© 2

006

AB

B A

B C

orpo

rate

Res

earc

hA

ll rig

hts

rese

rved

-

Trender inom AutomationAlf IsakssonABB Corporate ResearchAutomation Technologies

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Processkunskap & modellbaserade algoritmer

faktisk begränsning

före

Reducera

variansen

Nyttbörvärde

efter

Modellbaserad reglering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Planhetsreglering i kallvalsverk

• Mätrulle• Styrsystem

Stressometer® System– för planhetsmätning och reglering

Avancerade reglermetoder:1. Adaptiv reglering

2. Millmatris-identifiering

3. Multivariabel reglering

Modellbaserad reglering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Resultat från adaptiv reglering – Minskade variationer

Ställdon ochökad excitering

Planhet

Förstärknings-estimering

InnanAdaptiv regleringmed excitering Efter

�y = 0.12 �y = 0.08

�u = 0.05�u = 0.2

Modellbaserad reglering

0 20 40 60 80 100 120-1

-0.5

0

0.5

1

0 20 40 60 80 100 120-1

-0.5

0

0.5

1

0 20 40 60 80 100 120-1.4

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Komplexare modeller ger nya möjligheter

DI542I271

T2

HC2

HC3

P-60

Press7+Blekeri2

P-112 P-113

P-117

V-1

P-123

P-144

Vatten

E-99

P-154

P-167

V-11P-214

LC542I286 lab

542Q110

FI421I209

FCA51424I312

LI424I450

LI424I460

FI424I301

FI424I302

FI424I303

O626

CI221I328

221Q105

Optimering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

542Q124

O799

411Q101

412Q101

542Q126

DI542I271

542Q129

542Q128

LVA02541I901

LVA06542I901

LVA01541I901

FI541I647

TLB

TLL

KV

SULF

SPLOX

SVL

VL

MESA

KALK

GL3

GL2

GL1

TJL T5

TJL

UTSK

HC4

NSM

KVM

BT

T1

HC1

T18

T3

T2

HC5

T17

HC2

HC3

RL

SK2

P-2

P-3

Tvätt+SileriTvättvatten

SK2

P-9P-10

P-11

P-12

O2

P-13

NaOH

Tv.vätskaBV 24

P-22

P-23

Flis

Vitlut

Indunst.

