Matematica/Abstracts PUTTING KNOWLEDGE TO WORK Industrial control systems Matematica/Abstracts PUTTING KNOWLEDGE TO WORK Översättning & automatisering av kunskap -från bokhyllan -till dator kod utan kompromisser för flöde, energi ,ventiler,tryckförluster,termodynamik Matematica ABB dpns Energy/Flow computer PC Processline Matematica.Lib copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

1. Vetenskaplig kunskap finns ”på hyllan” som text/matte. Date: 121126 Kommentar; 1. Vetenskaplig kunskap finns ”på hyllan” som text/matte. 2. Datorer som PC och styrsystem finns också ”på hyllan”. 3. Kunskapen omvandlas till mjukvara/kod och blir då användbar i datorer.Resultat; ”automatiserad kunskap”. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica Stefan Rudbäck, civ ing mail@matematica.se Contact; Matematica Stefan Rudbäck, civ ing mail@matematica.se www.matematica.se +46(0)708387910 skype; stefan.rudback copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica säljer 2 typer av mjukvara; Date: 121126 Matematica säljer 2 typer av mjukvara; 1. För beräkningar på skrivbordet=Processline. 2. För realtidsberäkningar i anläggningar/styrsystem =Matematica.Lib. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica Ex/GNG Naturgas Matematica dpns tech** total system osäkerhet<0.4% Fig;Visar verkligt mätfel på installerade naturgasflödesmätare i Sverige, ca 50% av mätarna >2% fel. **Framtid i Nynäshamn? Matematica hp tech* sys osäkerhet<0.7% *Drifttaget i Nynäshamn Bygger på; Processline och Matematica.Lib copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica GNG/naturgas hp system total uncertainty <0.7% at AGA/Nynäshamn Beräknat med Processline copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica GNG mother/dpns system total uncertainty 0.4% copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica/kunder AGA; Mätning av gasflöden (O2, N2, GNG…). Date: 121126 Matematica/kunder AGA; Mätning av gasflöden (O2, N2, GNG…). Söderenergi; Mätning av energi på fjärrvärmekraftverk. LKAB; Mätning av gasflöden Siemens; Design av flödesmätare. Alelyckan; Energibesparing copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Date: 121126 Matematica/Historia Grundat >25 år sedan av Stefan Rudbäck, civ ing (m Sc). Kunder idag främst processindustrin typ; kraftverk, gas, naturgas, stål copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline Windows-program Date: 121126 Processline Windows-program Innehåller beräkningsfunktioner för bl a; Hetvatten, energi, flödesmätning, tryckförluster, ventiler, Naturgas/Biogas, termodynamik. Beräkningsresultatet presenteras också i kodform för; 1. Eliminering av fel. 2. Tidsbesparing för användaren. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline huvudfunktioner Date: 121126 Processline huvudfunktioner Flödesmätare Tryckförluster Termodynamik Naturgas Ventiler Hetvatten Sorter copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/flödesmätare Beräkning av strypfläns för GNG/Nynäshamn -Indatadel copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/flödesmätare Beräkning av strypfläns för GNG/Nynäshamn -Vissa utdata i form av text __________________UTDATA_____________________ Enklast möjliga flödesberäkning*;q:= 13000*sqrt(dp/40,000) (*Optimerad för; (vid drifttillstånd= 15 C, 38 BarG)) (*För matematiskt fel se stor rapport) Håldiameter d, kall (=20 C)___________________(mm)= 66,142 Justerat maxflöde för rotutdragare________________= 13035 Anm: Användes för minimering av fel vid normalflöde= 0.67*maxlöde Tryckförlust vid maxflöde (ej = difftryck)___(kPa)= 22,434 Tryckförlust vid minflöde (ej = difftryck)___(kPa)= 0,2201 Flödeshastighet i rör (vid maxflöde)_________(m/s)= 14,850 Reynolds tal (vid maxflöde)_______________________= 4,048E6 Normens maxflödesgräns_____________(% av maxflöde)= 450,79 Normens minflödesgräns_____________(% av maxflöde)= 0,1729 OBS! Alla fysikaliska data utom densitet (<0.1% osäkerhet)=CH4 Densitet___________________________________(kg/m3)= 30,967 Kompressibilitetsfaktor Z_________________________= 0,9121 Dynamisk viskositet______________________(Pas*E-6)= 11,359 Kappa (Isentropisk expansionskoefficient)_________= 1,2607 copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/flödesmätare Beräkning av strypfläns för GNG/Nynäshamn -Vissa utdata i form av text OLIKA FLÖDESBERÄKNINGSMETODER INKL OSÄKERHETER* *(vid drifttillstånd= 15 C, 38 BarG) *(OBS! Kvadratrotsberäkningen av flödet i dp-cell ELLER dator, EJ BÅDA!) Medelosäkerhet i norm mellan min- och maxflöde____(%)= 0,6 1.Medelosäkerhet i norm + beräkningsfel för beräkningsmetod 1; q_rot_normal= 4315,46*sqrt(dp) < 2,8 % Används för bästa noggrannhet vid normalflöde=67% av maxflödet 2.Medelosäkerhet i norm + beräkningsfel för beräkningsmetod 2; q_rot_max= 4110,96*sqrt(dp) < 5,4 % Används för bästa noggrannhet vid maxflöde. 3.Medelosäkerhet i norm + beräkningsfel för beräkningsmetod 3; q_pol_mat=q_rot_mat*fmat < 0,6 % där q_rot_mat= 4110,96*Sqrt(dp) där fmat(q_rot_mat)=(1-0,45400E-9*q_rot_mat**2*3901,32/((P+1.01325)/0.01))/0,92327 *(1+0,08503/q_rot_mat**(3/4))/1,00007,natematica algoritm (Där ** = upphöjt till) Används för bästa noggrannhet vid alla flöden copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

