Integration of real time optimization (RTO) and advanced control (MPC) of an industrial propylene/propane splitter (2015)
- Authors:
- Autor USP: CALVO, ALDO IGNACIO HINOJOSA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: CONTROLE DE PROCESSOS; SIMULAÇÃO
- Language: Inglês
- Abstract: O propósito desta Tese é realizar o estudo da implementação do controle avançado (MPC) e otimização em tempo real (RTO) em uma unidade de processo industrial usando como ferramentas softwares comerciais de simulação e otimização de processos. As soluções propostas podem ser consideradas como estratégias de integração entre RTO e MPC de uma e duas camadas. Na estratégia de duas camadas, a camada superior que considera um modelo rigoroso não linear do processo computa e envia targets otimizantes à camada dinâmica do MPC, que computa as ações de controle necessárias para alcançar esses targets e estabilizar o processo. Na estratégia de uma camada, mais conhecida como MPC econômico, temos a inclusão do gradiente da função econômica na função custo do controlador preditivo. Ambas as estratégias foram estudadas e suas implementações na coluna de destilação de propeno/propano com integração energética da unidade de produção de propeno da refinaria de Capuava da Petrobras foram simuladas. Este estudo foi realizado em varias etapas. Primeiro, uma simulação dinâmica do processo foi realizada usando o simulador dinâmico Dynsim® para ser usada como uma planta virtual que também foi usada para a identificação dos modelos usados nos controladores preditivos. Segundo, os algoritmos de controle avançado foram desenvolvidos em Matlab® baseados no controlador preditivo de horizonte infinito (IHMPC), no controlador preditivo robusto (RIHMPC) e no MPC econômico. Terceiro, o algoritmo de RTO foi desenvolvido no pacote de otimização em tempo real ROMeo®, onde o modelo rigoroso não linear do processo foi implantado incluindo as etapas de simulação, reconciliação de dados e otimização.Quarto, modificações e adaptações dos algoritmos e rotinas desenvolvidas foram feitas para permitir a comunicação de dados em tempo real usando o protocolo de transferência de dados OPC entre Matlab®, Dynsim® e ROMeo®. Finalmente, foram desenvolvidos o sequenciamento e automação dos algoritmos tanto para leitura e escritura de dados, assim como, para a rotina do RTO. Para todas as estratégias propostas nesta Tese, foram incluídos exemplos de simulação representativos onde se pode evidenciar a estabilidade e convergência das estratégias propostas, chegando-se à conclusão que as estruturas propostas de RTO/MPC podem ser implementadas no sistema real.
- Imprenta:
- Data da defesa: 20.02.2015
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ABNT
HINOJOSA CALVO, Aldo Ignacio. Integration of real time optimization (RTO) and advanced control (MPC) of an industrial propylene/propane splitter. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04012016-115933/. Acesso em: 25 abr. 2024. -
APA
Hinojosa Calvo, A. I. (2015). Integration of real time optimization (RTO) and advanced control (MPC) of an industrial propylene/propane splitter (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04012016-115933/ -
NLM
Hinojosa Calvo AI. Integration of real time optimization (RTO) and advanced control (MPC) of an industrial propylene/propane splitter [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 25 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04012016-115933/ -
Vancouver
Hinojosa Calvo AI. Integration of real time optimization (RTO) and advanced control (MPC) of an industrial propylene/propane splitter [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 25 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04012016-115933/ - Using Dynsim® to study the implementation of advanced control in a propylene/propane splitter
- Study of the implementation of a robust MPC in a propylene/propane splitter using rigorous dynamic simulation
- Realigned model predictive control of a propylene distillation column
- Study of infinite horizon MPC implementation with non-minimal state space feedback in a propylene production unit using dynamic process simulation
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