Van lineaire naar multivariabele procesoptimalisatie 

Het FlowCenter of Excellence in de Duurzaamheidsfabriek is een innovatie- en educatieplatform voor technologieën, waarbij een dynamische flow omgeving de context vormt, zoals o.a. in de procesindustrie en maritieme sector. Het TechnoHub-programma was een mooie aanjager om de warmtewisselaar van de flow loop te vervangen en daarin direct het FOCUS-1 device van TechnoHub-partner FocusOn mee te nemen. Deze zeer geavanceerde apparatuur met geïntegreerde controlmogelijkheden maakt het straks mogelijk om het proces multivariabel te optimaliseren. 

Directeur van het FlowCenter Huub Kleinrouweler legt uit: “We merkten dat als we de pompen van het flowcenter stevig aanzetten, de temperatuur geleidelijk opliep. Voor experimenten op de flow loop is het echter prettig als je de temperatuur op een vaste waarde kunt houden. Samen met studenten van Avans Hogeschool hebben we toen onderzoek gedaan naar de oorzaak van het probleem. Die bleek te zitten in de te beperkte capaciteit van de warmtewisselaar.” Dat heeft er inmiddels toe geleid dat het Flowcenter een nieuwe warmtewisselaar-sectie krijgt die geen star onderdeel vormt van de loop, maar via een SKID flexibel kan worden ingezet.

Sturen op de warme én de koude kant
“Een volgende stap is dus dat we het FOCUS-1 device daarin meenemen. Dit device herbergt diverse componenten, zoals een control klep, een flowmeter en temperatuur- en drukmeters, en uiteraard een eigen ingebouwde besturingsunit. Waar we in de oude situatie alleen de flow maten aan de warme kant van de warmtewisselaar, kunnen we met dit device straks ook de flow meten aan de koude kant. Bovendien bestaat de nieuwe warmtewisselaar uit meerdere platen, waardoor je ook kunt variëren in capaciteit. Het geheel wordt veel complexer, waardoor je niet alleen veel meer mogelijkheden krijgt, maar ook veel meer data.” 

Breed toepasbare principes
Met de nieuwe warmtewisselaar-unit, inclusief het FOCUS-1 device, wordt het flowcenter een nog interessanter ontwikkelomgeving voor de industrie. Huub: “Van eendimensionaal, wordt het straks mogelijk om multivariabel processen te optimaliseren. Als je op twee kanten gaat ‘controlen’ wat voor algoritmemogelijkheden levert dat op? Ik zie allerlei mogelijkheden om responstijden te verlagen of het gebruik van koelwater te minimaliseren; eigenlijk de operationele waarde te maximaliseren. Daarbij gaat het hier om principes die breed toepasbaar zijn. Niet alleen in de procesindustrie, maar bijvoorbeeld ook in de foodsector.”

Digital twin 
Een andere mogelijkheid die het FOCUS-1 device biedt is, om op basis van alle data een digital twin te bouwen, waarmee je proccessen kunt simuleren. Je kunt dan veilig experimenteren in een virtuele omgeving. Zo’n digital twin kun je daarnaast ook inzetten als ‘back-up’. Mochten er in je installatie bepaalde sensoren uitvallen, dan kan de digital twin deze aanvulling op basis van eerdere gegevens. Huub: “We gaan met het flowcenter echt een nieuw fase in, met veel meer focus op data. Daarbij helpt het ook dat we in de Duurzaamheidsfabriek beschikken over connectiviteit en een eigen datacenter. Dat maakt dat we ook op dat gebied een veilige omgeving hebben en de juiste partners om echt van toegevoegde waarde te kunnen zijn als innovatie- en educatieplatform voor de regio.” 

OI 4.0 Demonstrator
Het FOCUS-1 device van FocusOn vormt ook de basis van de OI4 Demonstrator die in 2022 op het Flowcenter is gerealiseerd. Deze demonstrator is bedoeld om de Open Industry 4.0 Alliance Development Guidelines te valideren en daarmee de haalbaarheid aantonen van een betere interoperabiliteit in de industrie. Daarnaast demonstreert de opstelling hoe apparaatgegevens, diagnostiek en prognoses effectief en efficiënt kunnen worden gecommuniceerd via de informatiepiramide. De demonstrator laat, door de koppeling met het Flow Center, het OI4-concept zien in een ‘real world’ procesinstallatie. Het platform wordt gebruikt voor speciale demo’s en voor andere vormen van kennisdeling, zoals workshops en whitepapers. Het consortium achter het project wordt gevormd door toonaangevende partners in de industrie, waaronder Ureason, Krohne, Pepperl&Fuchs, WAGO, Samson, FOCUS-ON, M&M Software, Codewrights, het Da Vinci College en het Flow Center of Excellence.