Estratégias de controle avançado para uma planta de tratamento de pH (2020)
- Authors:
- Autor USP: SERRANO, MANUEL ALEJANDRO PÉREZ - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PTC
- Subjects: CONTROLE DE PROCESSOS; CONTROLE LINEAR
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os sistemas de pH foram reconhecidos como um dos problemas mais difíceis na área de controle de processos, pois a resposta do pH à adição de reagentes é altamente não linear. Este trabalho tem como principal objetivo a comparação entre duas técnicas de controle linear aplicadas a um processo não linear de tratamento de pH: o PID Gain Schedule (GS) e o MPC Multimodelos gerando SP ótimos para PID GS. É empregada a Planta Piloto de Tratamento de pH instalada no Laboratório de Controle de Processos Industriais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e levantada a curva de titulação para determinar as faixas em que o comportamento do mesmo é linear. Para cada faixa de pH é criado um controlador do tipo PID e um modelo caixa preta para o controlador preditivo, assim como um mecanismo adaptativo que decide, partindo das entradas e saídas do sistema, qual modelo é apropriado para o controlador preditivo. Do uso das duas estratégias de controle, resulta em um controle PID bem sintonizado agindo na primeira camada garantindo que o processo nunca se torne instável, viabilizando uma operação segura da planta; já o MPC na segunda camada de controle consegue otimizar o processo. Os resultados obtidos após a implementação dos controladores são satisfatórios. Verificou-se que existem cinco faixas de pH, que para uma melhor operação podem ser tratadas usando cinco controladores diferentes. Para a Planta Piloto de Tratamento de pH do LCPI, na variável nível o melhor método de sintonia encontrado foi o da Curva de Reação de Ziegler e Nichols, para a temperatura foi o método de sintonia ISE e para a variável pH, por ser uma variável instável em malha aberta se aplicou o método do Relé de Åström e Hägglund na obtenção dos parâmetros em conjunto com o método deZiegler e Nichols de Oscilações Contínuas, resultando este último no método mais eficaz para sintonia em malha fechada. No uso do PID Gain Schedule se verificou que quando utilizado sozinho na planta, é melhor usar realimentação para troca dos ganhos pelo valor do Set Point e quando utilizado na primeira camada de controle, recebendo SP otimizados, é melhor a realimentação pelo valor da variável de processo. Com os resultados obtidos observou-se que a utilização de duas camadas de controle onde o MPC projetado com os modelos obtidos empregando sinais de excitação do tipo GBN apresentou menores tempos de acomodação.
- Imprenta:
- Data da defesa: 08.07.2020
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ABNT
PÉREZ SERRANO, Manuel Alejandro. Estratégias de controle avançado para uma planta de tratamento de pH. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04092020-093128/. Acesso em: 08 maio 2025. -
APA
Pérez Serrano, M. A. (2020). Estratégias de controle avançado para uma planta de tratamento de pH (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04092020-093128/ -
NLM
Pérez Serrano MA. Estratégias de controle avançado para uma planta de tratamento de pH [Internet]. 2020 ;[citado 2025 maio 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04092020-093128/ -
Vancouver
Pérez Serrano MA. Estratégias de controle avançado para uma planta de tratamento de pH [Internet]. 2020 ;[citado 2025 maio 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3139/tde-04092020-093128/
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