Model-based function design of gas-fired boilers
From system analysis to automatic offline calibration
DOI:
https://doi.org/10.17560/atp.v61i8.2407Keywords:
model-based function design, model-based design, rapid control prototyping, offline calibrationAbstract
Predevelopment and calibration of heating device functions often involves time consuming experimentation in the laboratory using mechanical prototypes. Demands concerning efficiency, comfort and environmental impact, as well as costs and time to market are continuously becoming more challenging. These requirements, combined with growing technological complexity and more product variants, call for enhancements in development, especially concerning the dynamic behaviour of the heating
appliances. The early and efficient development of optimized and robust functions is critical. The Vaillant Group attaches considerable importance to integrated model-based design activities, extending from system analysis through function and software development to automatic offline calibration of function parameters. The use of rapid control prototyping technologies ensures comprehensive feedback. Applications of integrated model-based design activities along the development process are presented. These examples reflect several years of experience using model-based design activities successfully in the development
of gas-fired boilers.
References
VDI 2206. (2004). Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme. VDI: www.vdi.de
Grunert, T., Schade, C., Michalik, C., Fielsch, S., Brandes, L., Kummert, A. (2018). ODESCA: A tool for control oriented modeling and analysis in MATLAB. In 2018 European Control Conference (ECC) (pp. 2959-2964). IEEE.
Grunert, T., Fielsch, S., Stursberg, M. (2015). Estimating the outlet temperature of a plate heat exchanger: Application of bilinear observers. In 2015 IEEE Conference on Control Applications (CCA) (pp. 466-471). IEEE.
CEN – EN 13203-:2015. (2015). Gas fired domestic appliances producing hot water - Part 1: Assessment of performance of hot water deliveries. European Committee for Standardization (CEN): www.globalspec.com
Papageorgiou, M., Leibold, M., Buss, M. (2015). Optimale Steuerung dynamischer Systeme. In Papageorgiou, M., Leibold, M., Buss, M. Optimierung: Statische, dynamische, stochastische Verfahren für die Anwendung, Berlin, Heidelberg, Springer Berlin Heidelberg, 2015, (pp. 207-240).
Andersson, J. A., Gillis, J., Horn, G., Rawlings, J. B., Diehl, M. (2019). CasADi: a software framework for nonlinear optimization and optimal control. Mathematical Programming Computation, 11(1), (pp. 1-36).
Houska, B., Ferreau, H. J., Diehl, M. (2011). ACADO toolkit—An open‐source framework for automatic control and dynamic optimization. Optimal Control Applications and Methods, 32(3), (pp. 298-312).
Akguen, G. (2017). Entwicklung und Evaluierung eines Fullpass-Rapid Control Prototyping Systems als Entwicklungsplattform für den Laborbetrieb von wandhängenden Gasgeräten. Ruhr-Universität Bochum.
Stursberg, M., Pohlheim, H. (2017). 20 Varianten, ein Release: Plattformstrategie in der Controller-Softwareentwicklung bei Vaillant. In Tagungsband Automation, 18. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, Baden Baden, 2017.
Stursberg, M., Löhr, C. (2018). Effizienter mit digitalen Zwillingen – Modellbasierte Funktionsentwicklung bei der Vaillant Group. In Tagungsband Automation, 18. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik (pp. 481 – 493), Baden Baden, 2018.
Pohlheim, H. (2013). Evolutionäre Algorithmen: Verfahren, Operatoren und Hinweise für die Praxis. Springer-Verlag.
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