av flödet (3) (matematica algoritm) Polynom beräkning av flödet (3) (matematica algoritm) Rotberäkning av flödet (1&2) flödesmätare/grafik OBS! polynomberäkning av flödet i detta fall mkt viktigt copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/flödesmätare/kodfabriken -Utdata i form av ”enkel” kod (* PROCESSLINE KODFABRIKEN;Tillverkning av standardiserad kod, IEC61131, Siemens PCS7 Copyright (c) 2012 Matematica, mail@matematica.se, +46-(0)708-387910 Skalning; 20 mA från dp-cell= 40.0000 kPa= 20 mA till styrsystem 1.Beräkningsfel<=0,0% av beräknat flödesvärde q_pol_mat_PT För;1300,00 <q_pol_mat_PT< 13000,0 38,0000 <P< 38,0000 15 <T< 15 *) FUNCTION_BLOCK Kodfabriken//Flow VAR_INPUT P:real:=38.0000;//BarG T:real:=15.0000;//C dpcell:real;//kPa,=signal från dp-cell, linjär eller rotberäknad; dp_max:real:=40.0000;//kPa=20 mA//OBS! samma skalning som dp-cell dp_rot:bool:=True;//False=linjär dp-cell/True=rotutdragande dp-cell END_VAR VAR_OUTPUT q_pol_mat_PT:real;//kg/h,PT kompenserad & polynomberäknad flödessignal,använd denna VAR q_pol_mat:real;//kg/h,polynomberäknat flöde,använd ej q_rot_mat:real;//kg/h,rotberäknat flöde, använd ej fmat:real; dp:real;//kPa,=beräknat dp = dpcell vid linjär dp-cell BEGIN dp:=dpcell; if dp_rot then dp:=dpcell*dpcell/dp_max/dp_max*dp_max;//linjarisering av rotutdragen dp-signal end_if; q_rot_mat:=2055.48*Sqrt(dp);//1.rotberäkning av flödet if q_rot_mat>0 then fmat:=(1-0.23807E-10*(q_rot_mat**2)*3901.32/((P+1.01325)/0.01))/0.99598*(1+1.55713/(q_rot_mat**0.75))/1.00128; //2. matematica algoritm, fmat=polynomberäkning av flödet else fmat:=1; q_pol_mat:=q_rot_mat*fmat;//3.polynomberäkning av flödet (*enkel Tryck/Temp-korrigering av densitet, avancerad se densitetsberäkningar*) q_pol_mat_PT:=q_pol_mat*sqrt((P+1.01325)/0.01/3901.32*(273.15+15.0000)/(273.15+T));//Enkel Tryck-temp kompensering END_FUNCTION_BLOCK//Kodfabriken (*Kodfabriken slut/finished/Ende/Finito*) Processline/flödesmätare/kodfabriken -Utdata i form av ”enkel” kod För exakt kod, använd densitet/Bigblock copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

BarG? C? Tryckförlustberäkning Total rörlängd 10 m 10 m 100 mm 1 m Naturgas 50000 kg/h 38 BarG 15 C copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/tryckförlust för GNG/Nynäshamn -Indatadel copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/tryckförlust för GNG/Nynäshamn -Vissa utdata _________________________TOTALT____________________________ Motståndstal______________________________________= 1,3795 Tryckminskning (reversibel+irreversibel)_____(kPa)= 70,292 Tryckminskning______________________________(mbar)= 702,92 Tryckminskning_________________(% av inloppstryck)= 1,8017 Tryckförlust (irreversibel)__________________(kPa)= 70,292 Utloppstryck (BarA)=38,310__________________(kPaA)= 3831,0 Utloppstemperatur______________________________(C)= 14,663 Flödeshastighet i rörutlopp (vid maxflöde)___(m/s)= 58,160 copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