P-28

P-33

P-34

P-35

SK1

P-36

BT

Tvätt+Sileri

P-37

Na/S förlusterI massan

pp

Blekeri1

Vatten

P-43

P-44

P-45 Skrubberstarkgas-

destr

P-51

P-53

P-54

Rökgaser

P-56

P-57

PD11

P-58

P-59

P-60

Mix-PD31

P-61

P-62

Vatten

Mesaugn+Filter

P-64

P-65

Vatten

P-70

P-71

Spill, div

SO2

P-75

VitlutsOx

P-77

Svavelugn+Abs.torn

P-79

Svavel Make-up

NaOH M ake-up

P-83

P-84

NS

P-85

Flis

P-88P-89 PM6

P-90

P-91

P-92

P-93

Harts-kokeri

TO

BO

P-104

P-106

Björkolja till M esaugnsförbränning

P-108

P-109P-110

TvättvattenSK1

P-111

Press7+Blekeri2

P-112 P-113

P-117

P-118

T19V-1

Tryck-diffusör

Oblekt fiber

P-120

P-121

P-123P-124

P-125

V-2

P-126

V-4

P-128

P-129

P-130

P-131

V-5

P-134

P-135

P-136

V-6P-140

P-141

Flis

P-144

Vatten

BUL

BLL

P-148

E-87

Elfiteraska

E-88

E-89

V-7

P-150

P-152

P-151

E-91

E-92

E-95

E-96

P-135

E-97

E-99

P-154

P-131E-100

P-156

E-103

P-60

E-104P-57

E-106

NaOH

H2SO4

P-161

Vitlut till Hartskokeriskrubber

P-167

Filter

Siler iförlust

Siler iförlust

P-171

Survatten ti ll C lO2

Kalkgrus

P-174

Svavel i varmvattenBLB

P-179

P-180

P-182

E-112

P-34

E-113

Tallolja för avsalu

M gSO4

P-188

P-189

P-189

P-191

BV25

P-192E-124

P-161V-8

P-193

P-181

Kondensat

P-194

P-195

P-196

V-9

Slam

V-10

P-193

E-126

P-200

P-201

P-203

NaOH

P-205

Soda-panna+

skrubber

P-206

P-207

Vatten

P-210P-211

P-212

MeOH

V-11

P-214

P-215

P-216

P-217

FCA01542I216

FCA01542I212

FCA01542I220

LC542I548

P-218

FI542I263

FCA01543I301

FC542I291

LC542I293

LC542I286

FI523I626

LC542I285

FI523625

FC542I282

LI543I326

LI543I328

FC542I550

FI542I506

LC542I223

LI542I247

LI542I249

DCA01523I621

FC542I220

FC542I212

FC542I216

LVA04542I901

LVA04542I904

LVA04542I907

542Q123

FC543I301

DC543I302

AI543I360

AI543I322

P-219

FCA02543I315 FCA01

543I315

FC543I306

FI523I627

LC542I457

LC542I458

lab542Q102

lab542Q101

lab542Q110

lab523Q101

lab523Q102

lab523Q113

AI523I531

AI521I532

AI521I535

FC523I513

LC541I621

FCA01541I620

FC541I620

AI541I614

AI501I644

FC541I643

FC541I645

FC721I101

SC721I247

FDA02523I577

A02523I577

DI523I583

FIA01523I722

LI513I597

LI513I592

LC523I540

LI513I124

LC513I718

LI512I179

LI512I177

FCA01512I315

FCA01543I315

FC513I721

DC513I717

LI501I870

L889L887

FC512I183 P-220

FC513I735

FC513I709

FC513I714

FI421I499

FI513I705

FC721I159

MVI495

FC513I706

FIA01512I187

FI513I723

FC513I109FC

513I733FI

513I733LV

513I911

DI513I437

