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Controle de um reator CSTR não isotérmico utilizando o sofware livre Scilab

The present work addresses the control of a non-isothermal reactor, using a PID driver. This reactor undergoes internal temperature changes due to an exothermic reaction and possible disturbances outside the system. The controller tuning was performed by three distinct methods: Ziegler-Nichols metho...

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Autor principal: Fischer, Viviane
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:
Reatores químicos
Controladores PID
Software livre
Chemical reactors
PID controllers
Free computer software
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11571
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spelling riut-1-115712020-11-13T17:51:41Z Controle de um reator CSTR não isotérmico utilizando o sofware livre Scilab Control of a non-isothermal CSTR reactor using scilab free software Fischer, Viviane Nicolin, Douglas Junior Nicolin, Douglas Junior Zuber, Andre Brusamarello, Claiton Zanini Reatores químicos Controladores PID Software livre Chemical reactors PID controllers Free computer software CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA The present work addresses the control of a non-isothermal reactor, using a PID driver. This reactor undergoes internal temperature changes due to an exothermic reaction and possible disturbances outside the system. The controller tuning was performed by three distinct methods: Ziegler-Nichols method, Cohen-Coon method and Astrom & Hagglund method. All simulations were performed in XCOS application of software free Scilab, which has its own structure for control loop elaboration. With this, analyze the controller performance with one of three tunings by inserting a steptype disturbance into the input concentration, temperature and set-point change. In all cases, the system was controlled by manipulating water leakage in the reactor cooling jacket. The results showed that the best method of control of the regulatory problem, represented by disturbances in the concentration and inlet temperature, was the Ziegler-Nichols method. To not change the set-point, the servomotor problem, the best tuning method was Astrom and Hagglund. Through sensitivity analysis of the driver parameters, it was possible to analyze the influence of each of the system control loop response terms. O presente trabalho aborda o controle de um reator não isotérmico utilizando um controlador PID. Tal reator sofre alterações na temperatura interna devido a uma reação de caráter exotérmico e possíveis perturbações externas ao sistema. A sintonização do controlador foi realizada por três métodos distintos: método de Ziegler-Nichols, método de Cohen-Coon e o método de Astrom & Hagglund. Todas as simulações foram realizadas no aplicativo XCOS do software livre Scilab, que possui uma estrutura própria para elaboração de malhas de controle. Com este analisou-se a atuação do controlador com cada uma das três sintonizações quando inserida uma perturbação do tipo degrau na concentração de entrada, temperatura de entrada e na alteração do set-point. Em todos os casos o sistema foi controlado por meio da manipulação da vazão de água na camisa de resfriamento do reator. Os resultados mostraram que o melhor método de controle do problema regulador, representado por perturbações na concentração e temperatura de entrada, foi o método de Ziegler-Nichols. Para alterações no set-point, que caracterizam problema servo, o melhor método de sintonização foi o de Astrom & Hagglund. Por meio de análise da sensibilidade dos parâmetros do controlador foi possível analisar da influência de cada um dos termos na resposta da malha de controle do sistema. 2020-11-13T17:51:40Z 2020-11-13T17:51:40Z 2019-11-29 bachelorThesis FISCHER, Viviane. Controle de um reator CSTR não isotérmico utilizando o sofware livre Scilab. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11571 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Francisco Beltrao Brasil Engenharia Química UTFPR
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Fischer, Viviane
Controle de um reator CSTR não isotérmico utilizando o sofware livre Scilab
description The present work addresses the control of a non-isothermal reactor, using a PID driver. This reactor undergoes internal temperature changes due to an exothermic reaction and possible disturbances outside the system. The controller tuning was performed by three distinct methods: Ziegler-Nichols method, Cohen-Coon method and Astrom & Hagglund method. All simulations were performed in XCOS application of software free Scilab, which has its own structure for control loop elaboration. With this, analyze the controller performance with one of three tunings by inserting a steptype disturbance into the input concentration, temperature and set-point change. In all cases, the system was controlled by manipulating water leakage in the reactor cooling jacket. The results showed that the best method of control of the regulatory problem, represented by disturbances in the concentration and inlet temperature, was the Ziegler-Nichols method. To not change the set-point, the servomotor problem, the best tuning method was Astrom and Hagglund. Through sensitivity analysis of the driver parameters, it was possible to analyze the influence of each of the system control loop response terms.
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