide control  towards a systematic procedure”.  Dette er en foreløpig versjon av et plenarforedrag jeg skal holde på ESCAPE’12 i den Haag den 26-29. mai. Slides (powerpoint) og ”lang” versjon av det tilhøernde paperet finnes på

www.chembio.ntnu.no/~skoge/publications/2002/plantwide_control_plenary_escape12/

Jeg mottar meget gjerne kommentarer på dette!!

-Hilsen Sigurd
Schedule for the 2002 Annual Meeting
UCSB Process Control Consortium, Santa Barbara Inn

Friday, March 8 
        
  8:30  -        9:00   Registration and Welcome (coffee & rolls)   Montecito Room      
  9:00  -        9:30   Introduction (Dale Seborg)      
  9:30  -         9:55  Progress Report: UCSB Research (Dale Seborg)    
  9:55  -       10:15   Coffee Break
10:15  - 11:00  Control of Complex Process Systems: Nonlinearity and Profile Control (Professor Frank Doyle, UCSB - starting September, 2002)   
11:00  - 11:30  Pattern Matching in Multivariate Time Series Data (Dale Seborg) 
11:30  - 12:00  An Evaluation of Simultaneous vs. Sequential Input Excitation During System Identification (Jeremy Conner)      
12:00  -  1:30  Lunch (Citronelle Restaurant)
  1:30  -  2:00 Monitoring Model Predictive Control Systems (Fred Loquasto)     
  2:00  -  2:30 Adaptive Control Based on Switching Among a Set of Candidate Controllers (Jin Zhang)
  2:30  -  3:00 Coffee Break
  3:00  -  3:30 PID Controller Design Based on Direct Synthesis and Disturbance Rejection (Dan Chen)    
  3:30  -  4:00 Open Discussion and Feedback
  4:00  -  6:00 Reception (Wine & Cheese) and Software Demonstrations  Suite 200

Saturday, March 9
  8:30  -  9:00         Coffee & rolls  (Montecito Room)        
  9:00  -  9:40 Tuning of PID Controllers (Karl Åström, Lund University & UCSB) 
  9:40  - 10:20 A System Identification Method for Commissioning HVAC Systems )Tim Salsbury, Johnson Controls)
10:20  - 10:40  Coffee Break
   10:40  - 11:20                Survey of Industrial MPC Technology (Tom Badgwell, Aspen)      
    11:20  - 12:00               Plantwide Control - Towards a Systematic Approach (S. Skogestad)

        
Deltagere fra industri-sponsorer:

Wallace E. Larimore             Adaptics, Virginia
Jeffrey Baclaski                        Amgen, California
Nick Kaeonil                    Amgen, California
Thomas A. Badgwell              Aspentech, Houston, TX
William J. Korchinski           Aspentech, San Diego, CA
Kent H. Rasmussen               Aspentech, San Diego, CA (lives in Santa Barbara)
Yannis N. Dimistratos           DuPont, Wilmington (Technology leader)
Willy Wojsznis                  Fisher-Rosemount, Austin, TX
Timothy Salsbury                        Johnson Controls, Milwaukee, WI
Rao Kolla                       General Mills, Minneapolis
J. Patrick Kennedy              OSIsoft, San Leandro, CA
Hans Meder                      OSIsoft, Altenstadt, Germany
Celso Axelrud                   Pavilion, Austin, TX
Eric Unrau                      Pavilion, Austin, TX
Donald Sorensen                 Chevron Texaco, Richmond, CA



KOPI AV EMAIL FRA TOM BADGWELL ANG: MPC-survey:

Delivered-To: skoge@chembio.ntnu.no
From: Tom Badgwell <Tom.Badgwell@aspentech.com>
To: 'Sigurd Skogestad' <skoge@chembio.ntnu.no>
Subject: RE: MPC survey
Date: Mon, 11 Mar 2002 19:01:15 -0500

Sigurd,
> I very much enjoyed your survey presentation. Would it be
Ø       possible to get a copy of your transparencies?

Thanks for the positive feedback. I'll contact Joe Qin to see if he is
comfortable with giving you our presentation file.

> I also have a technical question for you regarding tuning:
> How much of the tuning is done indirectly through modeling
> (including forcing certain gains between variables to be zero, etc.)?

This is a good question. I think that this varies from project to
project, but certainly our best engineers do make model adjustments that you
could consider indirect tuning. This includes several things:
- Zeroing out certain models that have a small effect
- Setting gains of certain models to a priori known values (such as one or
zero)
- Setting certain gain ratios to known values
- Removing portions of the model dynamics to reduce collinearity, that would
otherwise lead to a poorly conditioned control problem
- Increasing the model gains to improve robustness, at the expense of
performance
Tom
SLUTT KOPI AV EMAIL FRA TOM BADGWELL

************************************************************************
PROST - Styrkeområde i Prosess-systemteknikk ved NTNU/SINTEF
Mer informasjon: http://kikp.chembio.ntnu.no/research/PROST
************************************************************************

This archive was generated by hypermail 2b29 : Tue Nov 26 2002 - 16:32:14 MET