LVA01513I912

LV513I903

LI513I710

LI513I736

LV513I901

LI513I707

A01-SP721I127

A01-SP721I129

TC-SP721I127

TC-EGU721I127

SC721I373

FI721I327

LI731I197

A01721I331

A01721I341

A01721I351

FC731I166

LI731I177

FC731I113

LI731I101

6ICO.ARTONH

FI303I301

SCA51421I162

FC542I441

FC421I375

FC421I409

FC421I410

FC421I464

FC421I860

E-130

P-221

P-222

FC421I103

FC421I441

M51O472

P-223

FI422I641

FC422I510

FC422I509

FC422I618

FC422I654

FCA55422I559

FCA51422I559

FCA51422I565

FCA53422I566

FC51422I258

FCA51422I255

LI422I501

LI422I506

FCA51421I441 FCA51

422I642

FCA51422I622

LI422I670

LC422I629

LC422I639

FCA52422I642

FCA51422I618

FCA51422I654

T101

FC421I428

LC422I552

T114

FC051421I103

LC421I445

FCA52421I428

T121T178

A51T107

T114

A51T103

T111

T105A51

T119

A51T171

A51T233

A51T258

T226

LI424I309

vatten

T269FI

421I209

FCA51424I312

LI424I450

LI424I460

FI424I301

FI424I302

FI424I303

LI611I611

O779

O626

FI304I409

O101

M51O101

A51O258

O258

O271

FC411I118

FC411I258

O331

O425

M 51O333

O401

O334 O333

O404M51O143

O602

FC412I749

LIC625

FC413I468

C526

LI413I571

FA01413I468

611.dryout

P-229

542Q114

DC513I762

DC513I761

LI513I701

DC513I734

LC513I731

LI513I738

DI513I345

LC513I772

DI513I823

LI513I798

LI513I792

AIMV1523I578

FCA03542I212

421Q105

421Q103

M856

FCA01523I284

542Q119

FCA52423I105

A51423I119

XD423Q113

CI221I328

LVA01542I903

LVA01542I906

LVA01542I909

MIHAST523T027

FI523I510

FI501I764

413Q109411Q106

41Q105412Q102

O473

O648

O775

422Q104

LC541I658

lab721I901

LI721I186

541Q103

541Q101

LV721I902

541Q102 541Q106

541Q107

541Q109

541Q104

541Q105

A05721I101

A01721I101

FC541I628

FC501I683

FC501I761

FC523I514

FI512I163

541I613

P-230

FCA51421I428

221Q105

P-231

QC413i467

FC411I260

MVO110

AI501I644

AI501I633

� 620,000 ton� Tre fiberlinjer� Sex pappersmaskiner

� 620,000 ton� Tre fiberlinjer� Sex pappersmaskiner

ContainerboardSäckKraftSalumassa

Exempel från massabrukOptimering

Uppdrag: Reducera NaOH-förbrukningen

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

542Q124

O799

411Q101

412Q101

542Q126

DI542I271

542Q129

542Q128

LVA02541I901

LVA06542I901

LVA01541I901

FI541I647

TLB

TLL

KV

SULF

SPLOX

SVL

VL

MESA

KALK

GL3

GL2

GL1

TJL T5

TJL

UTSK

HC4

NSM

KVM

BT

T1

HC1

T18

T3

T2

HC5

T17

HC2

HC3

RL

SK2

P-2

P-3

Tvätt+SileriTvättvatten

SK2

P-9P-10

P-11

P-12

O2

P-13

NaOH

Tv.vätskaBV 24

P-22

P-23

Flis

Vitlut

Indunst.