BarG? C? Tryckförlustberäkning isolerat rör med T-stycke 5000 kg/h 4 m 100 mm 10 m 1 m 1,5 D Naturgas 50000 kg/h 38 BarG 15 C copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/tryckförlust för GNG/Nynäshamn -Vissa utdata _________________________TOTALT____________________________ Motståndstal______________________________________= 1,3545 Tryckminskning (reversibel+irreversibel)_____(kPa)= 9,933 Tryckminskning______________________________(mbar)= 99,334 Tryckminskning_________________(% av inloppstryck)= 0,2546 Tryckförlust (irreversibel)__________________(kPa)= 61,646 Utloppstryck (BarA)=38,914__________________(kPaA)= 3891,4 Utloppstemperatur______________________________(C)= 15,590 Flödeshastighet i rörutlopp (vid maxflöde)___(m/s)= 51,683 copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/termodynamik/O2 -Indata och vissa utdata copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

termodynamik/Naturgas -10 fraktioner Indata och vissa utdata Processline/ termodynamik/Naturgas -10 fraktioner Indata och vissa utdata copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/ventiler Indata och vissa utdata copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline/Sorter; Ändra in värdet på en storhet->alla andra berörda storheter uppdateras copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

1.Processline hjälpfunktioner Date: 121126 1.Processline hjälpfunktioner Flödesmätare/grafik/osäkerhet/densitet/ kodfabriken-bigblock Termodynamik/densitet/kodfabriken Naturgas/densitet/kodfabriken Hetvatten/osäkerhet/densitet copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

OBS! polynomberäkning av flödet i detta fall mkt viktigt Rotberäkning av flödet (1&2) Polynom beräkning av flödet (3) flödesmätare/grafik OBS! polynomberäkning av flödet i detta fall mkt viktigt copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

flödesmätare/osäkerhet Rotberäkning av flödet copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

flödesmätare/osäkerhet Polynom beräkning av flödet copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Flödesmätare/termodynamik/densitet 1. Speca önskad noggrannhet 2. Clicka Run 3. Utdata i form av tabell (eller kod) copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

flödesmätare/densitet/kod 1. Speca önskad noggrannhet 2. Clicka Run (* KODFABRIKEN;Tillverkning av standardiserad kod, IEC61131, Siemens PCS7 Densitet beräkningsfel<0,0% 300,000 <P(kPaA)< 3901,32 15,0000 <T(C)< 50,0000 *) FUNCTION_BLOCK Kodfabriken//calculates density from P,T VAR_INPUT P:real:=38.0000;//BarG T:real:=15.0000;//C END_VAR VAR_OUTPUT densitet:real;//kg/m3 VAR kvot:real; PkPa:real; Tmax:real; Tmin:real; Pmax:real; Pmin:real; kompminmax:real; kompmaxmax:real; kompminmin:real; kompmaxmin:real; BEGIN kompminmin:=1.0; kompmaxmin:=1.0; kompminmax:=1.0; kompmaxmax:=1.0; PkPa:=(P+1.01325)/0.01; Tmax:=50.0000; Tmin:=15.0000; Pmax:=3901.32; Pmin:=300.000; kompminmax:=1.00565; kompmaxmax:=0.99658; kompminmin:=0.99875; kompmaxmin:=0.99799; kvot:=(kompminmin*(Tmax-T)*(Pmax-PkPa)+kompmaxmin*(T-Tmin)*(Pmax-PkPa)+kompminmax*(Tmax-T)*(PkPa-Pmin)+kompmaxmax*(T-Tmin)*(PkPa-Pmin))/(Tmax-Tmin)/(Pmax-Pmin); densitet:=PkPa/2100.66*305.650/(T+273.15)*kvot*23.2054; END_FUNCTION_BLOCK (*BigBlock slut/finished/Ende/Finito*) flödesmätare/densitet/kod 1. Speca önskad noggrannhet 2. Clicka Run 3. Utdata i form av kod copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

