Martin Servin
Martin Servin är projektledare för simuleringsprojektet. Till höger ett collage bilder från simulering av pellets.

Avancerade simuleringar ger styrmetoder för industrin

Avancerad simuleringsteknik kan ge bättre metoder för att styra stora industrisystem. Forskare vid Umeå universitet får nu fyra miljoner från Vinnova för nya metoder vid tillverkning av järnmalmspellets. Företagen LKAB, Algoryx och Optimation är partners.

Vinnova satsar fyra miljoner kronor på ett tvåårigt forsknings- och utvecklingsprojekt kring granulära materialflöden i industriella processer. Med vägledning av detaljerad simulering kan nya styrmetoder utvecklas för tillverkningen av exempelvis järnmalmspellets. Det ger helt nya möjligheter att styra processen och minska energiförbrukning och samtidigt öka produktkvaliteten.

– Med simulering blir experimentering både snabb, billig och repeterbar, säger Martin Servin, projektledare och forskare vid
UMIT Research Lab
på Umeå universitet.

Beräkningsvetenskap och datorhårdvara

Vissa typer av mätningar, till exempel kraftfördelningar mellan de granulära kropparna, är praktiskt sett ogenomförbara i verkliga system. Nya framsteg inom beräkningsvetenskap och datorhårdvara gör det nu möjligt att studera processer med 10-100 miljoner granulära kroppar. Därmed kan storskaliga industrisystem till exempel inom mineralprocessering modelleras och simuleras.

– Detta är en fortsättning på ett framgångsrikt samarbete där simuleringarna redan visat sig värdefulla i arbetet med att utveckla LKAB:s nya pelletsverk, fortsätter Martin Servin.

Simulering direkt till processen

I projektet skapas och testas nya beräkningsmetoder och regleralgoritmer för att styra processer med granulära flöden. Gränssnittet mellan styrprogramvara och simulerat system konstrueras så att överföring från virtuellt system till fysisk industrianläggning kan ske ögonblickligen. Det ska ge möjlighet för operatörer att testa alternativ styrning i virtuell miljö samtidigt som denne styr den faktiska processen. Lösningar testas i rullkretsar vid LKABs anläggning i Malmberget för pelletisering av järnmalm.

– Vi befinner oss i en revolution där avancerade beräkningsprogramvaror blir allt mer lättillgängliga för icke-specialister, säger Kenneth Bodin, VD vid Algoryx Simulation, avknoppat från Umeå universitet 2007. När designern eller ingenjören kan test-köra sin idé i simulering på bara några ögonblick och visa upp resultatet för medarbetare och beslutsfattare blir ett helt nytt kreativt arbetssätt möjligt.

Fakta om projektet:

Projektet ”Reglering av granulära processer” (GranuReg) är del i det nationella strategiska innovationsprogrammet
Processindustriell IT och Automation
och drivs i samarbete med industriparterna Algoryx Simulation, LKAB och Optimation, vilka också finansierar projektet med sammanlagt fyra miljoner.

Projektet adresserar styrning och reglering av processering och transportering av bulkmaterial, eller s.k. granulära material, t.ex. malm, grus, mineralpellets, spannmål, biomaterial och läkemedel. Med hjälp av detaljerad simulering av det granulära materialets dynamik genom processen är det möjligt att studera hur materialet påverkas och flödar under en mängd olika förhållanden. Exempelvis kan flödesflaskhalsar och nötande krafter enkelt detekteras och reduceras genom omkonstruktion eller förbättrad styrning och olika val och placeringar av sensorer kan utvärderas.