P-28

P-33

P-34

P-35

SK1

P-36

BT

Tvätt+Sileri

P-37

Na/S förlusterI massan

pp

Blekeri1

Vatten

P-43

P-44

P-45 Skrubberstarkgas-

destr

P-51

P-53

P-54

Rökgaser

P-56

P-57

PD11

P-58

P-59

P-60

Mix-PD31

P-61

P-62

Vatten

Mesaugn+Filter

P-64

P-65

Vatten

P-70

P-71

Spill, div

SO2

P-75

VitlutsOx

P-77

Svavelugn+Abs.torn

P-79

Svavel Make-up

NaOH M ake-up

P-83

P-84

NS

P-85

Flis

P-88P-89 PM6

P-90

P-91

P-92

P-93

Harts-kokeri

TO

BO

P-104

P-106

Björkolja till M esaugnsförbränning

P-108

P-109P-110

TvättvattenSK1

P-111

Press7+Blekeri2

P-112 P-113

P-117

P-118

T19V-1

Tryck-diffusör

Oblekt fiber

P-120

P-121

P-123P-124

P-125

V-2

P-126

V-4

P-128

P-129

P-130

P-131

V-5

P-134

P-135

P-136

V-6P-140

P-141

Flis

P-144

Vatten

BUL

BLL

P-148

E-87

Elfiteraska

E-88

E-89

V-7

P-150

P-152

P-151

E-91

E-92

E-95

E-96

P-135

E-97

E-99

P-154

P-131E-100

P-156

E-103

P-60

E-104P-57

E-106

NaOH

H2SO4

P-161

Vitlut till Hartskokeriskrubber

P-167

Filter

Siler iförlust

Siler iförlust

P-171

Survatten ti ll C lO2

Kalkgrus

P-174

Svavel i varmvattenBLB

P-179

P-180

P-182

E-112

P-34

E-113

Tallolja för avsalu

M gSO4

P-188

P-189

P-189

P-191

BV25

P-192E-124

P-161V-8

P-193

P-181

Kondensat

P-194

P-195

P-196

V-9

Slam

V-10

P-193

E-126

P-200

P-201

P-203

NaOH

P-205

Soda-panna+

skrubber

P-206

P-207

Vatten

P-210P-211

P-212

MeOH

V-11

P-214

P-215

P-216

P-217

FCA01542I216

FCA01542I212

FCA01542I220

LC542I548

P-218

FI542I263

FCA01543I301

FC542I291

LC542I293

LC542I286

FI523I626

LC542I285

FI523625

FC542I282

LI543I326

LI543I328

FC542I550

FI542I506

LC542I223

LI542I247

LI542I249

DCA01523I621

FC542I220

FC542I212

FC542I216

LVA04542I901

LVA04542I904

LVA04542I907

542Q123

FC543I301

DC543I302

AI543I360

AI543I322

P-219

FCA02543I315 FCA01

543I315

FC543I306

FI523I627

LC542I457

LC542I458

lab542Q102

lab542Q101

lab542Q110

lab523Q101

lab523Q102

lab523Q113

AI523I531

AI521I532

AI521I535

FC523I513

LC541I621

FCA01541I620

FC541I620

AI541I614

AI501I644

FC541I643

FC541I645

FC721I101

SC721I247

FDA02523I577

A02523I577

DI523I583

FIA01523I722

LI513I597

LI513I592

LC523I540

LI513I124

LC513I718

LI512I179

LI512I177

FCA01512I315

FCA01543I315

FC513I721

DC513I717

LI501I870

L889L887

FC512I183 P-220

FC513I735

FC513I709

FC513I714

FI421I499

FI513I705

FC721I159

MVI495

FC513I706

FIA01512I187

FI513I723

FC513I109FC

513I733FI

513I733LV

513I911

DI513I437

LVA01513I912

LV513I903

LI513I710

LI513I736

LV513I901

LI513I707

A01-SP721I127

A01-SP721I129

TC-SP721I127

TC-EGU721I127

SC721I373

FI721I327

LI731I197

A01721I331

A01721I341

A01721I351

FC731I166

LI731I177

FC731I113

LI731I101

6ICO.ARTONH

FI303I301

SCA51421I162

FC542I441

FC421I375

FC421I409

FC421I410

FC421I464

FC421I860

E-130

P-221

P-222

FC421I103

FC421I441

M51O472

P-223

FI422I641

FC422I510

FC422I509

FC422I618

FC422I654

FCA55422I559

FCA51422I559

FCA51422I565

FCA53422I566

FC51422I258

FCA51422I255

LI422I501

LI422I506

FCA51421I441 FCA51

422I642

FCA51422I622

LI422I670

LC422I629

LC422I639

FCA52422I642

FCA51422I618

FCA51422I654

T101

FC421I428

LC422I552

T114

FC051421I103

LC421I445

FCA52421I428

T121T178

A51T107

T114

A51T103

T111

T105A51

T119

A51T171

A51T233

A51T258

T226

LI424I309

vatten

T269FI

421I209

FCA51424I312

LI424I450

LI424I460

FI424I301

FI424I302

FI424I303

LI611I611

O779

O626

FI304I409

O101

M51O101

A51O258

O258

O271

FC411I118

FC411I258

O331

O425

M 51O333

O401

O334 O333

O404M51O143

O602

FC412I749

LIC625

FC413I468

C526

LI413I571

FA01413I468

611.dryout

P-229

542Q114

DC513I762

DC513I761

LI513I701

DC513I734

LC513I731

LI513I738

DI513I345

LC513I772

DI513I823

LI513I798

LI513I792

AIMV1523I578

FCA03542I212

421Q105

421Q103

M856

FCA01523I284

542Q119

FCA52423I105

A51423I119

XD423Q113

CI221I328

LVA01542I903

LVA01542I906

LVA01542I909

MIHAST523T027

FI523I510

FI501I764

413Q109411Q106

41Q105412Q102

O473

O648

O775

422Q104

LC541I658

lab721I901

LI721I186

541Q103

541Q101

LV721I902

541Q102 541Q106

541Q107

541Q109

541Q104

541Q105

A05721I101

A01721I101

FC541I628

FC501I683

FC501I761

FC523I514

FI512I163

541I613

P-230

FCA51421I428

221Q105

P-231

QC413i467

FC411I260

MVO110

AI501I644

AI501I633

Exempel från massabrukOptimering

Uppdrag: Reducera NaOH-förbrukningen

25 Produktionsenheter38 Bufferttankar250 Flöden250 Mätpunkter2500 Variabler2200 Ekvationer17 Tidssteg framåt

(”olinjärt”)