flödesmätare/bigblock 1. Stor huvudberäknig (* KODFABRIKEN;Tillverkning av standardiserad kod, IEC61131, Siemens PCS7 Beräkningsfel<0,1% av beräknat flödesvärde q_pol_mat_PT För;1300,00 <q_pol_mat_PT< 13000,0 300,000 <P(kPaA)< 3901,32 15,0000 <T(C)< 50,0000 Skalning; 20 mA från dp-cell= 10.0000 BarG= 20 mA till styrsystem *) FUNCTION_BLOCK Kodfabriken//BigBlock, calculates flow from dp VAR_INPUT P:real:=38.0000;//BarG T:real:=15.0000;//C dpcell:real;//BarG,=signal från dp-cell, linjär eller rotberäknad dp_max:real:=10.0000;//BarG=20 mA dp_rot:bool:=True;//False=linjär dp-cell/True=rotutdragande dp-cell END_VAR VAR_OUTPUT densitet:real;//kg/m3 q_pol_mat_PT:real;//kg/h,PT kompenserad & polynomberäknad flödessignal,använd denna VAR q_pol_mat:real;//kg/h,polynomberäknat flöde,använd ej q_rot_mat:real;//kg/h,rotberäknat flöde, använd ej fmat:real; dp:real;//BarG,=beräknat dp = dpcell vid linjär dp-cell fdens_mat:real; kvot:real; PkPa:real; Tmax:real; Tmin:real; Pmax:real; Pmin:real; kompminmax:real; kompmaxmax:real; kompminmin:real; kompmaxmin:real; BEGIN kompminmin:=1.0; kompmaxmin:=1.0; kompminmax:=1.0; kompmaxmax:=1.0; PkPa:=(P+1.01325)/0.01; Tmax:=50.0000; Tmin:=15.0000; Pmax:=3901.32; Pmin:=300.000; kompminmax:=1.00565; kompmaxmax:=0.99658; kompminmin:=0.99875; kompmaxmin:=0.99799; kvot:=(kompminmin*(Tmax-T)*(Pmax-PkPa)+kompmaxmin*(T-Tmin)*(Pmax-PkPa)+kompminmax*(Tmax-T)*(PkPa-Pmin)+kompmaxmax*(T-Tmin)*(PkPa-Pmin))/(Tmax-Tmin)/(Pmax-Pmin); fdens_mat:=sqrt(PkPa/2100.66*305.650/(T+273.15)*kvot*0.504770); dp:=dpcell; if dp_rot then dp:=dpcell*dpcell/dp_max/dp_max*dp_max; end_if; q_rot_mat:=4110.96*Sqrt(dp); if q_rot_mat>0 then fmat:=(1-0.45400E-9*(q_rot_mat**2)*3901.32/((P+1.01325)/0.01))/0.92327*(1+0.08503/(q_rot_mat**0.75))/1.00007; else fmat:=1; q_pol_mat:=q_rot_mat*fmat; q_pol_mat_PT:=q_pol_mat*fdens_mat; densitet:=PkPa/2100.66*305.650/(T+273.15)*kvot*23.2054; END_FUNCTION_BLOCK (*BigBlock slut/finished/Ende/Finito*) flödesmätare/bigblock 1. Stor huvudberäknig 2. Beräkna densitetstabell med aktuell osäkerhet. 3. Clicka BigBlock Beroende på osäkerhetshetskraven skapas mer eller mindre rader kod. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Nedan nämner jag vissa överkursfunktioner; -Flödesmätare/optimering Övriga funktioner Nedan nämner jag vissa överkursfunktioner; -Flödesmätare/optimering Speca tillgänglig raksträcka, media min och max P/T, viktfaktore för tryckförlust och osäkerhet och Processline kommer att beräkna optimalt primärelement för dig inkl placering på raksträckan mm. -V-Cone Beräkna flöde och dp för V-Cone Polynomberäkning av flödet med kodfabriken inkl exakt P/T-komp med komp-faktorer. Kan ta bort flera procent beräkningsfel. -Magnetisk/US-mätare I princip alla mag/US är inställd för 100% turbulent flöde, vilket aldrig förekommer i ett rör. Med Processline kan komp-faktorer beräknas för delvis laminärt flöde och pluggflöde (vanligt för massa). Kan ta bort fel på ibland 20%. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Processline levereras på CD copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Matematica designar/beräknar/genererar styrsystemkod m h a Processline Datum: 120515 Matematica-ert företag samarbete 1. Konsultbasis. Matematica designar/beräknar/genererar styrsystemkod m h a Processline copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

för Processline mellan ert företag och Matematica. Datum: 120515 Matematica-ert företag samarbete 2. Licensavtal för Processline mellan ert företag och Matematica. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Simuleringslicens (Windows) för hela eller delar av Matematica.Lib. Datum: 120515 Matematica-ert företag samarbete 3. Simuleringslicens (Windows) för hela eller delar av Matematica.Lib. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Simulerings och online-licens Datum: 120515 Matematica-ert företag samarbete 4. Simulerings och online-licens (Windows och ABB Industrial IT/ Siemens PCS7) för hela eller delar av Matematica.Lib. copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid

Slutligen hoppas jag att Matematicas mjukvara är intressant för er och leder till ett framtida samarbete. Kontakta i så fall; Matematica Stefan Rudbäck, civ ing mail@matematica.se www.matematica.se +46(0)708387910 skype; stefan.rudback copyright (c) 2012 Stefan Rudbäck, Matematica,+46 708387910, mail@matematica.se, matematica.se sid