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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/21153
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título: | Controle plantwide do processo Tennessee Eastman empregando lógica fuzzy |
Autor(es): | Santos, Félix Rezende |
Data do documento: | 21-Ago-2022 |
Orientador: | Fonseca, Rodolpho Rodrigues |
Coorientador: | Pagano, Rogério Luz |
Resumo: | Ao se utilizar o termo Controle Plantwide, buscamos identificar como variáveis podem ser manipuladas, quais associações podem ser realizadas entre elas e como controlar a planta como um todo de maneira próxima do ótimo operacional. Estas questões são importantes e aparecem no dia a dia de um engenheiro de processos, visto que, para a maioria das teorias clássicas de controle assume-se que a estrutura efetiva de sensores e atuadores é fornecida previamente e que as operações envolvidas em uma planta industrial podem ser analisadas individualmente, sem considerar a interação entre elas, o que não acontece em uma planta industrial química. O estudo do controle Plantwide é de grande importância principalmente na indústria de transformação química, onde há a presença de fenômenos interdependentes que podem ocasionar problemas tanto de produção quanto de segurança industrial. Estes fenômenos devem ser levados em consideração quando se visa criar uma malha de controle segura e que evite instabilidades, como é o caso, por exemplo, do efeito bola de neve em reações exotérmicas devido ao acréscimo na temperatura, impactando a taxa de reação química. O presente trabalho buscou substituir estratégias clássicas, empregadas na literatura, de controle PID por controladores baseados em lógica fuzzy no controle do processo Tennessee Eastman. Esta mudança tem como objetivo melhorar parâmetros do processo industrial, visto que o Processo Tennessee Eastman (TEP) apresenta diferentes não-linearidades e possui potencial para inúmeras estratégias de controle. Após isto, a partir da ótica de controle plantwide, foram avaliados índice de desempenho do processo. Os controladores projetados foram do tipo fuzzy Mamdani e controlaram o processo de maneira mais eficaz, diminuindo a variabilidade da pressão em 42.4% e reduzindo a quantidade de perda de produto na purga em 8.2% quando comparados aos controladores PID clássicos normalmente utilizados na literatura. Para esta comparação serão aplicados diversos indicadores de desempenho, como o IAE, o esforço de controle e a quantificação de produto perdido na purga. |
Abstract: | When the term Plantwide Control is used, it is to identify how variables can be manipulated, what associations can be made between them and how to control the plant as a whole in a way that is close to the operational optimum. These questions are important and appear in the daily life of a process engineer, since for most control theories it is assumed that the effective structure of sensors and actuators is provided and the operations involved in an industrial plant can be analyzed individually, without considering the interaction between them, which is not always true in a chemical industrial plant. The study of Plantwide control is of great importance mainly in the chemical transformation industry, where the presence of interdependent phenomena can cause problems in both production and industrial safety. These phenomena must be taken into account when aiming to create a safe control loop that avoids instabilities, as is the case of the snowball effect caused by the increase in temperature impacting the rate of chemical reaction of exothermic reactions. The present work seeks to replace classic PID control strategies used in the literature for controllers based on fuzzy logic. This modification aims to improve parameters of the industrial process, since the Tennessee Eastman Process (TEP) have different nonlinearities and has the potential for numerous control strategies. After that, from the plantwide control methodology, the process performance index will be evaluated. The designed controllers were build using the fuzzy Mamdani method and controlled the process more effectively, decreasing the pressure variability by 42.4% and reducing the amount of product loss in the purge by 8.2% when compared to classical PID controllers commonly used in the literature. For this comparison, several performance indicators will be applied, such as the IAE, the control effort and the quantification of product lost in the purge. |
Palavras-chave: | Controle de processos químicos Sistemas difusos Métodos de simulação Processo Tennessee Eastman Controle plantwide Lógica fuzzy Simulação Tennessee Eastman process Plantwide control Fuzzy logic Simulation |
área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Agência de fomento: | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq |
Idioma: | por |
Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | SANTOS, Félix Rezende. Controle plantwide do processo Tennessee Eastman empregando lógica fuzzy. 2022. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/21153 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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