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

TillståndsskattningOptimering framåt i tiden

Simulering

En cykel per 30 minuter

On-line optimeringOptimering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Exportera koden för optimering från Modelica

MathModelica ABB Edition

Subrutiner föroptimeringen

Optimeringslösare

Runtime-miljö

C#, XML

SNOPT/IPOPT

Expert Optimizer

Modelica som standard modellformat

Symbolisk diskretisering och derivering av modellen

OptimeringModellering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Vision: Automatisk modell och processgrafik direkt från CAD

CAD

Modelica-modell

Processgrafik i 800xA

Modellering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Optimerad profilvalsning

GUI, simulering & optimeringIn

Modell

Ut, nya börvärden

Groove Factor

Optimering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Exempel: Minimering av total valseffekt

0 50 100 150 200 250 300

11.2

11.3

11.4

11.5

11.6

11.7

11.8

11.9

12

12.1

1 2 3 4 5 6 7 81

1.5

2

2.5ORIGOPTMAX

1 2 3 4 5 6 70

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10sig-initsig-opt

Totaleffekt, kW Valseffekt, kW Drag, MPa

Bivillkor:

� START slutdimension� Spann för mellanliggande

dimensioner (“groove utilization”)� Dragbegränsningar för alla sju mellanrum

Konfiguration:

� START produkt, slutdimension och motorhastigheter

Optimering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Ny design av industriella omrörare� Utveckling av omrörare

� Modellering, simulering, design och optimering av nya, justerbara impellrar för industriella blandare

� Första installationen:� Garda, Italien (smetkök):

Reduktion av batchtiden, 25% lägre energiförbrukning

Circ

ulat

ion

Modellering & simulering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

0

5

10

15

20

25

30

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Year

Sha

re fo

r VS

D o

pera

tion

(%)

En kraftig trend mot varvtalsstyrningEnergieffektivitet

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07ABB:s drivsystem sparar energi

0 20 40 60 80 100 120 140

Y92

Y93

Y94

Y95

Y96

Y97

Y98

Y99

Y00

Y01

Y02

Y03

Y04

Y05Y

ear

Energy savings (TWh)

• Energibesparing: 115 TWh per år, motsvarar 14 kärnkraftverk!

• CO2 utsläppen minskat med 97 milj ton per år, i nivå med Sveriges totala utsläpp

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Tillståndsövervakning

Tillståndsövervakning

Rökgasfläkt (1)

Trerullarbord (3)

Övre matarverk (2)

Nedre matarverk (2)

Övervakning & diagnostikav 8 kritiska lager

Halverad maxlast gerfemdubblad livslängd!

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Remote Service Center – en översikt

���������� ���� ������ ���������� ���������

� ���������

ABB Service

Robot Servicelåda Kommunikationsnät Central server Serviceapplikationer

Internet

GPRS3G

Fältservicetekniker &Kund

Tillståndsövervakning Trådlös kommunikation

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Några referensinstallationer

Bilindustrin Tillverkningsindustrin Flygplansindustrin

Trådlös kommunikation

Förpackning Nöjesfält

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

Förbättrad visualisering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Augmented reality – utvidgad verklighet

User input

TrackingRobot codegeneration

Simulation

Aplication computer

Graphicsregistration

Camera image

Mixed reality image

Robot instructions

Förbättrad visualisering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07Sammanfattning

� Modellbaserad reglering & optimering

� Snabb igångkörning kräver effektiv modellering (adaptivt?)

� Processdesign

� Energieffektivitet

� Tillståndsövervakning

� Trådlöst

� Visualisering

© A

BB

AB

Cor

pora

te R

esea

rch

2006

-09-

07

!���

Tack för att ni lyssnade!

Power & Productivityfor a better worldTM