A Destilação é um processo de separação muito antigo
Por: Gil Bolos • 18/11/2017 • Trabalho acadêmico • 1.765 Palavras (8 Páginas) • 263 Visualizações
[pic 1] | Universidade Federal de Campina Grande Centro de Engenharia Elétrica e Informática Departamento de Engenharia Elétrica Luiz Paulo da Silva Benicio Thiago Ribeiro Félix Laboratório de Controle Digital Técnicas de Controle – Decoupling Systems Multivariables Professor: George Acioli Júnior Campina Grande 2016
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Sumário
1. Introdução 4
1.1. Definição do Problema 4
2. Objetivos 6
3. Fundamentos Teóricos 6
3.1. Controle de Desacoplamento com Estado de Realimentação 6
3.2. Alocação de Polos de Sistemas Desacoplados com Estado de Realimentação 7
4. Resultados 9
4.1. Controle de Desacoplamento com Estado de Realimentação 9
4.2. Alocação de Polos de Sistemas Desacoplados com Estado de Realimentação 10
5. Conclusão 10
6. Referências Bibliográficas 11
7. Anexos 12
Lista de Figuras
Figura 1. Coluna de destilação
Figura 2. Diagrama de blocos do modelo G(s) 5
Figura 3. Diagrama de blocos do sistema com controlador PID por malha
Figura4. Estrutura do desacoplamento e do controlador 7
Lista de Tabelas
Tabela 1. Notação
Tabela 2. Modelo Padrão pelo critério ITAE 8
Introdução
Definição do Problema
A destilação é um processo de separação muito antigo, que tem por objetivo separar dois ou mais líquidos misturados em dois ou mais fluxos de saída com diferentes composições. Este processo baseia-se na diferença de volatilidade entre os componentes que devem ser separados.
As colunas de destilação são processos que apresentam não linearidades elevadas e interações severas. O esquema de uma coluna de destilação segue na Figura 1 e a notação utilizada segue na Tabela 1.
[pic 2]
Figura 1 - Coluna de destilação
Tabela 1 - Notação
F | fluxo de entrada ou alimentação |
z | composição do fluxo de entrada |
V | refluxo de fundo |
B | fluxo do produto de fundo |
x | composição do produto mais leve no fundo |
L | refluxo de topo |
D | fluxo do produto de topo |
y | composição do produto mais leve no topo |
O principal objetivo é que o fluxo de topo D seja o mais puro possível, ou seja, a composição y do componente mais leve seja próxima de 100%. Consequentemente, a composição de fundo x do componente mais leve no fluxo de fundo B deve ser próxima de 0%. Desse modo, o componente leve pode ser extraído no topo e o componente pesado no fundo.
Um dos modelos utilizados para descrever uma coluna de destilação apresentado por Wood e Berry é do tipo multivariável com duas entradas e duas saídas, dado por:
[pic 3]
Separando G2(s), de forma, a observar as entradas e saídas, tem-se:
[pic 4]
[pic 5]
A figura a seguir é a representação do modelo acima em diagrama de blocos.
[pic 6]
Figura 2 - Diagrama de Blocos do modelo G(s)
O controle desse sistema pode ser feito de forma multivariável ou por malha. Considerando o caso mais simples, por malha, o diagrama de blocos do processo mais os controladores PID individuais podem ser vistos na figura a seguir.
[pic 7]
Figura 3 - Diagrama de blocos do sistema com controlador PID por malha
Para o caso do controlador PID por malha, a sintonia é realizada considerando apenas a malha realimentada e desconsiderando a existência da malha cruzada. Por exemplo, a sintonia do PID1 é realizada considerando apenas a malha G11(s) e desconsiderando a malha cruzada G12(2). Esta malha cruzada é tomada como perturbação que deve ser compensada pelo controlador.
Objetivos
Este relatório tem como objetivo implementar a estratégia de controle de desacoplamento de sistemas com múltiplas variáveis (Decoupling Control of Multivariable Systems), descrita na seção 5.4 do livro Linear Feedback Control – Analysisand Design with MatLab.
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