Modeling, parameter estimation, and optimization of continuous annealing furnaces in strip rolling lines

Inhalt dieses Buches ist ein Framework zur Modellierung, Parameterschätzung und Optimierung von industriellen Prozessanlagen, am Beispiels einer kontinuierlichen Durchlaufglühe für gewalzte Stahlbänder. Zu diesem Zweck wird ein mathematisches Modell einer kontinuierlichen Durchlaufglühe, basierend auf den thermodynamischen Grundgleichungen hergeleitet. Es berücksichtigt alle relevanten Effekte und Zusammenhänge der drei am Prozess teilnehmenden Medien bestehend aus der Ofenisolierung, des im Ofen befindlichen (Ab-)Gases, sowie des im Ofen transportierten Stahlbandes. Für die Parameterschätzung wird ein neu entwickeltes sequentielles Parameterschätzverfahren(SPEA) vorgestellt. Es verwendet Methoden zur strukturellen und praktischen Analyse der Identifizierbarkeit, um zu ermitteln, ob ein Parameter anhand des vorhandenen Messdatensatzes identifizierbar ist. Des Weiteren wird eine Klassifikation in Effektgruppen vorgestellt, sodass lediglich nur ein Parametersatz geschätzt wird. Abschließend werden Zwischenergebnisse des SPEA sowie die Ergebnisse der Validierung des Ofenmodells gezeigt. Um die Reglerperformance der kontinuierlichen Durchlaufglühe zu verbessern, wird eine auf dem Relative Damping Index (RDI) basierende iterative Reglertuningmethode vorgestellt, welche nur Messdaten aus dem laufenden Betrieb benötigt.