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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24735
Tipo: TCC
Título: Filtro de kalmam estendido para estimativa e controle em um reator Cstr não isotérmico de produção de propileno glicol
Autor(es): Pedro, Marcelo da Silva
Primeiro Orientador: Morais Júnior, Arioston Araújo de
Resumo: Os equipamentos mais relevantes das indústrias químicas e petroquímicas são os reatores químicos. Esses equipamentos apresentam elevado custo energético de operação e também requer grande investimento econômico. Dessa forma, se faz necessário o conhecimento de sua operação e um acompanhamento remoto das variáveis relevantes. Inúmeros sensores físicos existentes em uma planta, fornecem medições físicas com pequenos tempos de amostragens e com boas precisões, dentre os quais destacam-se os sensores de vazão, temperatura, nível, dentre outros. No entanto, quando se deseja medir variáveis químicas e bioquímicas (tais como, biomassa, diâmetro de partículas e concentração de produtos) diversas dificuldades devem ser enfrentadas, sendo a amostragem off-line (análise em laboratório) mais comum. Nesse sentido, o presente trabalho propõe a construção de um analisador virtual para inferência e controle da concentração no processo de produção de Propileno Glicol. A metodologia desenvolvida foi construída em etapas, onde inicialmente foi proposta a modelagem matemática do processo, logo em seguida o processo foi simulado em regime estacionário e transiente no software Matlab-Simulink®, por conseguinte foi efetuada aconstrução do analisador virtual com a modelagem semiempírica, Filtro de Kalman Estendido (FKE). Os resultados obtidos com a inferência foram avaliados com critérios de desempenho, erro médio quadrático (MSE) e a raiz do erro médio quadrático (RMSE). A última etapa do trabalho consistiu na implementação de um sistema de controle inferencial realimentação para a temperatura e concentração do reagente na corrente de saída do reator. Os resultados apresentados mostraram que as estimativas da concentração e da temperatura apresentaram comportamento transiente semelhante à real do processo. Por fim, verificou-se que a o controle realimentação inferencial de concentração e de temperatura, utilizando o analisador virtual através do FKE, minimizou os efeitos de distúrbios inerentes inseridos no processo.
Abstract: The most relevant piece of equipment in the chemical industry is the chemical reactor. Those equipments usually demand high amounts of energy during its operation, and considerable costs to install and maintain. That makes necessary a decent knowledge about the operation at any time and the remote monitoring of different variables inside the reactor. Several physical sensors are present in a chemical plant, providing measurements with good precision and low sampling times, with the flow, temperature, level, and others standing out. However, when the measurement of chemical and biochemical variables is desired (e.g. biomass, average particle diameter, and product concentration) several difficulties are present, with the need for offline sampling usually being necessary. In this sense, the present work proposes the construction of a virtual analyzer for inference and concentration control in the production process of Propylene Glycol. The methodology was developed in steps, where it was initially proposed the mathematical modeling of the process, soon after that the process was simulated in steady state and transient in the software Matlab-Simulink®, therefore, the virtual analyzer was carried out with the semi-empirical modeling, Extended Kalman Filter (FKE). The results obtained with the inference were evaluated using performance criteria, mean square error (MSE) and root mean square error (RMSE). The last step of the work consisted in the implementation of an inferential feedback control system for the temperature and reagent concentration in the reactor output stream. The results showed that the concentration and temperature estimates showed similar behavior to the actual process. Finally, it was verified that the inference feedback control of concentration and temperature, using the virtual analyzer through FKE, minimized the effects of inherent disturbances inserted in the process.
Palavras-chave: Reatores químicos
filtro de Kalman estendido
analisadores virtuais
controle inferencial
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24735
Data do documento: 1-Dez-2017
Aparece nas coleções:TCC - Engenharia Química

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