Simulação da estabilidade de um sistema de controle em um tanque de aquecimento com agitação sob ação PID (2021)
- Authors:
- USP affiliated author: JOHNSON, JOÃO RICARDO - EEL
- School: EEL
- Subject: ESTABILIDADE
- Language: Português
- Abstract: O controle de processos é essencial ao projeto de uma planta química por compensar eventuais desvios das variáveis de processo que devem se manter em valores especificados. A fim de argumentar sobre o caráter imprescindível do controle, esta monografia apresentou como exemplo de processo um tanque de aquecimento com agitação contínua. O produto na saída corre o risco de não garantir uma composição uniforme ao se decompor em altas temperaturas ou se tornar uma mistura incompleta, em baixas temperaturas. Por isso, é essencial que esse processo tenha uma malha de controle de temperatura. O tanque é alimentado com um fluido que, agitado sob certa temperatura, a propriedade pretendida pelo projeto é alcançada. O processo é controlado por um controlador proporcional- integral-derivativo (PID), cuja variável controlada é a temperatura de saída. Essa deve ser mantida em um valor desejado de projeto (set point). Uma perturbação ocorre na temperatura de entrada e, de acordo com o que ocorre na saída medida constantemente, o controlador direciona sua tomada de decisão à válvula de injeção de vapor a fim de minimizar o desvio na resposta. O ponto crítico do ganho proporcional Kc foi calculado com o objetivo de analisar a estabilidade do sistema para três diferentes valores de Kc. Um menor que o ponto crítico, um exatamente no ponto crítico e um maior que o ponto crítico. Pelo método analítico de Routh obteve-se o valor crítico de 5,8426. Pelos métodos numéricos desenvolvidos no software MATLAB (Matrix Laboratory), como o Método Newton-Raphson com divisões sintéticas e o Método de Bissecção, o valor obtido se encontrou entre 5,841932 e 5,841942. Os outros ajustes escolhidos foram 3 e 10. Por meio de gráficos gerados no software, foi visualizada a influência do ganho proporcional na estabilidade e os possíveis comportamentos dinâmicos da resposta àsperturbações impulso e degrau. Deste modo, foi constatado que, dentre as três condições de estabilidade simuladas, o controle PID teve melhor desempenho quando Kc = 3.
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ABNT
JOHNSON, João Ricardo. Simulação da estabilidade de um sistema de controle em um tanque de aquecimento com agitação sob ação PID. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2021. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/476deeb0-ff5f-4dbf-add7-747f67ea966f/Joao%20Johnson.pdf. Acesso em: 28 abr. 2024. -
APA
Johnson, J. R. (2021). Simulação da estabilidade de um sistema de controle em um tanque de aquecimento com agitação sob ação PID (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/476deeb0-ff5f-4dbf-add7-747f67ea966f/Joao%20Johnson.pdf -
NLM
Johnson JR. Simulação da estabilidade de um sistema de controle em um tanque de aquecimento com agitação sob ação PID [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/476deeb0-ff5f-4dbf-add7-747f67ea966f/Joao%20Johnson.pdf -
Vancouver
Johnson JR. Simulação da estabilidade de um sistema de controle em um tanque de aquecimento com agitação sob ação PID [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 28 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/476deeb0-ff5f-4dbf-add7-747f67ea966f/Joao%20Johnson.pdf
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