Otimização descentralizada coordenada aliada a estratégias de controle plantwide para o controle de processos químicos

• Main Author: Cardoso, Anamaria de Oliveira
• Other Authors: Kwong, Wu Hong
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Otimização descentralizada; Coordenação; Controle plantwide; Plantas químicas complexas; Decentralized Optimziation; Coordination; Plantwide Control; Complex Chemical Plants; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/8097

Submitted by Izabel Franco ([e-mail]) on 2016-10-10T18:36:07Z No. of bitstreams: 1 TeseAOC.pdf: 3133234 bytes, checksum: fa3788cc1616002b40bb53fd23954c58 (MD5) === Approved for entry into archive by Marina Freitas ([e-mail]) on 2016-10-21T12:01:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAOC.pdf: 3133234 bytes, checksum: fa3788cc1616002b40bb53fd23954c58 (MD5) === Approved for entry into archive by Marina Freitas ([e-mail]) on 2016-10-21T12:01:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAOC.pdf: 3133234 bytes, checksum: fa3788cc1616002b40bb53fd23954c58 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-10-21T12:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAOC.pdf: 3133234 bytes, checksum: fa3788cc1616002b40bb53fd23954c58 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 === Não recebi financiamento === Chemical plants are increasingly complex and integrated with recycle streams promoting energy integration and increasing process yield. This results in a complex dynamic behavior which can interfer in control systems design. Decentralized control systems are an alternative although this methodologie is not always e ective once that interactions between process units are not considered. In this work, decentralized coordinated optimization with severous methods of coordination is applied to a reactor- ash systems and Williams-Otto plant, getting satisfatory results for these chemical plants. Then, we develop a control system to complex chemical plants that are decomposed in subsystems, combine decentralized coordinated optimization with strategies of plantwide control theory to ensure that processes operate in conditions comply with global and local demands, minimizing the e ect of disturbances in the system and avoiding snowball e ect, characteristics of this type of systems since both methodologies consider the interconnections of the systems. The methodology is applied to design of control systems to Williams-Otto plant, because of complexity of its optimization problem and high f interaction between its process units. The result is a control systems of complex chemical plants with high performance and e ciency, with smooth actions in face of fast disturbances and minimizing their e ects along the plants. Futhermore, there is the importance of applying plantwide control theory in the proposed system, even if decentralized coordinate optimization is used that, alone, does not guarantee the performance and e ectiveness of the designed system. === As plantas químicas industriais estão cada vez mais complexas e integradas, com a presença de correntes de reciclo promovendo a integração energética e o aumento do rendimento do processo. Isto resulta em um comportamento dinâmico complexo, que pode dificultar o projeto de um sistema de controle eficaz para a planta. Sistemas de controle descentralizado são uma alternativa. Porém, esta metodologia nem sempre é eficaz uma vez que as interações entre as unidades de processamento da planta não são consideradas. Neste trabalho, a otimização descentralizada coordenada a partir de diferentes métodos de coordenação é testada para um sistema composto de um reator e um vaso flash e para a planta de Williams-Otto, obtendo resultados satisfatórios para as plantas químicas selecionadas. Posteriormente, desenvolveu-se uma estrutura de controle para Plantas químicas complexas que são decompostas em subsistemas, aliando a otimização descentralizada coordenada com estratégias de controle plantwide, de modo a garantir que o processo opere em condições que atendam as demandas globais e locais, minimizando o efeito das perturbações no sistema e evitando o “efeito bola de neve", característico deste tipo de sistema, uma vez que ambas metodologias consideram as interconexões do sistema que compõem a planta química. A metodologia é aplicada a planta de Williams-Otto em virtude da complexidade de seu problema de otimização e a alta influência das interações entre as unidades de processamento para o comportamento do sistema. Isto resulta em um sistema de controle de plantas químicas complexas com alto desempenho e eficiente, com respostas suaves às perturbações rápidas e minimização da propagação dos efeitos destas na planta. Além disto, verifica-se a importância de se aplicar heurísticas de controle plantwide na eficacia do sistema proposto, mesmo que este utilize a otimização descentralizada coordenada que, de maneira isolada, não garante o desempenho do sistema projetado.