Technische Universiteit Delft
Sleephopperzuiger
door M&C
Promotie van dhr. Ir. J. Braaksma: "Model-Based Control of Hopper
Dredgers"
04 februari 2008 | 10:00 uur
plaats: Aula TU Delft
De heer Ir. J. Braaksma | elektrotechnisch ingenieur, Nederland
promotor | Prof.dr. R. Babuska (3mE)
toeg.prom | Dr.ir. J.B. Klaassens (UHD-3mE)
Model-Based Control of Hopper Dredgers
De moderne sleephopperzuigers zijn geavanceerde schepen met een grote
hoeveelheid automatiseringssystemen, die vanaf de brug door middel van
geïntegreerde computersystemen worden bestuurd. Er wordt van de
operators verwacht dat zij de juiste setpoints genereren voor al deze
systemen. De allerlaatste schepen worden zelfs zo ingericht dat alles
bediend kan worden door één operator. Dit is alleen mogelijk bij een
grote mate van automatisering. Het bepalen van de setpoints is niet
eenduidig doordat vitale informatie voor het nemen van de juiste
beslissing ontbreekt. Veelal zijn de optimale setpoints afhankelijk
van de grondsoort. Deze informatie is niet altijd aanwezig.
Het onderwerp in dit proefschrift is de ontwikkeling van een
regelsysteem dat streeft naar een optimale bedrijfsvoering onder de
hierboven beschreven omstandigheden. Deze moet rekening houden met
alle facetten die het functioneren van de sleephopperzuiger
beïnvloeden, zoals het ontgraafproces, het pompproces en het bezinken
van zand in de beun. Aangezien de gevolgen van bepaalde regelakties
voor de performance pas aan het einde van de baggercyclus berekend
kunnen worden, wordt van de regelalgoritmen voorspellend gedrag
geëist. Er is daarom gekozen voor model gebaseerde voorspellende
regeltechniek ("model predictive control").
De resultaten zijn gebaseerd op numerieke simulaties die zijn
vergeleken met gemeten data, en gesimuleerde scenario's die
vergelijkbaar zijn met de werkwijze in de praktijk. De verbetering
vergeleken met de scenario's ligt tussen 2% voor grof zand en 22% voor
fijn zand, berekend in kubieke meter zand per seconde voor de gehele
baggercyclus. Een belangrijke conclusie is dat het sedimentatieproces
in de hopper een belangrijke rol speelt in het bepalen van de optimale
setpoints bij zandsoorten met een diameter kleiner dan 0.3 mm. Doordat
in de praktijk vooral naar de ingaande productie gekeken wordt, kan
hier een winst geboekt worden tot 22% wanneer het sedimentatieproces
wordt meegenomen in de regelstrategie.
Laatst gewijzigd: 31 januari 2008