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