Automatisierte modellgestützte Auslegung von Ausblaseventilen in Verdichteranlagen

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Verdichter- und Turbinenanlagen besitzen eine große industrielle Bedeutung. Aufgrund der Komplexität solcher Anlagen ist es üblicherweise schwierig und aufwändig, Lösungen für automatisierungstechnische Fragestellungen zu finden. Dieser Beitrag zeigt die Anwendung von Optimierungsverfahren des Evolutionären Rechnens zur modellbasierten Designoptimierung eines mehrstufigen Verdichters. Das Ziel der Optimierung besteht in der Vermeidung einer unerlaubten Drehrichtungsumkehr des Verdichters während der Notabschaltung durch Erweiterung mit zusätzlichen Ausblaseventilen. Dafür wird zunächst ein Digitaler Zwilling der originalen Verdichteranlage mithilfe eines Modellierungs- und Simulationswerkzeugs erzeugt. Anschließend wird ein Estimation of Distribution Algorithmus verwendet, um den Einbauort und die Auswahl der zusätzlichen Ausblaseventile zu evaluieren. Es wird gezeigt, dass sich das gewählte Optimierungsverfahren für die automatisierte Lösung des vorgestellten Problems der unerlaubten Drehrichtungsumkehr eignet. Dabei wird eine hohe Lösungsqualität in einer akzeptablen Zeitspanne erreicht.