Bestimmung der Kinetik heterogen-katalytischer Gasphasenreaktionen in automatisierten Meßsystemen: Konzepte, Analytik, Konzentrationsregelung
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INHALT
0 VORWORT .1
1 AUTOMATISIERUNG VON KINETISCHEN MESSUNGEN - BISHERIGE ARBEITEN.3
1.1 GRUNDLAGEN DER BESTIMMUNG EINER KINETIK.3
1.2 ANLAGEN- UND AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHE ANSAETZE ZUR AUTOMATISCHEN
BESTIMMUNG VON KINETIKEN.4
1.2.1 AUTOMATISIERUNGSKONZEPTE AUF DER BASIS EINER KONZENTRATIONS
STEUERUNG .5
1.2.2 AUTOMATISIERUNGSKONZEPTE AUF DER BASIS EINER TEMPERATURSTEUE
RUNG .11
1.2.3 AUTOMATISIERUNGSKONZEPTE AUF DER BASIS EINER KONZENTRATIONSRE
GELUNG .14
1.2.4 WEITERE INSTATIONAERE MESSMETHODEN ZUR KINETIKBESTIMMUNG.23
1.3 BEURTEILUNG DER VORGESTELLTEN KONZEPTE .25
2 VERFAHRENSTECHNISCHE GRUNDLAGEN EINER AUTOMATISCHEN
KINETIKBESTIMMUNG.27
2.1 GRUNDAUFBAU UND ANFORDERUNGEN AN EIN KINETISCHES MESSSYSTEM.27
2.2 METHODISCHE UND ANLAGENTECHNISCHE ALTERNATIVEN FUER EINE AUTOMATISCHE
KINETIKBESTIMMUNG.29
2.2.1 AUSWAHL EINER GEEIGNETEN METHODISCHEN GRUNDKONZEPTION.29
2.2.2 DOSIERSYSTEM.31
2.2.2.1 DOSIERUNG VON GASEN.31
2.2.2.2 DOSIERUNG VON FLUESSIGKEITEN.33
2.2.3 REAKTIONSSYSTEM .36
2.2.4 ANALYSENSYSTEM.40
2.2.5 INFORMATIONSSYSTEM.42
2.2.5.1 AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHE GRUNDSTRATEGIE.42
2.2.5.2 SOFTWARETECHNISCHE REALISIERUNG.45
2.2.6 SICHERHEITSSYSTEM.51
2.2.6.1 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN ZUR GESTALTUNG DES
SICHERHEITSSYSTEMS.51
2.2.6.2 LOESUNGSVORSCHLAEGE FUER SPEZIELLE SICHERHEITSMECHA
NISMEN .52
2.3 VERSUCHSANLAGE .54
3 MASSENSPEKTROMETRISCHE ONLINE-ANALYTIK FUER DIE KONZENTRATIONSREGELUNG
VON KREIS
LAUFREAKTOREN .57
3.1 SPEZIFIK DER ANALYTIK KONZENTRATIONSGEREGELTER KREISLAUFFEAKTOREN
BEI KINE
TISCHEN MESSUNGEN.57
3.2 ENTWICKLUNG EINER MASSENSPEKTROMETRISCHEN MESSMETHODE .60
3.2.1 EXEMPLARISCHES STOFFSYSTEM: METHANOLOXIDATION.60
3.2.2 AUSGANGSBASIS FUER DEN VERGLEICH VON VERFAHREN ZUR AUSWERTUNG DER
ROHDATEN .63
3.2.3 CLASSICAL-LEAST-SQUARES-METHODE.67
3.2.4 MODIFIZIERTE CLASSICAL-LEAST-SQUARES-METHODE .68
3.2.5 NEURONALE NETZE .71
3.2.6 PLS- UND PCR-METHODEN .74
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/962080217
3.2.7 ERGEBNISSE DES VERGLEICHS.79
3.3 SOFTWARETECHNISCHE REALISIERUNG DER ONLINE-ANALYTIK.80
4 STRATEGIEN FUER DIE KONZENTRATIONSREGELUNG VON KREISLAUFREAKTOREN .83
4.1 BISHERIGE ANSAETZE ZUR REGELUNG DER AUSGANGSKONZENTRATIONEN BEI
KINETI
SCHEN MESSUNGEN.83
4.1.1 KONZENTRATIONSREGELUNG.84
4.1.2 REGELUNGS-/STEUERUNGSKONZEPT NACH
LOEWE
.85
4.1.3 MODELLGESTUETZTE STEUERUNGEN.86
4.1.4 LERNENDE STEUERUNG:
IPOL
.89
4.2 MODIFIKATION BESTEHENDER REGELSTRATEGIEN .92
4.2.1 STABILISIERTER IPOL-REGLER (EIPOL) .92
4.2.2 MODIFIZIERTER PI-REGLER (EPI) .93
4.2.3 EIPOL/EPI-KOMBINATIONSREGLER.93
4.3 AUSBLICK: SQP-REGLER.94
4.4 SIMULATIONSBEISPIELE FUER DIE ENTWICKELTEN REGELSTRATEGIEN.97
4.4.1 REGLERVERHALTEN BEI MODERATER NICHTLINEARITAET: METHANOLOXIDA
TION .100
4.4.2 REGLERVERHALTEN BEI AUSGEPRAEGTER NICHTLINEARITAET: ACROLEINSYNTHE-
SE . 102
4.5 MESSERGEBNISSE FUER DIE ENTWICKELTEN REGELSTRATEGIEN (METHANOLOXIDA
TION) .103
4.6 BEWERTUNG DER SIMULATIONS-UND MESSERGEBNISSE .105
4.7 BEHANDLUNG DISKRETER STELLGROESSENBESCHRAENKUNGEN IN REGELALGORITHMEN
. 107
4.7.1 FORMULIERUNG DER STELLGROESSENBESCHRAENKUNGEN .107
4.7.2 LOESUNGSANSATZ: BRANCH & BOUND .110
4.7.3 BEISPIELE.112
5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK.115
A ANHANG.117
A.L SYMBOLVERZEICHNIS.119
A.2 LITERATURVERZEICHNIS.123
A.2 ARBEITEN AUF DEM GEBIET DER AUTOMATISIERUNG VON KINETISCHEN
MESSUNGEN
(ZUSAMMENFASSUNG).130
A.3 WIRKPRINZIPIEN GRADIENTENFREIER LABORREAKTOREN NACH [JANKOWSKI78]
. 134
A.4
LEVENBERG-MARQUARDT
-ALGORITHMUS - EINE EINFUEHRUNG.135
A.5 NICHTLINEARE OPTIMIERUNG MIT S(?P-TECHNIKEN - THEORETISCHE GRUND
LAGEN .136
A.6
BRANCH-AND-BOUND
- EIN EINFUEHRENDES BEISPIEL .139
A.7 MODELLIERUNG DES REAKTORS FUER DIE SIMULATION VON REGELSTRATEGIEN .
143
A.8 VERWENDETE KINETIKMODELLE .145
A.9 VEREINFACHTE STRUKTUR DER SPS-STEUERUNG FUER DIE VERSUCHSANLAGE.147
A. 10
CLS
UND
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-VERFAHREN AM BEISPIEL DES STOFFSYSTEMS DER METHANOL
OXIDATION .148 |
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